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基于事故樹分析的油庫燃爆事故安全評價研究

文檔作者：趙爽姜虎生陳廣芳付路路馬文濤文檔來源：遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月19日
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第43卷第12期
當(dāng)代
化工
 Contemporary Chemical Industry
Vo1.43,o.12
2014年12月
 December,2014
基于事故樹分析的油庫燃爆事故安全評價研究
趙爽,姜虎生,陳廣芳,付路路,馬文濤
(遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院,遼寧順113001)
摘
要:燃爆是油庫發(fā)生的危害性極大且最為經(jīng)典的一種事故。針對油庫事故的發(fā)生特點(diǎn),結(jié)合青島中石
化黃濰管線發(fā)生爆炸的例子,有側(cè)重點(diǎn)的得出了引起事故發(fā)生的重大危險(xiǎn)源,火源和油罐本身的泄露問題是導(dǎo)
致事故發(fā)生的最為主要的因素。運(yùn)用事故樹分析法對油庫燃爆問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,研究了各危險(xiǎn)源之間的
因果關(guān)系,探討了油庫燃爆事故的發(fā)生發(fā)展模式,得出了各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度大小順序,為更好地維護(hù)油
庫安全提供了科學(xué)的理論和數(shù)據(jù)支持。
關(guān)鍵詞:油庫;燃爆;事故樹分析法
中圖分類號:TE624文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1671-0460(2014)12-2585-03
 Safety Evaluation of Oil Depot Explosion Accident Based on Fault Tree Analysis
 ZHAO Shuang, JIANG Hu-sheng, CHENG Guang-fang, FU Lu-lu, MA Wen-tao
 (School of Environmental and Biological Engineering. Liaoning Shihua university, Liaoning Fushun 113001, China)
 Abstract: Explosion is one of the most
 ents with great danger in oil tanks. Aiming at characteristics of
 hazards that caused the
 the most major factors leading to accidents. In this paper, system
 analysis on depot explosion issues was carried out with fault tree analysis, and the causal relationship between the
 various danger sources was st
 discussed, and the order of struct
 e scientific
 theory and data support for better safeguarding dep
 Key words: Depot; Explosion: Fault tree analysis
油庫是大量存儲石油等易燃、易爆油料的地方,
表1事故樹事件符號及邏輯門說明
 Table The accident tree event symbols and logie gates
如果油庫發(fā)生燃爆事故,將會造成不可估量的嚴(yán)重
稱符號
后果,最近青島中石化發(fā)生爆炸,也向我們提出了
說明
頂事件
事故樹分析中的結(jié)果事件
疑問,如何尋找一種最合適的安全評價方法進(jìn)行事
中間事件
位于頂事件和基本事件之間的原因
故的預(yù)防已成為當(dāng)今非常重要的研究方向之一。
基本事件
事故分析中不能再
事件行分析的原因
事件
事故樹分析法( Fault Tree Analysis,FTA)又稱
省略事件
沒有必要進(jìn)一步向下分析或原因不
故障樹分析法,是一種重要的演繹推理安全分析方
明確的原因事件
與門僅當(dāng)所有輸入事件發(fā)生時,輸出事件
法,而且得到了普遍的大范圍應(yīng)用。事故樹分析
或門至少有一個輸入事件發(fā)生時,輸出事
方法可以用于核電站等復(fù)雜系統(tǒng)和其他各類系統(tǒng)的
件就發(fā)生
可靠性分析,同時也可以向成功樹進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本文
