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消防资讯

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火灾现场供水、用水量计算

发布:jsfj119 浏览:121次

454545一、消防用水量计算:Q=Aq     

注:A为火场燃烧面积, q---灭火用水供给强度,一般取0.15 L/(S·m²)、高层建筑取0.2 L/(S·m²)、地下密闭空间和棉纤维制品取0.3 L/(S·m²)

例:某一100平方米居民楼发生火灾。试计算消防用水量。

解:居民楼火灾灭火用水供给强度取0.15 L/(S·m²),

则火场消防用水量Q,根据公式Q=Aq=100 m²*0.15 L/(S·m²)=15L/S

二、水带压力损失计算:hd=SQ2

注: hd---每条20米水带的压力损失,S---每条水带的阻抗,Q---水带内流量,Φ65mm阻抗系数S=0.035,Φ80mm阻抗系数S=0.015

例:有一手抬泵从天然水源处吸水,使用10条Φ65mm胶里水带为1支Φ19mm水枪供水,要求水枪的充实水柱不小于15m。试计算该供水干线水带压力损失。

解:已知,Φ65mm胶里水带的阻抗系数为0.035,

Φ19mm水枪充实水柱为15m时,水枪喷嘴处流量为6.5L/s。

则水带压力损失Hd=nSQ2=10×0.035×6.52=14.8(104Pa)

 

三、消防车供水计算:

(1)已知水枪和水带线路,求消防车的出口压力: Hb=hq+hd+h1-2  

注:Hb ---消防车水泵出口压力,hq---水枪喷嘴处压力

hd---水带干线压力损失,h1-2---标高差

例:有一辆消防车从天然水源处吸水,使用10条Φ65mm胶里水带为1支Φ19mm水枪供水,扑救室外火灾,要求水枪的充实水柱不小于15m,水源至火场地势平坦。试计算消防车水泵出口压力。

解:水源至火场地势平坦,则H1-2=0.

Φ19mm水枪充实水柱为15m时,水枪喷嘴处压力和流量分别为27×104Pa和6.5L/s时,每条水带的压力损失为1.48×104Pa,则10条水带的压力损失为:Hd=10 ×1.48=14.8(104Pa)或者因Φ65mm胶里水带的阻抗系数为0.035。

Φ19mm水枪充实水柱为15m时,水枪喷嘴处流量为6.5L/s。

则Hd=nSQ2=10×0.035×6.52=14.8(104Pa)

上述两种方法计算所得的压力损失均为14.8×104Pa。

消防车水泵出口压力为:Hb=hq+hd+H1-2=27+14.8+0=41.8(104Pa)

 (2)消防车最大供水距离计算:Sn=(r Hb-hq-H1-2)/hd

注:Sn ---消防车最大供水距离(多少条水带长度),r---消防车泵扬程使用系数,一般取0.6~0.8,Hb ---消防车水泵扬程(出水口压力),hq ---水枪处喷嘴压力,H1-2---标高差,hd---每条水带的压力损失

例:CG36/40型消防车,水泵扬程为120×104Pa,用Φ90mm胶里水带单干线接力供水,供应2支Φ19mm水枪的充实水柱为15m,水源至火场地势平坦。试计算该消防车接力最大供水距离。

解:Φ19mm水枪充实水柱为15m时,出口压力为10×104Pa,每支水枪的流量为6.5L/s,则两支水枪的流量为13L/s。

通过查表得Φ90mm胶里水带流量为13L/s时,每条水带的压力损失为1.35×104Pa(也可通过水带压力损失公式hd=SQ2计算)。 水源至火场地势平坦,则标高H1-2=0。CG36/40型消防车的最大接力供水距离为:

 Sn=(r Hb-hq-H1-2)/hd =(120-10-0)/1.35=81.48(条)实际使用81条。

供水距离为81X20=1620米。

答:该消防车接力最大供水距离为81条水带长度,1620米。

(3)消防车最大供水高度计算:H1-2=Hb-hq-hd      

注:H1-2---消防车供水高度,Hb---消防车水泵扬程,

hq ---水枪处喷嘴压力, hd---水带系统的压力损失

例:一高层建筑发生火灾,消防车停靠在距离该建筑20米的消火栓处,该消防车为CG36/40型消防车,水泵扬程为120×104Pa,用Φ90mm胶里水带单干线接力供水,供应2支Φ19mm水枪的充实水柱为15m。试计算该消防车最大供水高度。

