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城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿佬孤┦鹿蕵滹L(fēng)險(xiǎn)分析

文檔作者：牛偉偉龍世華呂仁軍程浩力文檔來源： 1．首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全工程與環(huán)境學(xué)院 2．中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月17日
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第4l卷第2期
201 2年2月
當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．4I，No．2
February，201 2
城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿佬孤┦鹿蕵滹L(fēng)險(xiǎn)分析
牛偉偉 ，龍世華 ， 呂仁軍 ，程浩力
(1．首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全工程與環(huán)境學(xué)院，北京100070； 2．中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司，北京100085)
摘 要：城市燃?xì)夤艿乐饕植荚谌丝诤徒ㄖ锛械膮^(qū)域，一旦破壞發(fā)生泄漏將對周圍的人員及財(cái)產(chǎn)造
成嚴(yán)重威脅。因此，有必要對其威脅進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。通過應(yīng)用一種重要而常用的系統(tǒng)安全分析方法一事故樹分
析法(FTA)對城鎮(zhèn)地下燃?xì)夤艿涝馐艿谌狡茐乃碌男孤┦鹿蔬M(jìn)行了分析，建立了相應(yīng)事故樹模型。采用布爾
代數(shù)化簡法計(jì)算出事故樹最小徑集并對各基本原因事件的結(jié)構(gòu)重要度進(jìn)行排序。結(jié)合最小徑集包含的各事件及
結(jié)構(gòu)重要度排序分析，可以確定事故管理的主要對象，并提出減少事故的措施，為確定安全對策提供可靠依據(jù)。
關(guān)鍵詞：事故樹分析；城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿?；風(fēng)險(xiǎn)分析；第三方破壞；布爾代數(shù)；最小徑集；結(jié)構(gòu)重要度
中圖分類號(hào)： TE 88 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671—0460(2012)02—0162—04
Risk Analysis on Leakage Accidents of City Gas
Pipelines Based on Fault Tree Analysis
NIUWei—wei ， LONGShi—hua ， LVRen-jun ， CHENGHao—li
(1．School ofSafety and Environment Engineering，Capital University ofEconmomics and Business，Beijing 100070，China
2．China Petroleum Engineering Co．，Ltd．Beijing Branch，Beijing 100085，China)
Abstract：City gas pipelines are mainly distributed in population and building concentration region，and once gas
releases through damaged pipes，it would become a serious threat to personnel and prope~y．So it is necessary to carry
out qualitative or quantitative analysis of the threat．In this paper,fault tree analysis(FTA)method that is a very
important and useful analysis method fur system safety was applied to analyze city underground gas pipelines leakage
accidents caused by the third party damage．Based on the analysis result，the relevant fault tree model was established．
The minimal path sets(MPS)were achieved by Boolean algebraic．Structure importance ofbasic events was sequenced，
then dominant objects of the accident management were determined，and measures to decrease faults were put forward，
which can provide reliable basis for determination of safety countermeasures．
Key words：Fault tree analysis； City gas pipeline； The third party damage； Risk analysis； Boolean algebraic；
The minimal path sets； Structure importance
近年來，隨著西氣東輸工程的投產(chǎn)運(yùn)行及一系
列燃?xì)夤こ痰慕ㄔO(shè)，城市燃?xì)夤?yīng)及管道建設(shè)大幅
增長。與此同時(shí)，城市道路、綠化、水電等市政建
設(shè)以及建筑項(xiàng)目急劇增加，對地下燃?xì)夤艿涝斐善?
壞的可能性大大增加。造成燃?xì)夤艿佬孤┑脑蚴?
多方面的，在城鎮(zhèn)之中，建設(shè)施工等第三方破壞成
為地下燃?xì)夤艿佬孤┦鹿实闹饕颉薄?。。為此，?
