《液氨储罐火灾爆炸事故树分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液氨储罐火灾爆炸事故树分析（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、液氨储罐火灾爆炸事故树分析赵承建（山东省青岛市公安消防支队， 山东 青岛 266071）摘 要 针对引起液氨储罐火灾爆炸的原因，建立了以“爆炸事件”为顶端事件事故树，并对其进行定性分析，计算了各 基本事件的重要度；找出了液氨储罐的主要安全隐患，为液氨储罐的安全可靠性分析提供了一种新的方法，同时也提高了 液氨储罐的可靠性。关键词 液氨储罐；事故树；最小割集；最小径集；分析置区、储存区；也可以是一个单元操作过程或一 台设备及设施。本文选取液氨储罐为研究对象， 把储罐发生火灾或爆炸事故作为顶上事件。3 建立事故树图调查与顶上事件有关的所有原因后，编制如 下事故树图。液氨一般储存于钢瓶或储罐中，氨气爆
2、炸极 限为15.727.4%。氨气是一种火灾危险性较大的 可燃气体，存储过程中稍有不慎，泄漏气体逸散 到空气中，达到爆炸极限，遇到火源就可能发生 火灾爆炸事故，甚至造成重大伤亡。本文针对液 氨储罐的危险性及其影响消防安全的各种因素， 利用事故树分析方法进行评价，从而提高消防安 全管理工作中的科学性，预知事故发生前每一工作环节的潜在危险，掌握事 故发生规律，采取有针对性 的预防措施，达到防止和减 少火灾事故发生的目的。1 引入事故树 事 故 树 分 析 法（Accident Tree Analysis，简 称ATA）起源于故障树分析 法（Fault Tree Analysis，简 称FTA），是
3、从要分析的特 定事故或故障（顶上事件） 开始，层层分析其发生的原 因，直到找出事故的基本原 因（底事件）为止。这些底 事件又称为基本事件，它们 的数据已知或者已经有统计 或实验的结果。2 选取分析对象利用事故树分析法，分 析范围可以是整个系统，或 系统的一个区域，或一套生 产工艺过程，或一个生产装图1 液氨储罐火灾爆炸事故树作者简介：赵承建（1973），男，硕士，高级工程师。在山 东省青岛市公安消防支队工作，研究方向为建筑防火。石油和化工设备 2012年第15卷安全密封- 74 -4 对选定的对象进行事故树分析 4.1 定性分析 4.1.1最小割集分析导致顶上事件发生最少基本原因事件的组 合称
4、为最小割集，它表示该系统发生某些故障或 差错时，就会发生某种事故，即表示系统的危险 性。事故树中最小割集越多，系统的安全性越 差。在上述事故树所有基本原因事件中，不难发 现，如果X1X4X5X7这四个因素同时具备，即可造 成顶上事件的发生，而因素X1X7同时存在却不能 引发顶上事件，那么，分析系统中有多少个能导 致顶上事件发生的基本原因事件的组合（最小割 集）十分重要，采用布尔代数化简法，由图中逻 辑门符号可得：T=X1+X2+X12+X13+X14+X15+X10X11+(X3+X4+X5 +X6)(X7+X8+X9)(X16+X17)X18 X19根据“加乘法”判别得该事故树的38个最小
5、割集：C1=X1X16X18X19C2=X2X16X18X19C3=X12 X16X18X19C4=X13X16X18X19 C5=X14X16X18X19 C 6 =X 15 X 16 X 18 X 19 C 7 =X 10 X 11 X 16 X 18 X 19 树火灾或爆炸事故顶上事件改成防火或防爆成功 顶上事件，本例中，原事故树中为“发生火灾爆 炸事故”，在成功树中则为“不发生火灾爆炸事 故”；（2）事故树中的中间事件和基本原因事件 由故障或差错改成防故障或防差错的发生，成功 树中各事件均是原事故树中各相应事件的补事件 （或逆事件）。如本例中，事故树中的“储罐破 裂”，在成功树中则为“
6、成功防止储罐破裂”， 在实际应用时还可简要写出防故障或防差错的具 体措施；（3）事故树中的与门和或门分别改成或 门和与门。 4.1.3 最小径集分析不能导致顶上事件发生最少基本原因事件 的组合称为最小径集，最小径集与最小割集的含 义是相反的，它表示该系统不发生某些故障或差 错时，就不会发生某种事故，即表示系统的安全 性。事故树中最小径集越多，系统越安全。每项 最小径集也有许多求解的方法，通常是采用布尔 代数化简法对原事故树的成功树求最小割集的方 法，其结果即为原事故树的最小径集。本例中， 根据原事故树制作出成功树后，以R、Y1Y19、 分别代替原事故树中的T、X1X19，求最小割集 为：得5组
7、最小径集为： P1=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X10,X12,X13,X14,X15； P2=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X11,X12,X13,X14,X15； P3=X1,X2,X7,X8,X9,X10,X12,X13,X14,X15； P4=X1,X2,X7,X8,X9,X11,X12,X13,X14,X15； P5=X16,X17P6=X18 P7=X19 它表示每个最小径集中的各基本事件都不发 生，则“储罐爆炸”这一原事故树的顶上事件就 不会发生，或者说预防“储罐爆炸”成功。 4.2 定量分析 4.2.1对顶上事件发生概率进行分析顶上事件发生概率是指在已知基本原因事
8、 件发生概率的前提下，定量地计算出既定时间内 发生火灾或爆炸事故的可能性大小或多长时间发 生一次火灾或爆炸事故，利用直接分步法对顶上 事件发生概率进行计算，对与门连接的上下级事 件，按独立随机事件概率积公式：C 8 =X 3 X 7 X 16 X 18 X 19 C 10 =X 3 X 9 X 16 X 18 X 19 C 12 =X 4 X 8 X 16 X 18 X 19 C 14 =X 5 X 7 X 16 X 18 X 19 C 16 =X 5 X 9 X 16 X 18 X 19 C 18 =X 6 X 8 X 16 X 18 X 19 C 2 0 = X 1 X 1 7 X 1 8
