液化石油气储配站是储存和分配液化石油气的设施。它的主要功能是接收、储存液化石油气, 并将将液化石油气灌装到钢瓶、分配槽车和其他移动式容器。储配站由生产区和辅助区两部分组成, 影响其消防安全的因素众多。针对液化石油气的火灾危险性, 本文利用事故树分析方法进行分析评价, 采取有针对性的预防措施, 从而提高消防安全管理的科学性, 达到防止和减少事故发生的目的。
1 事故树
造成事故的原因是多方面的, 往往是多因素综合作用的结果。事故树分析法是从顶上事件 (要分析的特定事故或故障) 开始, 对引发顶上事件的有关因素层层分析, 并利用已知数据或者实验的结果, 分析和预测事故发生的可能性, 管理者也可据此采取针对性措施预防事故的发生。
2 确定分析对象
分析对象可以是一套生产工艺过程、一个区域、整个系统、一个生产装置区。本文以储存区储罐为研究对象, 将某个液化石油气储罐发生爆炸事故作为顶上事件。
3 制作事故树图
对可能导致顶上事件发生的主要因素分析后, 制作事故树图:
4 对项上事件进行事故树分析
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是最小割集。事故树中, 最小割集越多, 系统的安全性越差。本案例中, 如果X1X1X4X10这四个因素同时具备, 即可造成顶上事件的发生。因此, 对系统中有多少个最小割集进行分析十分重要。可采用布尔代数化简法计算最小割集, 由图中逻辑门符号可得:
根据“加乘法”判别得该事故树的个最小割集
38个事件组合中的任何一个都能使该储罐发生爆炸事故, 要有针对性地加强对这些事件组合的管理才能保障安全, 。
4.1.2 制作防火对策图
成功树表示某一系统的安全性, 制作与原事故树对偶的成功树图方法是: (1) 把事故树顶上事件改成成功顶上事件, 本例中, 原事故树中为“储罐火灾爆炸”, 在成功树中则为“不发生储罐火灾爆炸”; (2) 事故树中的中间事件和基本原因事件均是原事故树中各相应事件的补事件 (或逆事件) , 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) 事故树中的或门和与门分别改成与门和或门。
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, 它表示该系统某些故障或差错不发生时, 项上事件就不会发生。事故树中最小径集越多, 系统越安全。本例中, 根据原事故树制作出成功树后, 求得7组最小割集为:
每个最小径集中的各基本事件同时不发生, 则“储罐火灾爆炸”这一原事故树的顶上事件就不会发生, 或者说预防措施有效。
4.2 定量分析
4.2.1 对顶上事件发生概率进行分析
既定时间内发生火灾或爆炸事故的可能性大小是顶上事件发生概率。如果基本原因事件发生概率全部明确, 顶上事件发生概率可能通过计算得出。顶上事件发生概率可利用直接分步法进行计算, 对与门连接的上下级事件, 按独立随机事件概率积公式n:
P (T) 为顶上事件发生概率, 上层事件的发生概率为P (Gi) ;
Π—求概率积符号;
n—基本事件的个数;
qi—第i个基本事件的发生概率;
q1, q2…qn分别表示基本事件的发生概率;
对于或门连接的上层事件和基本事件, 按独立随机事件的概率和公式进行计算:
本例中, 事故树共含有19个基本事件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, 它们的经验估计值为别为q1≈0.31/年, q2≈0.12/年, q3≈0.22/年, q4≈0.13/年, q5≈0.14/年, q6≈0.16/年, q7≈0.35/年, q8≈0.21/年, q9≈0.14/年, q10≈0.5/年, q11≈0.32/年, q12≈0.12/年, q13≈0.21/年, q14≈0.14/年, q15≈0.25/年, q16≈0.32/年, q17≈0.21/年, q18≈0.25/年, q19≈0.11/年。
即如果基本事件发生概率准确并保持稳定情况下, 此储罐相当于9年多发生一次爆炸事故。
4.2.2 对基本原因事件进行概率重要系数分析
概率重要系数是指基本原因事件发生概率的增减变化对顶上事件发生概率增减变化的影响程度。根据其大小, 可找出对顶上事件发生概率产生较大影响的一个或几个基本原因事件, 在编制检查表时, 概率重要系数是确定进行有重点检查的重要依据。
可见各基本原因事件发生概率增减对顶上事件发生概率增减变化的影响大小顺序为:
4.2.3 对基本原因事件进行危险重要度分析
危险重要系数是顶上事件发生概率的变化率 (ΔPT/PT) 与基本原因事件发生概率的变化率 (Δqi/qT) 的比值, 危险重要系数从两个方面反映Xi对顶上事件发生概率影响程度:一是基本原因事件发生概率的增减变化对顶上事件发生概率增减变化的影响程度;二是反映基本原因事件发生概率大小对顶上事件发生概率大小的影响程度, 与结构重要系数和概率重要系数相比, 危险重要系数能更为准确地反映基本原因事件对顶上事件的影响程度。
可见各基本原因事件的危险重要系数大小依次为:
5 结语
5.1 用事故树法分析了引起液化石油气爆炸的各种因素, 共有基本事件19个, 最小割集38个, 最小径集7个。最小径集、最小割集分析为预防火灾爆炸事故的发生提供了依据。通过对基本事件概率重要系数、结构重要度、危险重要度等内容的分析, 可以得知影响事故树顶上事件发生的主要因素, 对采取相应的预防措施提供了科学依据。
5.2 事故树分析法直观简洁, 能科学地分析导致事故的基本事件组合, 便于查明系统内固有的或潜在的危险因素, 对基本事件的逻辑关系做出全面、简洁和形象的分析, 解决系统的安全问题, 为设计、施工和管理提供科学依据。
摘要：针对引起液化石油气储配站爆炸的原因, 确定“爆炸事件”为顶端事件, 用事故树方法对其进行定性分析和定量分析, 确定了液化石油气储配站的主要安全隐患, 为加强安全管理提供了科学依据。
关键词：事故树,最小割集,最小径集,液化石油气储罐
参考文献
[1] 景国勋, 贾智伟, 段振伟.最小割集在系统安全分析方法中的应用.[期刊论文]-中国安全科学学报, 2004 (05) .
[2] 事故树分析法的应用研究.西南石油大学学报.-2007, 29 (4) .