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事故樹分析在液化石油氣儲罐爆炸事故中的應(yīng)用

文檔作者：于孝紅文檔來源：山東省青島市公安消防支隊		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月19日
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第8期 - 95 -
事故樹分析在液化石油氣儲罐爆炸事故中的
應(yīng)用
于孝紅
（山東省青島市公安消防支隊， 山東 青島 266071）
[摘 要] 針對引起液化石油氣儲罐爆炸的原因，確定“爆炸火災(zāi)事故”為頂端事件，采用事故樹方法對其進行定性分析和
定量分析，分析液化石油氣儲罐區(qū)的主要安全隱患，為加強安全管理提供科學依據(jù)。
[關(guān)鍵詞] 液化石油氣儲罐；爆炸火災(zāi)；事故樹；最小割集；最小徑集
作者簡介：于孝紅（1972—），男，山東青島人，學士學位，青
島市公安消防支隊高級工程師，研究方向為建筑防火、消防自動
化。
安 全 密 封
液化石油氣儲罐區(qū)主要任務(wù)是接收、儲存液
化石油氣，是儲存和分配液化石油氣的設(shè)施，分
配液化石油氣的方式和手段是通過鋼瓶、槽車，
管道和其他移動式容器，這些因素都對其消防安
全造成影響。本文全面梳理影響液化石油氣消防
安全的因素，運用事故樹分析法進行分析，采取
有針對性的預(yù)防措施，提高消防安全管理中的科
學性，為達到防止和減少火災(zāi)事故發(fā)生的目的。
1 事故樹的引入
液化石油
氣儲罐造成事故
的原因眾多， 通
常是多因素綜合
作用的結(jié)果。事
故樹分析法是從
頂上事件（ 本例
中為儲罐爆炸起
火） 開始， 全面
分析引發(fā)事故的
因素， 利用已知
數(shù)據(jù)或者模擬數(shù)
據(jù)的結(jié)果， 對事
故發(fā)生的可能性
進行分析和預(yù)
測， 從而幫助管
理人員采取針對
性措施，預(yù)防事故的發(fā)生。
2 確定分析對象
分析對象可以是一個系統(tǒng)，也可以是某個區(qū)
域或生產(chǎn)工藝過程。本文以液化石油氣儲罐區(qū)的
一個儲罐為研究對象，頂上事件為該儲罐發(fā)生爆
炸起火事故。
3 制作事故樹圖
根據(jù)影響儲罐爆炸起火的主要因素，制作事
故樹圖，液化石油氣儲罐爆炸事故樹：
萬方數(shù)據(jù)
- 96 - 安全密封
石油和化工設(shè)備
2017年第20卷
+ ·
×× ××
× α ×
或門 與門 頂上事件
頂頂
中間事件 基本事件 條件與門 正常事件
·
4 頂上事件的事故樹分析
4.1 定性分析
4.1.1 分析最小割集
導致頂上事件發(fā)生最少基本原因事件的組合
是最小割集。本文中，如果X1X2X3X10這幾個因
素同時存在，頂上事件即可發(fā)生。而X1X2同時存
在，卻不會引發(fā)頂上事件。事故樹中，最小割集
越多，說明系統(tǒng)的安全性越差。最小割集的數(shù)量
使用布爾代數(shù)化簡法進行。
根據(jù)“加乘法” 判別得該事故樹的24個最小
割集
即該24個事件組合都能使該儲罐爆炸起火事
故發(fā)生，為保障安全，加強對這些基本事件組合
的管理十分必要。
4.1.2 最小徑集分析
最小徑集是指不能引發(fā)頂上事件發(fā)生最少基
本原因事件的組合。它表示該系統(tǒng)成功防止某些
故障或差錯時，頂上事件就不會發(fā)生。事故樹中
最小徑集越多，表明系統(tǒng)越安全。本例中，根據(jù)
原事故樹制作出成功樹后，以R、Y1～Y15、分別
代替原事故樹中的T、X1～X15，求最小徑集為：
得4組最小徑集為：
(X1)(X2*X3)(X4*X5*X6*X7*X8*X9*X10*X1
1*X12*X13)(X4*X5*X6*X7*X8*X9*X10*X11*X1
4*X15)
它表示每一個最小徑集中，當各基本事件不
都同時發(fā)生，則“儲罐爆炸起火”就不會發(fā)生，
或者說預(yù)防“儲罐爆炸起火”成功。
4.2定量分析
4.2.1 對頂上事件發(fā)生概率進行分析
既定時間內(nèi)發(fā)生事故的可能性大小為頂上事
件發(fā)生概率?；驹蚴录l(fā)生概率確定時，即
可計算得出?？衫弥苯臃植椒ㄟM行計算頂上事
件發(fā)生概率：
其中：
P（Gi）—上層事件發(fā)生概率，用P（T）表示
頂上事件發(fā)生概率；
Π —概率積符號；
qi —第i個下層事件發(fā)生概率；
n —下層事件個數(shù)；
q1，q2…qn分別為下層事件發(fā)生概率；
