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基于故障樹分析法的氯堿工業(yè)氯氣中毒事故安全風(fēng)險評價

文檔作者：秦旭倩文檔來源：中南財經(jīng)政法大學(xué)信息與安全工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月17日
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基于故障樹分析法的氯堿工業(yè)
氯氣中毒事故安全風(fēng)險評價
秦旭倩(中南財經(jīng)政法大學(xué)信息與安全工程學(xué)院，湖北武漢430073)
摘要：本文通過對氯堿工業(yè)氯氣中毒事故的分析，繪制氯氣
中毒事故故障樹，運用Fusse卜vesely算法，得到故障樹的最小割
集和最小徑集，進(jìn)而分析得到各基本事件在故障樹中的結(jié)構(gòu)重
要度，提出相應(yīng)的安全保障策略，以期能降低氯氣中毒事故發(fā)
生率、傷亡率。
關(guān)鍵詞：故障樹分析法；氯堿工業(yè)；中毒事故
經(jīng)濟發(fā)展使社會對化工產(chǎn)品的需求種類和數(shù)量與日劇增，
故即使其事故危害性大，仍然是我國經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。由于行
業(yè)發(fā)展不均衡，整個行業(yè)安全生產(chǎn)形勢比較嚴(yán)峻”1。
國內(nèi)目前對于氯堿工業(yè)的研究主要集中在氯堿工業(yè)系統(tǒng)
的腐蝕與防護(hù)和技術(shù)研究上。逯軍正等8針對氯堿工業(yè)中材料
的腐蝕問題，分析了電解槽的腐蝕情況和特點，提出了相應(yīng)的
防腐措施。殷日祥【31對如何降低三氯化氮含量進(jìn)行了研究，就
減少或者消除三氯化氮的處理技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。
本文通過對氯堿工業(yè)氯氣中毒事故的分析，繪制氯氣中毒
事故故障樹，運用Fusse卜Vesely算法，得到最小割集和最小徑
集，進(jìn)而分析得到結(jié)構(gòu)重要度，最后針對結(jié)果，提出安全保障策
略，為氯堿工業(yè)安全研究提供一定的思路和方向。
1氯堿工業(yè)氯氣中毒事故故障樹模型構(gòu)建
氯氣中毒事故主要是由于工作場所氯氣濃度過大且勞動
人員未正確使用防護(hù)用品導(dǎo)致的。氯氣外泄和氯氣外泄吸收
裝置有缺陷會導(dǎo)致氯氣濃度過大。氯氣外泄可能是由于設(shè)備
故障、違章操作、突發(fā)事件造成的。設(shè)備故障方面，設(shè)備設(shè)計缺
陷、設(shè)備損壞、維修不及時、管理人員工作不到位等都是導(dǎo)致其
發(fā)生的原因。違章操作包括勞動者操作違章、檢修違章、裝置
超負(fù)荷運轉(zhuǎn)等。突發(fā)事件的影響則是指由于停電等突發(fā)事件
導(dǎo)致的氯氣外泄，可能是由于未設(shè)置應(yīng)急預(yù)案或管理人員工作
不到位等造成的。防護(hù)用品的不正確使用有可能是管理的原
因或是勞動者明知故犯。
根據(jù)基本事件間的相互關(guān)系，繪制故障樹(圖1)，矩形符號
表示頂事件或中間事件s圓形符號表示基本事件；O表示與門；
△表示或門。其他代號及含義見表l。
2氯堿工業(yè)氯氣中毒事故故障樹分析
2．1最小割集的確定
引起頂事件發(fā)生的基本事件的集合稱為割集，其中不包含
其他割集的為最小割集一，。
本文根據(jù)Fussel—Vesely算法求得故障樹的8個最小割集：
{戈2 zlo}、{戈2 戈3 戈4}、{聾l zlo x11}、{髫5 戈10 咒11}、
{聾6算10戈11) 、{x7并10茗11) 、{石3科算11) 、
fz2 膏8 戈9 菇11}。
田
△
圖1氯氣中毒事故故障樹
¨
∥飛
^
152 I萬化方，數(shù)蠆據(jù)理2017年02月
表1代號及含義
代號含義代號含義
r 氯氣中毒事故*1 設(shè)備設(shè)計缺陷
肼1 工作場所氯氣濃度過大z2 管理人員工作不到位
，3 設(shè)備損壞
肘2 未使用或未正確使用勞動防護(hù)用品或器材
z4 設(shè)備維修不及時
m 氯氣外泄x5 勞動者操作違章
肼氯氣外泄吸收裝置有缺陷z6 檢修違章
肺設(shè)備故障Ⅸ7 裝置超負(fù)荷運轉(zhuǎn)
肘6 違章操作x8 突發(fā)事件發(fā)生
朋7 突發(fā)事件的影響Ⅸ9 應(yīng)急預(yù)案未設(shè)置或設(shè)置不合理
m 設(shè)備使用故障x10 未設(shè)置氯氣泄漏吸收裝置
塒9 突發(fā)事件處理不當(dāng)x11 勞動者明知故犯、麻痹大意
2．2最小徑集的確定
最小徑集表示系統(tǒng)的安全性。求故障樹最小徑集的步驟
為：(1)將故障樹轉(zhuǎn)化為成功樹(2)求成功樹的最小割集(3)對成功
樹的最小割集中各基本事件求補闈。
本文根據(jù)Fussel_Vesely算法求得成功樹的最小割集有5
