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ER=1 時為最佳燃氣混合比，ER 的
表三、氣體閥箱 (VMB) 爆炸模擬洩漏及排氣假設
定義如下：
(m / m )
ER = fuel oxygen actual 洩漏模式 洩爆壓力(barg) 最大爆炸壓力(barg) 安全間距(m)
)
(m fuel / m oxygen stoichiometric
ER1 0.7 0.9554 4
工程改善後再次進行後果分析
經過初步後果分析後，分別建議採 ER1 0.1 0.2575 1.5
取防爆電氣安全設計，洩爆工程控
制或是空間安全距離控制。本計畫 Leak+排氣 0.3 0.4016 1
並進一步研究，如果採用洩爆工程
Leak+排氣 0.1 0.1075 0
控制是否可以有效降低爆炸範圍，
減少設備與人員損傷。

圖一、VMB 爆炸物理模型及 ER=1 爆炸模擬結果

Above Y (m)
0.070 1.0
結果與分析 0.070 0.8
0.6
0.065 0.4
0.2
0.060 0.0
VMB 爆炸模擬結果分析 -0.2
0.055 -0.4
-0.6
VMB(valve manifold box) 共進行四 0.050 -0.8
-1.0
種洩漏模式模擬，如 表三所示。洩 0.045 -1.2 4m
-1.4
0.040 -1.6
漏模式中 ER 代表實際燃氣比除以 0.035 -1.8
-2.0
當量燃氣比，如 ER=1 時，為最佳 0.030 -2.2
-2.4
燃氣比。此外，Leak 代表氫氣自管 0.025 -2.6
-2.8
0.020 -3.0
路洩漏至箱體內點燃；排氣代表箱 -3.2
0.015 -3.4
體有局部排氣系統。 0.010 -3.6
-3.8
本研究中採用洩爆強度共有三種， 0.005 -4.0 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 X (m)
分別為洩爆強度 =0.7 代表使用金 =31001. Var=P (barg). Time=0.073 (s).
plane, Z=0.48m
屬強固箱體；洩爆強度 =0.3 代表
使用安全玻璃或金屬線玻璃；洩爆
強度 =0.1 代表使用普通玻璃。安
表四、AMAT EPI 機台氣體主箱閥爆炸模擬洩漏及排氣假設
全間距參考 表一說明。
VMB 內部發生洩漏點火爆炸時， 洩漏模式 洩爆壓力(barg) 最大爆炸壓力(barg) 安全間距(m)
主要的威力會發生在箱體內部，再
Leak 0.1 0.52 4
透過洩壓點向外釋出。在極端情況
全鋼板箱體（含強化玻璃及緊密門
扣，可視為洩爆壓力 =0.7barg），
假設發生 ER=1 的氫氣爆炸時（如
FM 1-44 要求之洩爆口，警戒範圍 直高度 4 公尺（如 圖二所示），也
圖一 所 示 ）， 最 大 壓 力 達 0.9554
幾乎可降為 0 公尺，洩爆方向以上 就是說扣除爆炸機台毀損，如果機
barg，警戒範圍為水平半徑 4 公尺，
若有阻擋物時其過壓壓力會升高。 方為原則。 台與機台間隔少於 4 公尺，將有可
因 VMB 的設置位置較低 (1.5m)， 能衍變成連續性災害。此外，經電
以及箱體門平面開啟的關係，爆炸 AMAT EPI 機台氣體主箱閥（Main 腦模擬結果顯示，天花板的盲板受
危害主要在箱體正面，人員操作時 Gas Box）爆炸模擬 到爆炸波影響仍輕，不至於發生因
需特別注意。 如 表四所示之爆炸模擬及排氣條 天花板吹翻風險。
件，AMAT EPI Main Gas Box 發
透過排氣的設計（洩爆壓力 =0.3
barg），爆炸危害可侷限在箱體附 生洩漏 (Leak) 的氫氣點火爆炸模擬 AMAT EPI SiCoNi 氣體箱閥
近，1 公尺外過壓可降至 0.07barg 結果顯示，最大壓力達 0.52barg， (Gas Box) 爆炸模擬
以下。為避免碎片 (debris) 的影響， 可能造成整個設備毀損。警戒範圍 如 表五 所示之洩漏模擬及排氣條
建議設計洩爆面積及洩爆壓力符合 以機台為中心水平半徑 6 公尺、垂 件，AMAT EPI SiCoNi Gas Box 箱

NEW FAB TECHNOLOGY JOURNAL JUNE 2013 51