用于化学品数据查询和TNT当量计算软件的研究与实现

【摘要】本文介绍了一款基于Matlab App designer的化学品查询、WTNT、NTNT计算和数据保存的软件——化学品数据查询和TNT当量计算软件。该软件能够通过CAS检索服务号查询化学品相关信息，包括闪点、爆炸极限、自燃点、火灾危险性分类，并计算WTNT和NTNT，同时还支持数据保存功能。阐述了系统的功能模块和开发过程，介绍了系统的操作方法和使用效果，为化学品数据查询和TNT当量计算提供了一种简便、快捷的方法。

【关键词】化学品查询；WTNT；NTNT；数据保存；MatlabApp designer

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.051

Research and Implementation of Chemical Data Query and TNT Equivalent Calculation Software

YAO Dandan

（LiaoningAcademy of Safety Sciences， Shenyang 110004， China）

Abstract： This paper introduces a software based on MATLAB App designer for chemical query， WTNT and NTNT calculation and data preservation-chemical data query and TNT equivalent calculation software. The software can search the service number of CAS for chemical related information， including flash point， explosion limit， spontaneous combustion point， fire risk classification，calculate WTNT and NTNT， and also support the data preservation function. This paper introduces the function module and development process of the system， introduces the operation method and application effect of the system， and provides a simple and quick method for chemical data query andTNTequivalent calculation.

Keywords： chemical inquiry； WTNT； NTNT； data preservation； MatlabApp designer

0引言

化學品在众多领域中广泛应用，包括工业、农业、医药等，但同时也存在着一定的安全风险。特别是在化学品的生产、贮存和运输过程中，很容易引发重大事故。为了减少这些事故的发生，开发一款快速、准确的化学品数据查询和TNT当量计算系统非常必要。

TNT当量是指某种物质在爆炸时与同等质量的TNT产生相同能量释放的量。TNT当量计算是一项重要的安全工作，它可以帮助确定在某种特定情况下需要使用多少TNT才能达到与当前物质相同的能量释放量，从而确保安全使用和储存化学品。《国家安全监督总局关于印发〈危险化学品建设项目安全评价细则（试行）〉的通知》（安监总危化〔2007〕255号）中“固有危险程度的分析”，通过计算，定量分析建设项目安全评价范围内和各个评价单元的固有危险程度，规定了计算“具有爆炸性的化学品的质量及相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量”。除此之外，重点监管、易制爆化学品数据查询也是一个重要的工作。政府机构对于某些化学品会实施严格的监管措施，如限制其使用、销售或储存等。在这种情况下，了解化学品的特性和法规要求是至关重要的，因为任何违反监管规定的行为都可能会导致极其严重的后果。

《首批重点监管的危险化学品名录》是国家安全生产监督管理总局为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）和《国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》（安委办〔2008〕26号）精神，进一步突出重点、强化监管，指导安全监管部门和危险化学品单位切实加强危险化学品安全管理工作，在综合考虑2002年以来国内发生的化学品事故情况、国内化学品生产情况、国内外重点监管化学品品种、化学品固有危险特性和近四十年来国内外重特大化学品事故等因素的基础上，组织对现行《危险化学品名录》中的3800余种危险化学品进行了筛选，编制了《首批重点监管的危险化学品名录》。《首批重点监管的危险化学品名录》公布了60种监管的危险化学品。

为进一步做好重点监管的危险化学品安全管理工作，国家安全监管总局在分析国内危险化学品生产情况和近年来国内发生的危险化学品事故情况、国内外重点监管化学品品种、化学品固有危险特性及国内外重特大化学品事故等因素的基础上，研究确定了《第二批重点监管的危险化学品名录》，其中公布了14种监管的危险化学品。公安部编制了《易制爆危险化学品名录》（2017年版），《易制爆危险化学品名录》公布了9大类74种易制爆危险化学品。本研究开发的软件涵盖了上述化学品的数据查询。

为了实现化学品数据查询和TNT当量计算，我们开发了一款基于Matlab App designer的软件V1.0。该软件包括化学品查询、WTNT（TNT当量，以下简称WTNT）、NTNT（TNT摩尔量，以下简称NTNT）计算和数据保存等功能模块。在本文中，我们将对软件的每个功能模块进行详细地阐述，包括功能模块的设计思路、参数设置和操作方法等。此外，我们还将对系统的测试结果进行分析和总结，以验证系统的实用性和准确性。