減少事故的發(fā)生，建立綜合安全管理體制，采取有
效地途徑保證在役管道可靠運(yùn)行就有必要對造成
第一方破壞的原因進(jìn)行分析。本文采用系統(tǒng)工程中
的事故樹分析(FTA)法，針對第三方影響事故樹
模型進(jìn)行分析，確定事故管理的主要對象并提出針
對性的解決方法。
1 事故樹模型的建立
事故樹分析 (FTA，F(xiàn)ault Tree Analysis)是從結(jié)
果到原因找出與災(zāi)害事故有關(guān)的各種因素之間因
果關(guān)系及邏輯關(guān)系的分析法。這種方法以定義好的
事故開始，或頂事件，向后將系統(tǒng)故障各種原因(包
括硬件、人為、環(huán)境因素等)，按樹枝狀結(jié)構(gòu)自上而
下追溯到各種能夠引起事故的情形。事故樹定量分
析主要是根據(jù)引起事故發(fā)生的各基本事件的發(fā)生
概率，求出頂上事件發(fā)生的概率，同時(shí)對各基本事
件進(jìn)行概率重要度和關(guān)鍵重要度分析。建造事故樹
的目的是查找隱患，找出薄弱環(huán)節(jié)，查出系統(tǒng)的缺
陷，然后加以改進(jìn) 。
收稿日期：2011一l2—23
作者簡介：牛偉偉(1986一)，女，在讀碩士研究生，研究方向：應(yīng)急救援系統(tǒng)。E mail：niuweihmily@1 63．com。
第41卷第2期 牛偉偉，等：城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿佬孤┦鹿蕵滹L(fēng)險(xiǎn)分析 163
根據(jù)以往研究資料 ，對城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖谌?義如表1所示，其事故樹如圖1所示。
破壞泄漏事故進(jìn)行事故樹分析，各符號(hào)所表示的意
表1 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏事故樹中各符號(hào)代表的事件
符號(hào) 事件 符號(hào) 事件 符號(hào) 事件
， 第三方破壞 拐 巡查制度不落實(shí) 地基未處理
A 自然因素 制度不落實(shí) 地基未處理
A： 占?jí)浩茐?植被影響 地震
外單位施工破壞 泥石流 管材抗震級(jí)別不夠
蜀 地質(zhì)因素 滑坡 。 無管線巡查制度
最 非地質(zhì)災(zāi)害 其他干擾因素 無處理制度
B 管理因素 洪水 道路變更
屆 違章占?jí)?火災(zāi) 違章通行或停放
層 違章施工 其他自然災(zāi)害 未與燃?xì)夤緟f(xié)調(diào)
意外破壞 建筑占?jí)?燃?xì)夤緹o管線布置資料
管道穿越地質(zhì)斷裂帶 管道上方堆放雜物 地質(zhì)爆破
地基下沉 。 外單位施工 施工造成地質(zhì)沉降
G 地震破壞 有管線布置資料 挖掘打樁
G 未及時(shí)發(fā)現(xiàn) 施工前未勘測地質(zhì) 巡查人員不認(rèn)真
G 未及時(shí)處理 ， 穿越未采取保護(hù)措施 處理時(shí)遇到具體困難
重型機(jī)械占?jí)?地下管線交叉施工 規(guī)章制度不全
G 無管線布置資料、標(biāo)志 s 地面運(yùn)動(dòng) ： 巡查人員弄虛作假
G 施工失誤 靠近管線打樁 獎(jiǎng)懲不力
圖1 城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖谌狡茐男孤┦鹿蕵淠Ｐ?
Fig·1 The fault tree model of third—party interference oil city gas pipeline
154 + 當(dāng) 代 化 工
2 事故樹分析 輯 總數(shù)的絕大多數(shù)，所以用最小徑集進(jìn)行分
(11最小徑集
由事故樹圖分析可見，或門(“+”)的個(gè)數(shù)占
T=AlA2A3
( I? 7 l2? 】8+ 1? 7 l2? l6 l9)‘( 20 2l 29 33+ 9 22X23)
。( l 24 25+ 24? 28+ 1o 26 27 28+ l0 l1)
從成功樹計(jì)算得出16個(gè)徑集，如下所示：
= l? 7， 。· l8， 2o， 2l， 24， 25， 29? }
= l?X7，X 一XlR'X20，X21，X24? 33}
= 1? 7， 10， l2? 20，X2l，X26?X33}
尸4=txl? 7， 】0? 】8，X20，X2】，X29?X33}
= l ? 9， ·· I 8， 22 ? 25}
： {Xl? 9， l2?Xl8，X22? 28}
= 】? l0， I2? 22， 23， 26， 27， 28j
= {X】? 22， 23j
= 】? 7， 一Xl6，X19，X20，X21，X24，X25，X29? 33}
o： 1?X7，X ‘· l6，Xl9，X20，X2l，X24? 33}
I： 】? 7， lo， I2? l6， l9， 20， 21， 26?X33}
2： l?X7，Xlo? l6，Xl9，X20，X2l，X29? 33}
3= I? 9， ’· 16' 】9' 22? 25}
4：{Xl?X9，X】2? 16， l9， 22? 28}
5：{ l? lo， 12? 16， l9， 22， 23，X26，X27，X28}
6 ： {Xl? l6' l9，X22，X23}
(21結(jié)構(gòu)重要度分析
事故樹是由眾多基本事件構(gòu)成的，這些基本事
件對頂上事件均產(chǎn)生影響，但影響程度是不同的，
在制定安全防范措施時(shí)必須有個(gè)先后次序以便使
系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效、安全的目的。結(jié)構(gòu)重要度分