解:Φ19mm水枪充实水柱为15m时,出口压力为10×104Pa,每支水枪的流量为6.5L/s,则两支水枪的流量为13L/s。

通过查表得Φ90mm胶里水带流量为13L/s时,每条水带的压力损失为1.35×104Pa(也可通过水带压力损失公式hd=SQ2计算)。消防车距火场20米,则水平铺设水带的压力损失为一盘水带损失,hd为1.35×104Pa。CG36/40型消防车的最大高度为:

 H1-2=Hb-hq-hd=120×104Pa-10×104Pa-1.35×104Pa

=108.65×104Pa=1.0865×106Pa=1.0865M Pa

一个标准大气压约为1.01×105Pa 或10.3米水柱,

H1-2=1.0865×106Pa/1.01×105Pa=10.7个标准大气压的高度,约为110米高的水柱。

答:该消防车最大供水高度为110米。

(4)供水高度估算:① H=100 (Hb-Hq)   (压力单位统一为MPa时)

注:H为供水高度,单位为m,Hb为水泵出口的压力,Hq为水枪出口的压力,10米为的0.1MPa估算的供水高度。

例:一水泵扬程为120×104Pa的消防车给一高层建筑供水,要求水枪口的压力不小于10×104Pa。试估算该消防车最大供水高度。

解: 消防车水泵扬程Hb为120×104Pa=1.2×106Pa(也就是我们讲的1.2MPa或12公斤压力),水枪出口的压力Hq为10×104Pa=0.1×106Pa(也就是我们讲的0.1MPa或1公斤压力)

H=100 (Hb-Hq) =100 (1.2MPa-0.1MPa)=10X1.1=110米

答:该消防车最大供水高度约为110米。

②P= Hq +0.04* (N-2)MPa

注:Hq为水枪出口的压力,N为楼层数,0.04为系数。

 四、火场运水车辆计算

 注:N---保证火场1辆车不间断供水时需要的运水车数量,t 1---运水车上水时间,t 2---火场上水的运输时间,t 3---运水车途中往返时间,T---1罐水在火场使用的时间

例:某火场远离水源,需要运水车从水源地运水。若运水车上水时间为2分钟,火场上水的转输时间为1分钟,运水车中途返回时间为12分钟,1罐水在火场的使用时间为3分钟,求保证火场不间断供水需要的运水车数量。

解:保证火场不间断供水需要的运水车数量为:

 

 

五、消防管网供水能力计算:

(1) 管网内水的流量计算:Q=0.0008D²v    

注:Q---环状管网内水的流量,D---环状管道直径,v-消防给水管道流速,一般取1.5m/s~2.5m/s ,枝状取1m/s.

(2) 管网内水的流量计算:Q=0.5 D²V    

注:Q---环状管网内水的流量,D---环状管道直径,单位为英寸,直径毫米/25换算英寸,v---消防给水管道流速,一般取1.5m/s~2.5m/s ,枝状取1m/s。

(3) 管网供水能力计算:N=Q/Q车     

注:N---环状管道的供水能力,即为可供消防车数量;Q---环状管道水的流量,Q车---每辆消防车的供水量

例1:有一条Φ300mm的环状消防管道,管道内的水压力不低于0.2MPa。若火场上某型号消防车的流量为40L/s,试计算管道上能停靠的消防车数量

解:环状管道v=1.5m/s,则该管道的流量为:

Q=0.0008D2v=0.0008×3002×1.5=108L/s

N=Q/Q车=108/40=2.7(辆) 实际使用取2辆

答:该管道能停靠的消防车数量为2辆。

估算法:Q=1/2vD2=1/2×1.5×(300/25) 2=108 L/s

N=Q/Q车=108/40=2.7(辆)    实际使用取2辆

六、火场供水力量计算:

(1) 水枪的控制面积计算: f=Q/q

注:f---每只水枪的控制面积,Q---每支水枪的流量,q---灭火用水供给强度,一般为0.2 L/(S·m²)、高层建筑取0.2 L/(S·m²)、地下密闭空间和棉纤维制品取0.3 L/(S·m²)例: 某单层木材加工厂发生火灾,燃烧面积约300㎡,若火场灭火用水供给强度为0.2L/(s·㎡),使用Φ19mm水枪充实水柱为15m。试求每支水枪能控制的燃烧面积。