1爆炸性化学品TNT当量

式中，M为TNT的摩尔质量，kg/mol。

2软件运行环境

2.1硬件要求

处理器主频：2 GHz及以上；内存：2 G及以上。

2.2软件要求

操作系统：Windows10 64位系统；运行环境：Matlab R2020b及以上版本。

3软件的技术特点

本软件基于Matlab R2020b开发，运用其中的App designer功能设计出原始的*.m文件和*.fig文件，在此基础上运用Matlab自带的Matlab Compiler编译器对*.m文件和*.fig文件进行编译，编译成可脱离Matlab环境的能够独立执行的*.exe文件，只要在安装Matlab Compiler（可独立安装，且安装文件很小）的电脑上都可以运行本软件。软件运行基于输入参数驱动，运行时占用内存小。软件基于面向对象程序设计方法设计，不仅可移植性强，还可实现功能的扩展。

软件的主要功能：WTNT当量计算、NTNT摩尔量计算、闪点查询、爆炸极限查询、自燃点查询、火灾危险性分类查询、MAC查询、TWA查询、STEL查询、数据保存。

4软件开发过程

MATLAB App是MATLAB软件中的一种可视化工具，用于创建具有交互性的GUI（图形用户界面）应用程序。APP Designer是一个功能丰富的开发环境，它提供布局与代码视图、完整集成的MATLAB编辑器版本、大量的交互式组件、网格布局管理器和自动调整布局选项，使App能够检测和响应屏幕大小的变化。可以直接从App Designer的工具条打包App安装程序文件，也可以创建独立的桌面App或Web App（需要MATLAB Compiler）。App Designer和UI图窗支持大量组件，可用于设计功能齐全的现代化应用程序。App Designer中的“设计视图”提供了一组丰富的布局工具，用于设计外观现代、专业的应用程序。它还提供了丰富的UI组件库，因此可以创建各种交互式功能。在设计视图中所做的任何更改都会自动反映在代码视图中。在软件开发之前，需要先安装MatlabApp designer以确保软件能够正常运行。接着，开发团队对软件的功能和界面进行了详细的规划和设计，并进行了代码编写和测试。软件开发流程如图1。

在代码编写过程中，团队采用了面向对象的编程思想，将各个功能模块分别封装成不同的类，以提高代码的可读性和可维护性。同时，团队还采用了回调函数的方式，实现了按钮和输入框的响应，使用户能够快速方便地完成相應操作。在测试过程中，团队针对各种可能出现的错误情况进行了充分的测试和调试，确保软件的稳定性和可靠性。

5功能实现

1）在电脑上运行MATLAB软件，打开Memory_network_stockanalysis_software.m并运行，打开Memory_network_ stockanalysis_software.fig软件界面。成功初始化和配置用户环境后，会显示软件界面。

2）运行本软件后，用户输入A、Wf、Qf等参数。如图2所示。

3）用户点击calculator按钮，可计算WTNT、NTNT。用户可以输入爆炸性化学品的总质量Wf、燃烧热Qf等参数，计算WTNT和NTNT，从而评估该化学品的危险程度。对于具有爆炸性的化学品，计算相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量；对于具有可燃性的化学品，计算其燃烧后放出的热量。QTNT（TNT的爆炸热）一般取4520 kJ/kg。

4）用户可以通过下拉式菜单选择化学品CAS（美国化学文摘对化学物质登录的检索服务号，以下简称CAS），获取该化学物质的相关信息，包括闪点、爆炸极限、自燃点、火灾危险性分类、MAC（最高容许浓度，工作地点、在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度，以下简称MAC）、TWA（时间加权平均容许浓度，以时间为权数规定的8 h工作日、40 h工作周的平均容许接触浓度，以下简称TWA）和STEL（短时间接触容许浓度，在遵守PC-TWA前提下容许短时间〔15 min〕接触的浓度，以下简称STEL）等参数。查询结果将以表格的形式进行显示，方便用户查看和比较。如图3～4所示。

6）用户可以通过点击“×”按钮退出当前软件，关闭软件程序。

6结论

综上所述，化学品数据查询和TNT当量计算软件V1.0是一款基于MatlabApp designer开发的化学品查询和计算工具，具有简单易用、功能齐全、数据准确等特点，可以有效提高化学品安全管理水平，减少事故发生的风险。软件具有操作简便、计算准确、界面美观等特点，能够帮助企业快速进行化学品数据查询和TNT当量计算，并为企业提供决策支持。在未来，我们将继续改进和完善该系统，为用户提供更好的服务。

【参考文献】

[1]石油化工企业设计防火标准（2018年版）：GB 50160—2008[S].

[2]建筑设计防火规范（2018年版）：GB 50016—2014[S].

[3]爆炸危险环境电力装置设计规范：GB 50058—2014[S].

[4]爆炸性环境第11部分：气体和蒸气物质特性分类试验方法和数据：GB/T 3836.11—2022[S].

【作者简介】

姚丹丹，女，1979年出生，高级工程师，学士，研究方向为安全生产、软件开发。

（编辑：李钰双）