m0
章嘗試建立一個比較完整的油庫燃爆事故樹,并對
其發(fā)生原因進(jìn)行重點(diǎn)研究。
A
1油庫燃爆事故樹模型建立
A
油庫燃爆事故樹的編制是FTA中最為關(guān)鍵的
一環(huán),根據(jù)基礎(chǔ)的調(diào)研資料,將頂上事件和其他原
因事件通過邏輯門符號(表1,2)建立適用的事故
樹如圖1所示
圖1油庫燃爆事故樹圖
 Fig. The accident tree graph of fuel depot explosion
收稿日期:2014-04-10
作者簡介:趙爽(1990-),女,遼寧大連人,現(xiàn)就讀于遼寧石油化工大學(xué),環(huán)境科學(xué)專業(yè)研究生,研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評價,E-ail
286327750qg.com
通訊作者:姜虎生,男,山東德州人,副教授,主要從事環(huán)境污染生態(tài)的研究,-mail: . e-mail: jianghs698163.com.69163.com
2586
當(dāng)代化工
2014年12月
表2事故樹事件列表
小割集,其中42個三階最小割集,102個四階最小
 Table 2 The accident tree event list
油庫燃爆
鐵制工具作業(yè)
割集。每個最小割集都是頂上事件發(fā)生的一種可能
G
火源
鐵釘鞋作業(yè)
途徑,所以油庫燃爆事故的發(fā)生具有很大的可能性,
G2油氣達(dá)到可燃濃度
雷擊
應(yīng)重點(diǎn)針對提出對策措施。
M
明火油罐密封不良
2.2最小徑集分析
M
電火花
 Xio
油罐敞開
M
撞擊火花Xn
無排風(fēng)設(shè)施
在同一事故樹中,使頂上事件不發(fā)生的最小限
M靜電火花X未定時排風(fēng)
度的基本原因事件的集合稱為最小徑集。求最小
M,雷擊火花X1
排風(fēng)設(shè)備損壞
徑集的方法是利用其對偶的成功樹進(jìn)行求解。油庫
M油氣漏X1化纖品與人體摩擦
燃爆成功樹圖如圖2所示。
M
通風(fēng)不良
 Xis
與導(dǎo)體靠近
K油罐靜電放電X未裝避雷針設(shè)施
K:人體靜電放電X
油氣流速高
避雷針失效管道內(nèi)壁糙
P靜電積累X1油液沖擊金屬容器
P接地不良X20飛濺油液與空氣摩擦
m
P避雷針故障x2
未設(shè)防靜電接地裝置
X
吸煙
X接地電阻不符合要求
動火
接地線損壞
電氣設(shè)施不防爆X
設(shè)計(jì)缺陷
防爆電器損壞X2防雷接地電阻超標(biāo)
X油桶撞擊X26避雷針設(shè)施損壞
圖2油庫燃爆成功樹圖
2事故樹基本事件分析
 Fig.2 The successful tree graph of fuel depot explosion
2.1最小割集分析
求解過程如下:
事故樹頂事件的發(fā)生與否是由構(gòu)成事故樹的各T=G1+G2
種基本事件的狀態(tài)決定的。引起頂上事件發(fā)生的最=M(M2M3M4M+M6+M
低限度的基本原因事件的集合稱為最小割集。建=x1x2X3X4XX62(P1+2)(14+15)
立布爾代數(shù)表達(dá)式,求解過程如下:
(X+X16P3)+XX10+X1X12X13
=x12X3X4XX62(X121819x20+x21x2x23)(14
 T-GG2
+X15)(x+x16x2425x26)+X10+x1x12x13
=(M1+M2+M3+M4+M)MM1
=(x+2+3+x4+X+X+x+K1+2+x3)(X+X1o)
X221X2223)(X14Xg/+
(X1+X12+X13)
X14X16x24X25X26+x15x+X1x16x24x2526)+X10
+X1X12X13
(X+X10)(X1+X12+X13)
x+X2+X3+X4+X3+X+x+(17+x18+x19+X20)
(X21+x2+2)+X4X1s+X(X16+24+2s+26)
X181920X14X162425X26+xX2X3X4X3X6x2X12
(X+X10)(X1+X12+X13)
=(X+x2+X3+Xx4+3+X+x+xx21+xx2+xx23+1x2223X14X+
X8X19201516x2425X26+x1x2x3x436x2X21
s21+x2+23+x1X21+12+x1X23+x20x21+2x1x2X3X4X6x21x2X23X14X16x24X25X26+x1A
22+x2x23+141+x16+xx24+x25+xX26)(X+X
10)(X1+12+X13)
X21x22X2315X16x24x25x26+X10+X1x12X13
(1+x2+X3+x4+X3+X6+x+x17x21+x17x22+x17x23+X
21+x8x22+x823+1921+x192+x1923+20x21+X2
經(jīng)分析可得最小徑集為:
 oX2++ is+X+X&amp;amp;+X X2s+)( [X1 X2, X3,. X7, X14X17..