解:Φ19mm水枪充实水柱为15m时,水枪的流量为6.5L/s,则每支水枪的控制面积为:

 f=Q/q=6.5/0.2=32.5(m2)

 答:每支Φ19mm水枪能控制的燃烧面积为32.5㎡。

(2) 水枪数量计算:N=A/f    

注:N---火场需要水枪数量,A---火场燃烧面积,f---每支水枪控制面积)—例: 某单层木材加工厂发生火灾,燃烧面积约300㎡,若火场灭火用水供给强度为0.2L/(s·㎡),使用Φ19mm水枪充实水柱为15m。试求火场需用的水枪数量。

解:Φ19mm水枪充实水柱为15m时,水枪的流量为6.5L/s,则每支水枪的控制面积为:f=Q/q=6.5/0.2=32.5(m2)火场需用的水枪数量为:N=A/f=300/32.5=9.23(支)   实际使用取10支。

答:每支Φ19mm水枪能控制的燃烧面积为32.5㎡;火场需用的水枪适量为10支。

(3) 水枪控制周长计算: L枪=q枪/q       

注:L枪为每支水枪控制周长,q枪为水枪流量,q为灭火用水供给强度,一般取0.4~0.8L/(s∙m) ,水枪的控制周长需要同时考虑火场的灭火用水强度和水枪的射程。

例:使用一Φ19mm的水枪灭火,要求充实水柱为15m,假设火场灭火用水供给强度为0.4 L/(s∙m),求该水枪的控制周长。

解:Φ19mm的水枪充实水柱为15m时流量为6.5L/s,L枪=q枪/q=6.5/0.4=16.25m

答:该水枪的控制周长16.25m.

(4) 根据燃烧周长或需要保护的周长计算水枪数量:N=L/ L枪        

注:N---火场需用的水枪数量,L---火场燃烧周长或需要保护的周长,L枪---每支水枪的控制周长

例:  某单层木材加工厂发生火灾,燃烧面积约300㎡,若火场灭火用水供给强度为0.2L/(s·㎡),使用Φ19mm水枪充实水柱为15m。试求每支水枪能控制的燃烧面积及火场需用的水枪数量。

解:Φ19mm水枪充实水柱为15m时,水枪的流量为6.5L/s,则每支水枪的控制面积为:

f=Q/q=6.5/0.2=32.5(m2)火场需用的水枪数量为:N=A/f=300/32.5=9.23(支)实际使用取10支。

答:每支Φ19mm水枪能控制的燃烧面积为32.5㎡;火场需用的水枪适量为10支。

(5) 水炮的控制面积计算:f炮=Q炮/q 

注:f炮---每门水炮的控制面积,Q炮---每门水炮的流量,q---灭火用水供给强度,一般为0.12~0.2 L/(S·m²) 

(6) 水炮的数量计算:N炮=A/f炮    

注: N炮---火场需要水炮数量,A---火场燃烧面积,f炮---每门水炮的控制面积

(7) 水炮的控制周长计算: L炮=A炮/hs         

注: L炮---每门水炮控制周长,A炮---每门水炮控制面积,hs---水炮的控制纵深

(8) 根据燃烧周长或需要保护周长计算水炮数量:

N炮=L燃/L 炮    

注:N炮---火场需要的水枪数量,L燃---火场燃烧周长或需要保护的周长,L 炮---每门水炮控制周长

例: 某储木场发生火灾,燃烧面积为500㎡,若火场灭火用水供给强度为0.2L/(s·㎡),使用PSY30移动水炮灭火,充实水柱为55m时,流量为30L/s。求火场需用的水炮数量。

解:

(1)按每门水炮控制燃烧面积计算水炮数量每门PSY30水炮控制面积为:f炮=Q炮/q=30/00.2=125(㎡);火场需用的水炮数量为:N炮=A/f炮=500/125=4(门)

(2)按每门水炮控制燃烧周长计算水炮数量火场燃烧周长为:L燃=A/hs=500/10=50(m)