按獨立隨機事件的概率和公式進行計算或門
連接的上下層事件：
本例中的事故樹共含有16個有效基本事件X1-
X16。16個基本事件的發(fā)生概率見表1。
P（T）=0.037
即如果基本事件發(fā)生概率恒定情況下，此儲
罐發(fā)生爆炸起火事故的概率為0.037。
4.2.2 對基本原因事件進行概率重要系數(shù)分析
概率重要度是指基本原因事件發(fā)生概率的增
減變化，對頂上事件發(fā)生概率增減變化的影響程
度。根據(jù)其大小，可對基本原因事件對頂上事件
…
…
萬方數(shù)據(jù)
第8期 于 孝 紅 事故樹分析在液化石油氣儲罐爆炸事故中的應(yīng)用- 97 -
發(fā)生概率的影響進行確定，它是檢查表編制的重
要依據(jù)。
本案例中，基本事件概率重要系數(shù)大小順序
為：
Ig(X1)>Ig(X3)>Ig(X2)>Ig(X8)>Ig(X9)>Ig(X1
0)>Ig(X11)>Ig(X5)=Ig(X4)=Ig(X6)>Ig(X7)>Ig(X14)
=Ig(X15)>Ig(X13)=Ig(X12)
4.2.3 對基本原因事件進行危險重要度分析
危險重要系數(shù)是指頂上事件發(fā)生概率的變化
率（ΔPT/PT）同基本原因事件發(fā)生概率的變化率
（Δqi/qT）的比值，危險重要系數(shù)是一個重要系
數(shù)，衡量基本原因事件XI對頂上事件發(fā)生概率影
響程度的危險程度，一方面反映基本原因事件發(fā)
各危險重要度數(shù)據(jù)，見表1數(shù)據(jù)匯總表。
本案例中，各基本原因事件的危險重要度大
小依次為：
IgW(X1)>IgW(X3)>IgW(X2)>IgW(X8)>IgW(X9)
>IgW(X10)>IgW(X11)>IgW(X5)>IgW(X4)>IgW(X6)>I
gW(X7)>IgW(X13)>IgW(X14)=IgW(X15)>IgW(X12)
生概率的增減變化對頂上事件發(fā)生概率增減變化
的影響程度，另一方面反映出基本原因事件發(fā)生
概率大小對頂上事件發(fā)生概率大小的影響大小，
比結(jié)構(gòu)重要系數(shù)和概率重要系統(tǒng)數(shù)能更準確地反
映基本原因事件對頂上事件的影響程度。
事件編號事件名稱發(fā)生概率（次/年） 概率重要系數(shù)Ig(Xi) 危險重要度IgW(Xi)
X1 通風不良0.14 0.2644 1.001
X2 設(shè)備先天缺陷0.14 0.0912 0.3449
X3 維護不當0.21 0.0993 0.5633
X4 外來火種0.15 0.009 0.0375
X5 電焊0.16 0.0094 0.0404
X6 其它金屬撞擊0.18 0.009 0.0346
X7 鞋釘與地面摩擦0.11 0.008 0.0262
X8 著裝不合格0.31 0.0114 0.0955
X9 人員摩擦生電0.23 0.0102 0.0634
X10 直擊雷0.19 0.0097 0.0498
X11 雷電感應(yīng)0.17 0.0095 0.0435
X12 導電裝置缺陷0.17 0.0022 0.0101
X13 產(chǎn)品先天缺陷0.19 0.0022 0.0116
X14 作業(yè)摩擦生電0.22 0.0024 0.0109
X15 金屬撞擊0.17 0.0024 0.0109
表1 數(shù)據(jù)匯總
5 結(jié)論
(1)用事故樹法分析了引起液化石油氣儲罐爆
炸起火的各種因素，共有15個基本事件，24個最
小割集，5個最小徑集。這些最小徑集、最小割集
為制定預(yù)防火災(zāi)爆炸事故措施提供了依據(jù)。
(2)事故樹分析法簡潔、直觀、邏輯性強，
容易找出造成事故的直接原因事件和間接原因事
件，從而可以系統(tǒng)分析安全問題或運行功能問
題，對于查明系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的各種危險因
素提供了可靠手段，對于各事件的邏輯關(guān)系描述 收稿日期：2017-05-18；修回日期：2017-06-22
◆參考文獻
[1] 祁景新，孫旭紅. 液化石油氣儲罐風險綜合評價研究[J].工
業(yè)安全與環(huán)保，2010，36(6)：34-36.
[2] 黃怡浪，嚴小麗，何超. 高層建筑火災(zāi)事故樹構(gòu)建與重要
度分析[J].上海工程技術(shù)大學學報，2014，28(1)：82-86.
全面、簡潔、形象，為設(shè)計、施工、管理和安全
評價提供科學依據(jù)。
萬方數(shù)據(jù)

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