抗爆分析(Blast Resistant Analysis)是針對可能發生爆炸的設施或環境,通過量化評估爆炸沖擊波對建筑、設備及人員的影響,提出工程防護措施的系統性安全分析方法。
一、目標
風險量化:預測潛在爆炸源(易燃氣體泄漏、壓力容器破裂等)的爆炸當量(TNT等效)。
后果評估:計算沖擊波超壓(ΔP)、沖量(I)、碎片拋射范圍對周邊設施的破壞等級。
安全驗證:驗證現有間距或結構設計是否滿足抗爆安全閾值。
防護設計:提出抗爆墻、泄爆面、布局優化等工程解決方案。
二、分析流程
二、關鍵步驟與技術要點
1.爆炸場景識別(基于HAZOP/LOPA分析)
典型爆炸源:
蒸氣云爆炸(VCE):可燃氣體泄漏(如氫氣、乙烯)遇點火源。
壓力容器爆破(PVB):反應釜、儲罐超壓破裂(物理爆炸)。
粉塵爆炸:煤粉、金屬粉塵云點燃。
沸騰液體擴展蒸氣爆炸(BLEVE):液化氣儲罐火災引發。
2.爆炸類型及計算方式
爆炸類型為:VCE(多能法(Multi-Energy);PVB(TNT當量模型);粉塵爆炸(TNO模型)。
3.沖擊波傳播模擬
簡化估算的經驗公式和CFD軟件高精度模擬(常用工具:FLACS(VCE專用)、ANSYS Autodyn(復雜幾何))。
4.結構響應評估
破壞等級判據(GB/T 50779-2022):
動態分析:采用有限元軟件(如LS-DYNA)模擬建筑在沖擊波下的動力響應,驗證梁柱節點抗剪能力。
5.碎片危害分析
碎片初速估算及防護要求(碎片屏障需能攔截動能>8kJ的碎片)。
三、抗爆防護設計策略
1. 布局優化
高風險裝置(反應釜、儲罐)間距≥50m(GB 50160《石油化工企業設計防火標準》)。
控制室/辦公樓位于爆炸源上風向,且ΔP<3.5kPa區域。
2.被動防護措施
3.主動防護系統
可燃氣體探測器(GDS)覆蓋泄漏點,聯動緊急切斷閥(ESD)響應時間<3秒。
抑爆系統:如化學抑爆劑(NaHCO?)噴入管道(粉塵爆炸抑制)。