每门水炮控制周长为:L 炮= A炮/hs=125/10=12.5(m);火场需用的水炮数量为:N炮= L燃/ L炮=50/12.5=4(门); 上述两种计算方法所得结果一致的。

答:火场需用的水炮数量为4门。

(9) 火场供水消防车数量计算:N车=N枪/n枪   

注:N车---火场供水消防车辆,N枪---火场需用水枪数,n枪---每辆车能出的水枪数

 

七、消防车战斗持续时间计算:

消防车车载水持续灭火时间计算:T=Qn/60qn      

注:T---消防车车载水持续灭火时间,Qn---消防车车载水量,qn---出水灭火的水枪流量

例【1】:一辆消防车载水6m³,到达火场后出两支Φ19mm水枪,每支水枪流量为6.5L/s,水带内的水忽略不计,试计算持续灭火时间。

解:T4=Qn/(60qn)=6000/(60×6.5×2)=7.69(min)

答:持续灭火时间为7.69min。

例【2】:三辆消防车分别载水3.5m³、6m³、12m³,到达火场后共出4支Φ19mm水枪灭火,每支水枪流量为6.5L/s,水带内的水量忽略不计,试计算持续灭火时间。

解:T4=Qn/(60qn)=(3500+6000+1200)/(60×6.5×4)=13.78(min)

答:持续灭火时间为13.78min。

八、室内固定消火栓系统供水能力计算(一般设计均为环状管网):

(1)管网内水的流量计算:Q=0.0008D²v    

注:Q---环状管网内水的流量,D---环状管道直径,v---消防给水管道流速,一般取1.5 m/s~2.5m/s ,枝状取1m/s

(2)管网内水的流量估算:Q=0.5V D²    

注:Q---环状管网内水的流量,D---环状管道直径,单位为英寸,毫米/25换算英寸,v---消防给水管道流速,一般取1.5m/s~2.5m/s

(3)系统管网供水能力计算:N=Q/Q枪  

注:N---环状管道的供水能力,即为可供灭火水枪数量;Q---环状管道水的流量,Q枪---每支水枪的流量

例1:某高层建筑室内消火栓系统安装为Φ150mm的环状消防管道,管道内的水压力不低于0.2MPa。若使用Φ19mm直流水枪灭火,要求射程不小于13m(流量为5.7L/s),试计算室内消火栓系统可出水枪数量。

 解:假设消火栓管道流速v=2.5m/s,则该管道的流量为:

Q=0.5V D²=0.5×1.5×(150/25)² L/s=45 L/s

N=Q/Q枪=45/5.7=7.8(支)    实际使用取7支

答:该系统管网能水枪数量为7支。

九、着火罐的固定系统冷却用水量:Q1=πD²q  

注:D---球罐直径,q---冷却水供给强度,取0.15L/(S·m²) 

例:某罐区要建造一直径10米的液化石油罐,按照0.15L/(S·m²)的冷却强度,其固定系统冷却用水量试该设计不低于多少?

解:Q1=πD²q=3.1410100.15=47.1L/S

十、邻近罐冷却用水量:Q2=n0.5πD²q    

注:D---球罐直径,q---冷却水供给强度,取0.15L/(S·m²),n为1.5D直径范围内储罐数量

十一、无固定冷却系统的冷却用水量计算:Q1=πD²q             注:D---球罐直径,q---冷却水供给强度,取0.2L/(S·m²)

例:某一液化石油气球罐区,球罐直径均为10m,某日因遭雷击,固定冷却系统损坏,并造成一只球罐着火,距着火罐15m范围内的邻近罐有3只,试计算消防用水量。

解:着火罐冷却用水量为:Q1=πD²q=3.14×10²×0.2=62.8(L/s)

每个临近罐冷却用水量为:Q₂=0.5πD²q=0.5×3.14×10 ²×0.2 =31.4(L/s)

消防总用水量为:Q=Q1+3Q2=62.8+3×31.4=157(L/s)

答:消防用水量我为157(L/s)

十二、着火罐需要冷却面积:A=πD²  

临近罐需要冷却面积:   

注:D---球罐直径

十三、冷却需用水枪数量计算:        

注:N ---需用水枪数量,A---需要冷却保护面积,a---每支水枪能冷却的面积

十四、甲乙丙类液体储罐区火灾用水量计算:

(1) Q=Q灭+Q着+Q邻        

注:Q为储罐区消防用水量,Q灭为配置泡沫用水量, Q着为着火罐冷却用水量,Q邻为临近罐冷却用水量Q灭=a Q混             

注:Q灭为配置泡沫用水量, a为泡沫混合液含水率(94%、97%等),Q混为泡沫混合液量

(2) 泡沫灭火用水常备量计算:W=1.8 Q灭

(3) 泡沫灭火用水常备量估算:

一次进攻量:Q水=a×Q强度×A×t     

注:Q水为一次进攻用水量,a为混合液中含水率,Q强度为混合液供给强度(甲乙类取10 L/(S·m²),丙类取8 L/(S·m²)),A为燃烧面积,t为一次进攻时间(通常取5分钟)。一般一次可按50A估算,泡沫灭火用水量为一次进攻的6倍,即6 Q水

(4) 着火罐冷却用水量计算:Q着=nπDq=nAq        

注:n为同一时间着火罐的数量,D为着火罐直径,q为着火罐冷却水供给强度(浮顶罐用移动灭火设施灭火时供给强度一般按周长算取0.45L/(S·m),A为着火罐表面积。

(5)临近罐冷却用水量计算:Q邻=0.5nπDq=0.5nAq   

注:n为同一时间着火罐的数量,D为着火罐直径,q为着火罐冷却水供给强度(浮顶罐用移动灭火设施灭火时供给强度一般按周长算取0.45L/(S·m),A为着火罐表面积。当临近罐为保温罐时冷却强度可减半。

例:某一油罐区,固定顶立式罐的直径均为10米,某日因雷击,固定冷却系统损坏,其中一个储罐着火,并造成地面流淌火,距离15米范围内有临近罐2个,若采用普通蛋白泡沫灭火,泡沫混合液量为48L/S,采用移动式水枪冷却,着火罐和临近罐冷却强度分别取0.6 L/(S·m)和0.35 L/(S·m)。试计算消防用水量。

解:配置泡沫的用水量为:Q灭=a Q混=0.94×48=45.12L/S

着火罐冷却用水量为:Q着=nπDq=1×3.14×10×0.6=18.84 L/S

临近罐冷却用水量计算:Q邻=0.5nπDq=0.5nAq=0.5×2×3.14×10×0.35=10.99 L/S

油罐区消防用水量为:Q=Q灭+Q着+Q邻=45.12+18.84+10.99=74.95 L/S

 

十五、泡沫灭火剂计算:

(1) 泡沫枪控制面积计算:A泡=q泡/q     

注:A泡---泡沫枪控制面积,q泡---泡沫枪泡沫流量,q---泡沫供给强度,一般为1.5 L/(S·m²)  )

(2) 泡沫枪数量计算:N=A/A泡          

注:N---火场泡沫枪数量,A---火场燃烧面积,A泡---泡沫枪控制面积

例:某可燃液体燃烧面积约200㎡,现使用PQ8型泡沫枪灭火,若泡沫灭火供给强度为1L/(s·㎡),当泡沫枪进口压力为0.5MPa时,试计算该泡沫枪混合液流量及灭火需用该泡沫枪的数量。

解:泡沫混合液流量为:

PQ8型泡沫枪进口压力为0.5MPa时产生的泡沫量为42.26L/s,则控制面积为:

A泡=q泡/q=42.26/1=42.26(㎡)

灭火需用PQ8型泡沫枪的数量为:

N=A/A泡=200/42.26=4.73(支)

实际使用取5支。

答:该泡沫枪混合液流量为6.67L/s,灭火需用5支PQ8型泡沫枪。

(3) ①固定顶立式储罐的燃烧面积计算:A=πD²/4  

注:A为燃烧面积,D为储罐直径

②油池燃烧面积计算:A=ab

③浮顶罐燃烧面积按罐壁和泡沫堰板之间的环形面积算。

(4)泡沫量计算:

①固定顶立式罐(油池)灭火用泡沫量:Q1=A1q1     

注:Q1为灭火用泡沫量(L/S),A1为燃烧面积,q1为泡沫供给强度。甲乙类液体移动式灭火设施时供给强度一般取1 L/(s·㎡);PC4\PC8型泡沫产生器空气泡沫供给强度不小于1.25 L/(s·㎡),泡沫混合液供给强度不低于12.5 L/(s·㎡);采用PC16时分别不低于1.5 L/(s·㎡)和15L/(s·㎡))