9、 X 1 9 C 2 2 = X 1 2 X 1 7 X 1 8 X 1 9 C 2 4 = X 1 4 X 1 7 X 1 8 X 1 9 C 9 =X 3 X 8 X 16 X 18 X 19 C 11 =X 4 X 7 X 16 X 18 X 19 C 13 =X 4 X 9 X 16 X 18 X 19 C 15 =X 5 X 8 X 16 X 18 X 19 C 17 =X 6 X 7 X 16 X 18 X 19 C 19 =X 6 X 9 X 16 X 18 X 19 C 2 1 = X 2 X 1 7 X 1 8 X 1 9 C 2 3 = X 1 3 X 1 7 X 1 8
10、X 1 9 C 2 5 = X 1 5 X 1 7 X 1 8 X 1 9 C 26 =X 10 X 11 X 17 X 18 X 19 C 27 =X 3 X 7 X 17 X 18 X 19 C 28 =X 3 X 8 X 17 X 18 X 19 C 30 =X 4 X 7 X 17 X 18 X 19 C 32 =X 4 X 9 X 17 X 18 X 19 C 34 =X 5 X 8 X 17 X 18 X 19 C 36 =X 6 X 7 X 17 X 18 X 19 C38=X6X9X17X18X19C 29 =X 3 X 9 X 17 X 18 X 19 C 31 =X 4 X
11、 8 X 17 X 18 X 19 C 33 =X 5 X 7 X 17 X 18 X 19 C 35 =X 5 X 9 X 17 X 18 X 19 C 37 =X 6 X 8 X 17 X 18 X 19 即可使该储罐发生爆炸事故有38 个事件组 合，只要有针对性地加强对这些整体的安全管 理，就可以保障安全。 4.1.2 制作防火对策图为了表示某一系统的安全性，可以画出与原 事故树对偶的成功树图。其方法是：（1）把事故第8期赵承建 液氨储罐火灾爆炸事故树分析- 75 -降低顶上事件的发生概率，它是编制相应检查表 进行有重点检查的重要依据。 本例中，已知顶上事件布尔代数表达式T=X1X16X
12、18X19+X2X16X18X19+X12X16X18X19+X13X16X18X19+X14X16X18X19+X15X16X18X19+X10X11X16X18X19+X3X7X16X18X19+X3X8X16X18X19+X3X9X16X18X19 +X4X7X16X18X19+X4X8X16X18X19+X4X9X16X18X19+X5 X7X16X18X19+X5X8X16X18X19+X5X9X16X18X19+X6X7 X16X18X19+X6X8X16X18X19+X6X9X16X18X19+X1X17X18 X19+X2X17X18X19+X12X17X18X19+X13X1
13、7X18X19+X14X17X18X19+X15X17X18X19+X10X11X17X18X19+X3X7X17X18 X19+X3X8X17X18X19+X3X9X17X18X19+X4X7X17X18X19 +X4X8X17X18X19+X4X9X17X18X19+X5X7X17X18X19+X5 X8X17X18X19+X5X9X17X18X19+X6X7X17X18X19+X6X8X17X18X19+X6X9X17X18X19 运用代数运算近似法顶上事件发生概率 P （T）可表示为：n P(Gi ) qi q1 q2 qn1 其中：P（Gi）-上层事件的发生概率，顶上 事件发生概率通
14、常用P（T）表示；-求概率积符 号；qi-第i个下层事件的发生概率；n-下层事件的 个数；q1，q2qn分别为下层事件的发生概率。对于或门连接的上下层事件，按独立随机事 件的概率和公式进行计算：n P(Gi ) 1 (1 qi ) 1 (1 q1)(1 q2) (1 qn)1 本例中的事故树共含有19个有效基本事件X1- X19，其中是条件与门上的一个条件，可作为一个 基本事件对待。19个基本事件的发生概率依次表 示为q1- q19，它们的经验估计值分别为q10.21/年， q20.23/年，q30.33/年，q40.31/年，q50.27/年， q60.24/年，q70.22/年，q80.1
15、1/年，q90.12/年， q100.13/年，q110.13/年，q120.14/年，q130.17/ 年，q140.17/年，q150.12/年，q160.16/年，q17 0.11/年，q180.11/年，q190.12/年。 由公式2 求G 1 至G 6 的发生概率P （G 1 ）和P （G6）分别为： P（G1）=1-（1-q1）（1-q2）=1-（1-0.21） （1-0.23）=0.392/年； P（G2）=1-（1-q3）（1-q4）（1-q5）1- （1-q7）（1-q8）（1-q9）=0.256/年； P（G3）=q10q11=0.0169/年； P（G4）=1-（1-q12）（1-q13）=0.278/年； P（G5）=1-（1-q14）（1-q15）=0.270/年； P（G6）=1-（1-q16）（1-q17）=0.252/年。 P（T）分别为： P （T ）= 1-(1-P （G 1 ）)(1-P （G 2 ）) (1-P （G3）) (1-P（G4）) (1-P（G5）) q19 q18 P（G6） =0.6180.397=0.0028=1次/357.14年
