抗爆分析(Blast Resistant Analysis)是针对可能发生爆炸的设施或环境,通过量化评估爆炸冲击波对建筑、设备及人员的影响,提出工程防护措施的系统性安全分析方法。
一、目标
风险量化:预测潜在爆炸源(易燃气体泄漏、压力容器破裂等)的爆炸当量(TNT等效)。
后果评估:计算冲击波超压(ΔP)、冲量(I)、碎片抛射范围对周边设施的破坏等级。
安全验证:验证现有间距或结构设计是否满足抗爆安全阈值。
防护设计:提出抗爆墙、泄爆面、布局优化等工程解决方案。
二、分析流程
二、关键步骤与技术要点
1.爆炸场景识别(基于HAZOP/LOPA分析)
典型爆炸源:
蒸气云爆炸(VCE):可燃气体泄漏(如氢气、乙烯)遇点火源。
压力容器爆破(PVB):反应釜、储罐超压破裂(物理爆炸)。
粉尘爆炸:煤粉、金属粉尘云点燃。
沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE):液化气储罐火灾引发。
2.爆炸类型及计算方式
爆炸类型为:VCE(多能法(Multi-Energy);PVB(TNT当量模型);粉尘爆炸(TNO模型)。
3.冲击波传播模拟
简化估算的经验公式和CFD软件高精度模拟(常用工具:FLACS(VCE专用)、ANSYS Autodyn(复杂几何))。
4.结构响应评估
破坏等级判据(GB/T 50779-2022):
动态分析:采用有限元软件(如LS-DYNA)模拟建筑在冲击波下的动力响应,验证梁柱节点抗剪能力。
5.碎片危害分析
碎片初速估算及防护要求(碎片屏障需能拦截动能>8kJ的碎片)。
三、抗爆防护设计策略
1. 布局优化
高风险装置(反应釜、储罐)间距≥50m(GB 50160《石油化工企业设计防火标准》)。
控制室/办公楼位于爆炸源上风向,且ΔP<3.5kPa区域。
2.被动防护措施
3.主动防护系统
可燃气体探测器(GDS)覆盖泄漏点,联动紧急切断阀(ESD)响应时间<3秒。
抑爆系统:如化学抑爆剂(NaHCO?)喷入管道(粉尘爆炸抑制)。