②浮顶罐灭火用泡沫量:Q2=A2q2         

注:Q2为灭火用泡沫量(L/S),A2为环形燃烧面积,q2为泡沫供给强度。)

③扑灭流淌火需用泡沫量:Q3=A3q3       

注:Q3为灭火用泡沫量(L/S),A3为环形燃烧面积,q3为泡沫供给强度。)

(5) 泡沫混合液量计算:Q混=N1q1混+ N3q3混       

注:Q混为储罐区灭火需用泡沫混合液量,N1为扑灭储罐需用泡沫枪的数量,q1混为扑灭液体流淌火需用泡沫枪的数量,N3为每支用于扑灭储罐的泡沫枪所需的混合液量,q3混为每支用于扑灭液体流淌火的泡沫枪所需的混合液量。

(6)普通蛋白泡沫液常备量估算:

①一次进攻用液量:Q =a×Q强度×A×t       

注:Q为一次进攻用液量,a为混合液混合比(0.03或0.06),Q强度为混合液供给强度(甲乙类取10 L/(S·m²),丙类取8 L/(S·m²)),A为燃烧面积,t为一次进攻时间(通常取5分钟)。一般一次进攻用液量可按Q=3A估算,泡沫灭火用水量为一次进攻的6倍,6 Q

例:某一油罐区,固定顶立式罐的直径均为14m。某日因遭雷击,固定灭火系统损坏,其中一个储罐着火,呈敞开式燃烧,并造成地面流淌火约80㎡,若采用普通蛋白泡沫及PQ8型泡沫枪灭火(当进口压力为0.7Mpa时,PQ8型泡沫枪的泡沫量为50L/s,混合液流量为8L/s),泡沫灭火供给强度为1L/(s·㎡),试计算灭火需用泡沫液量。

解:固定顶立式罐的燃烧面积为:

A=πD2/4=3.14×142/4153.86(㎡)

扑灭储罐及液体流淌火需用泡沫量分别为:

Q1=A1q1=153.86×1=153.86(L/s)

Q3=A3q3=80×1=80(L/s)

当进口压力为0.7Mpa时,每支PQ8型泡沫枪的泡沫流量为50 L/s,泡沫混合液流量为8 L/s,则扑灭储罐及液体流淌火需用PQ8型泡沫枪的数量分别为:

N1=Q1/q=153.86/50=3.08(支)

实际使用取4支

泡沫混合液量为:

Q混=N1q1混+N3q3混=4×8+2×8=48(L/s)

泡沫液常备量为

Q液=0.108Q混=0.108×48=5.19(t)

答:灭火需用泡沫液量为5.19t

十六、高倍数泡沫灭火剂用量计算:N=V/(5q)     

注:V为泡沫量(N为高倍数泡沫产生器的数量,V为需保护覆盖的空间体积,q为每只高倍数泡沫产生器的泡沫产生量,5为高倍数泡沫应在5min内充满保护空间。发泡倍数一般取600倍左右。

 十七、使用氟蛋白泡沫液下喷射扑救储罐火灾供水战斗车数量计算:

储罐需要泡沫量:Q1=Aq    

   

 

注:Q1---储罐需要的氟蛋白泡沫供给量,A---储罐液面积,q---氟蛋白泡沫供给强度,一般为0.4 L/(S·m²),D---储罐直径   

十八、原油发生喷溅时间计算:

 

注: t ---发生喷溅时间,H---油罐内油液面高度,h---罐底水垫层上表面高度,V ₁ ---油层的燃烧线速度,V ₂ ---油品的热播传播速度,K---提前系数(储油温度低于燃点时取0,高于燃点时取0.1

例:假设一含水率为0.5%的轻质原油浮顶罐发生爆炸起火,该罐罐内液面高20米,罐底有1米高的水垫层,爆炸后液面呈敞开式燃烧,储罐油品温度未达到燃点,试求可能发生沸溢的时间。

解:0.5%轻质原油的燃烧线速度为0.102~0.6m/h, 热传播速度0.43~1.27 m/h

 t==(20-1)/(0.6+1.27)=10.16h

答:可能发生火灾后10.16h发生沸溢。