個： {’2’11}{’3’10}{’4’10}{71’2’3’5’6’7}
{’1’2’4。5+6’7}，則故障樹最小徑集有5個：{z2省11) ～ 』
{茹3 茹lo) {x4 茹10) {戈1 菇2 z3 x5 戈6 戈7}
{戈1 戈2 戈4 并5 算6 戈7)。
2．3結(jié)構(gòu)重要度分析
結(jié)構(gòu)重要度是指不考慮基本事件發(fā)生的概率多少，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。
本文利用最小割集來近似判斷各基本事件的結(jié)構(gòu)重要
度。主要步驟如下：(1)單事件最小割集中基本事件結(jié)構(gòu)重要系
數(shù)最大(2)僅出現(xiàn)在同一個最小割集中的所有基本事件結(jié)構(gòu)重
要度相等(3)僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)相等的若干個最小割集中
的各基本事件結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)依出現(xiàn)次數(shù)而定，即出現(xiàn)次數(shù)
少，其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)小(4)兩個基本事件出現(xiàn)在基本事件個數(shù)不
等的若干個最小割集中：①若他們在最小割集中重復(fù)出現(xiàn)的次
數(shù)相等，則在事件少的最小割集中出現(xiàn)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度
系數(shù)大②若為復(fù)雜的情況，可用公式(1)近似判別計算嘲。
Σ喲=Σ擊(近似判別式)
塒E廚
式中：
喲——基本事件瓜結(jié)構(gòu)重要系數(shù)的近似判別值
瓜∈巧——基本事件皿屬于巧最小割集
耐——基本事件髓所在最小割集中包含基本事件的個數(shù)
根據(jù)上述步驟，對結(jié)構(gòu)重要度排序如下：
并lo>戈11>石2>戈4=并3>算7=算6=茗5=菇i>茗8=戈9 (2)
2．4故障樹結(jié)果分析
由最小割集可知，可能導(dǎo)致頂事件發(fā)生的集合有8個，頂上
事件發(fā)生的可能性較大尤其是割集{管理人員工作不到位，未設(shè)
置氯氣吸收裝置l，僅包含2個基本事件，頂上事件發(fā)生的概率
大大增加。
由最小徑集可知，保證系統(tǒng)安全的集合有5個，在一定的控
制措施下，系統(tǒng)可以安全運行，但有的最小徑集包含的基本事
件較多，所含事件很難同時達(dá)到安全，可以從包含基本事件少
的最小徑集人手，保障系統(tǒng)安全。
3結(jié)語
本文通過對氯堿工業(yè)氯氣中毒事故的分析，繪制了故障
樹，運用Fussel—Vesely算法，得到故障樹的8個最小割集和5個
最小徑集；進(jìn)而分析得到各基本事件在故障樹中的結(jié)構(gòu)重要
度，其中，氯氣外泄吸收裝置是否良好、勞動者安全意識的高
低、管理人員工作是否到位對頂上事件的影響較大，設(shè)備維修
是否及時、設(shè)備是否損壞、裝置是否超負(fù)荷運轉(zhuǎn)、是否有違章、
設(shè)備是否有設(shè)計缺陷對頂事件的影響次之，突發(fā)事件發(fā)生和應(yīng)
急預(yù)案是否合理的影響則最小。
根據(jù)結(jié)構(gòu)重要度排序，本文從物、人、管、機的角度對企業(yè)
提出以下安全保障策略：①應(yīng)保證氯氣外泄吸收裝置使用狀況
良好②應(yīng)加強對勞動者的安全教育和培訓(xùn)，督促其進(jìn)行必要的
勞動防護(hù)；可以對氯氣外泄事故進(jìn)行模擬演練③管理人員應(yīng)該
健全設(shè)備定期檢查制度并嚴(yán)格執(zhí)行；制定適合企業(yè)的應(yīng)急預(yù)案
并定期演練；增強應(yīng)對突發(fā)事件的能力；對勞動者應(yīng)起到監(jiān)督
作用；加強業(yè)務(wù)管理水平，不能盲目加大生產(chǎn)量，使設(shè)備超負(fù)荷
運轉(zhuǎn)④對于損壞的設(shè)備，應(yīng)盡早維修，對于違章檢修的相關(guān)負(fù)
責(zé)人應(yīng)給予一定的懲罰。
本文運用故障樹分析法對氯氣中毒事故進(jìn)行風(fēng)險評價，確
定最小割集和最小徑集，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度排序，提出安全防
范措施。但本文也有未盡之意，如對于氯氣中毒的原因考慮不
夠全面；未得出頂上事件發(fā)生的概率等。這些在以后的研究中
都應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)。
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2017年02月化l蓄揮l 153

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