+XX12+X13+x10X1+X1012
{x,x2x3x4,x,x6x,1517x1,X19X20}
+X10X13)
{,x23,X4,X,6,x,141617,1X1920242,X
計(jì)算結(jié)果表明,油庫燃爆事故樹共有144個最26}
第43卷第12期
趙爽,等:基于事故樹分析法的油庫燃爆事故安全評價研究
2587
{xx2xx,xxxx69222個最小割集,10個最小徑集,所以事故樹發(fā)生的可
26
能方式有144種,預(yù)防事故發(fā)生的可行方案有10
{xx2,x3,x4,x,x6,x7,x8,x14x21x2223}
種。控制任何一個最小徑集中的基本原因事件都
{x,x2,x3,x4x,xx,x81,x21,X2223}
可預(yù)防事故的發(fā)生,{X、}{X、X12、X3}是最經(jīng)
,x2,3,x4,,x,x,x14,16,x21x22x23,x2x25,26}
濟(jì)有效的兩種方案,只要使油管密封良好或者排風(fēng)
222xx2正常就可排除事故;
{X19X10}
由上述綜合定量分析可得,導(dǎo)致明火,電火花,
 (X1,X12-X13}
撞擊火花產(chǎn)生的基本因素為最主要的原因,其次是
該事故樹共有10個最小徑集,每一個最小徑集油罐本身的原因,即油罐密封不好或敞開,換句話
都是保證事故樹頂上事件不發(fā)生的一種途徑9。對說,也就是在作業(yè)過程中避免鐵制工具、鐵釘鞋作
X、X1o或x1、X12、X13事件進(jìn)行控制是最容易的業(yè)、油桶撞擊,禁止吸煙、動火,配備防爆電氣設(shè)
方案。
施、防爆電器,或者采取可行措施使油罐密封良好,
2.3結(jié)構(gòu)重要度分析
就可以預(yù)防該重大事故的發(fā)生。其他導(dǎo)致事故發(fā)生
由計(jì)算結(jié)果可知,該事故樹最小割集個數(shù)較多,的因素具有基本等同的危險(xiǎn)性,但是也必須在平時
最小徑集個數(shù)較少,所以利用最小徑集進(jìn)行定量分的運(yùn)行過程中進(jìn)行重點(diǎn)觀察,進(jìn)行預(yù)防,因?yàn)槿魏?
析計(jì)算較為方便
微小的錯漏都有可能導(dǎo)致大的災(zāi)難。
11
 (jck)
n
4結(jié)束語
式中:k一最小徑集總數(shù);
本文針對油庫燃爆事故的發(fā)生原因進(jìn)行了重點(diǎn)
k第個最小徑
第個最小徑集的基本事件數(shù)
研究分析,得出了比較有側(cè)重性的預(yù)防措施。但是
由公式可得:
隨著石化行業(yè)的不斷快速發(fā)展,油庫設(shè)施和相應(yīng)規(guī)
===10312200579定也得到了很大程度的改革,較之前更具安全性,
(2+2
161215
所以上述提出的基本發(fā)生原因和針對性措施都具有
=0.0321
一定的局限性,因此,在后期的油庫燃爆安全分析
中更應(yīng)該具體問題具體分析,與時俱進(jìn),使之更加
Io(9)=(10)=0.05
符合新時代的安全運(yùn)行要求。
1)=l(12)=(13)=0.033
參考文獻(xiàn):
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lo=+++0.08
16+12
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學(xué)2011,18(1):297-303.
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201
[8]張琳羅小武江伍英,等油庫安全的事故樹分析法石油工程建
由結(jié)構(gòu)重要度大小可知,明火、電火花、撞擊
設(shè)200632(3)11-14
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火花和油氣泄漏為事故發(fā)生的主要因素。
氣:00,2549-52.
3討論
[10]黃昆,蔣宏業(yè),李余斌,等LPG儲罐火災(zāi)與爆炸事故樹分析西南石
油院202654-76.
由上述綜合定性分析可得,該事故樹共有144【狄建華油庫爆炸危險(xiǎn)性分析氣儲運(yùn)229454

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