析，就是不考慮基本事件發(fā)生的概率是多少，僅從
事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的發(fā)生對頂上事件
的影響程度。結(jié)構(gòu)重要度分析雖然是一種定性分析
方法，但在目前缺乏定量分析數(shù)據(jù)的情況下，這種
分析顯得很重要。
結(jié)構(gòu)重要度分析方法歸納起來有兩種。第一種
是計(jì)算出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，將系數(shù)由大
NIbg41~ 各基本事件的重要順序；第二種是用最小
割集和最小徑集近似判斷各基本事件的結(jié)構(gòu)重要
系數(shù)的大小，并排列次序。前者精確，但比較繁瑣；
后者雖然精確度比用求結(jié)構(gòu)重要系數(shù)法差一些，但
操作簡便，因此目前應(yīng)用較多。應(yīng)用下式計(jì)算近似
．~ilTil值：
=
∈ 一
式中：s(i)一基本事件 結(jié)構(gòu)重要系數(shù)的近似判別
值；
E尸，一基本事件 屬于尸／最小割(徑)集；
，z 一基本事件 所在最小割(徑)集中包含基
本事件的個(gè)數(shù)。
上述事故樹的結(jié)構(gòu)重要性順序根據(jù)公式求得
為： =?-2(7=~2=? 6> -2(9=~2-)(23> 】>
(】= 9 > 6= 7=， 8二， 3 > 9 0 l= 2 )
7 8 4 5> () l
對于占?jí)浩茐模?= ，> >
9=』 0 1三 2) 0 l
對于外單位施工破壞： ，) o> = s>
4
3 結(jié)論
由事故樹可知，管道燃?xì)庑孤┦鹿拾l(fā)生的主要
原因基本為自然破壞及人員活動(dòng)破壞兩類。自然破
壞主要指管道因自然災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害以及綠化植物
等破損泄漏；人員活動(dòng)破壞主要為市政施工所造成
的管道硬性破壞和地表負(fù)載(如違章建筑、重型車輛
第4l卷第2期 牛偉偉，等：城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿佬孤┦鹿蕵滹L(fēng)險(xiǎn)分析 165
占?jí)?引起的變形破裂。
(1)結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)最大的是自然因素造成
的破壞，泄漏事故發(fā)生的最重要條件。這就要求燃
氣公司必須有完善的燃?xì)獍踩鹿蕬?yīng)急救援預(yù)案，
當(dāng)發(fā)生自然意外災(zāi)害時(shí)能夠及時(shí)采取有效措施，減
少損失。
(2)對于地表負(fù)載 口違章建筑、重型車輛占
壓)引起的破壞，除了建筑占?jí)?、管道上方堆放雜物、
道路變更、違章通行或停放等直接事故致因外，管
理因素中的獎(jiǎng)懲不力是最重要的間接因素。獎(jiǎng)懲不
力會(huì)導(dǎo)致巡查人員不認(rèn)真、巡查人員弄虛作假等基
本事件的發(fā)生，而處理時(shí)遇到具體困難或規(guī)章制度
不全也是一大誘因。對于無管線巡查制度及無處理
制度這兩種因素，重要程度很小，說明一般公司都
會(huì)制定相關(guān)制度，但是執(zhí)行不力。
(3)對與人員活動(dòng)破壞(諸如市政施工)等
造成的破壞，地質(zhì)爆破、施工造成地質(zhì)沉降、挖掘
打樁等所致的管道破壞泄漏最為主要，而未與燃?xì)?
公司協(xié)調(diào)、燃?xì)夤緹o管線布置資料則相對較少發(fā)
生。
綜上所述，為減少城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿榔茐男孤┑陌l(fā)
生，應(yīng)該建立完善的燃?xì)馐鹿暑A(yù)案和快速反應(yīng)機(jī)制
并且要有針對性地完善各項(xiàng)規(guī)章制度，明確安全工
作職責(zé)。
參考文獻(xiàn)：
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版社，2003．
(上接第161頁)多數(shù)為5．4 m和6．0 In， 自從2000
年揚(yáng)子石化引進(jìn)第一套100萬t／a延遲焦化裝置后
(焦炭塔直徑8．4 1TI)，新設(shè)計(jì)的焦化裝置大型化得
到了較快的發(fā)展，焦炭塔直徑達(dá)到了9．8 m。
2．2．4 焦化加熱爐
國內(nèi)新設(shè)計(jì)的100萬 a以上的焦化加熱爐均采
用自主開發(fā)的雙面輻射爐，采用在線清焦和多點(diǎn)注
汽技術(shù)。
2．2．5 自動(dòng)化水平
國內(nèi)的油系針狀焦裝置自動(dòng)化水平較高，均采用
中子料位計(jì)及自動(dòng)除焦系統(tǒng)。
2．2．6 環(huán)境保護(hù)
國內(nèi)油系針狀焦裝置已普遍采用了密閉的吹汽
放空系統(tǒng)和冷焦水密閉循環(huán)系統(tǒng) 。 。
3 結(jié)論
從油系針狀焦的市場需求情況看，針狀焦在國
內(nèi)仍處于供不應(yīng)求的階段，開發(fā)研究優(yōu)質(zhì)的針狀焦
生產(chǎn)技術(shù)將會(huì)對國內(nèi)高功率電極的生產(chǎn)提供支撐，
擺脫高功率電極生產(chǎn)原料受制于人的局面。經(jīng)過多
年對針狀焦技術(shù)的研究，綜合各方實(shí)力，突破此技
術(shù)的條件正在成熟，相信不久就會(huì)有大的進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)：
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