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液化石油氣儲(chǔ)配站爆炸事故樹(shù)分析

文檔作者：趙承建文檔來(lái)源：山東省青島市公安消防支隊(duì)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月17日
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液化石油氣儲(chǔ)配站爆炸事故樹(shù)分析
趙承建(山東省青島市公安消防支隊(duì)，山東青島266071)
摘要：針對(duì)引起液化石油氣儲(chǔ)配站爆炸的原因，確定“爆炸
事件”為頂端事件，用事故樹(shù)方法對(duì)其進(jìn)行定性分析和定量分
析，確定了液化石油氣儲(chǔ)配站的主要安全隱患，為加強(qiáng)安全管
理提供了科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞：事故樹(shù)；最小割集；最小徑集；液化石油氣儲(chǔ)罐
液化石油氣儲(chǔ)配站是儲(chǔ)存和分配液化石油氣的設(shè)施。它
的主要功能是接收、儲(chǔ)存液化石油氣，并將將液化石油氣灌裝
到鋼瓶、分配槽車和其他移動(dòng)式容器。儲(chǔ)配站由生產(chǎn)區(qū)和輔助
區(qū)兩部分組成，影響其消防安全的因素眾多。針對(duì)液化石油氣
的火災(zāi)危險(xiǎn)性，本文利用事故樹(shù)分析方法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，采取
有針對(duì)性的預(yù)防措施，從而提高消防安全管理的科學(xué)性，達(dá)到
防止和減少事故發(fā)生的目的。
1事故樹(shù)
造成事故的原因是多方面的，往往是多因素綜合作用的結(jié)
果。事故樹(shù)分析法是從頂上事件(要分析的特定事故或故障)
開(kāi)始，對(duì)引發(fā)頂上事件的有關(guān)因素層層分析，并利用已知數(shù)據(jù)
或者實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分析和預(yù)測(cè)事故發(fā)生的可能性，管理者也可
據(jù)此采取針對(duì)性措施預(yù)防事故的發(fā)生。
2確定分析對(duì)象
分析對(duì)象可以是一套生產(chǎn)工藝過(guò)程、一個(gè)區(qū)域、整個(gè)系統(tǒng)、
一個(gè)生產(chǎn)裝置區(qū)。本文以儲(chǔ)存區(qū)儲(chǔ)罐為研究對(duì)象，將某個(gè)液化
石油氣儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸事故作為頂上事件。
3制作事故樹(shù)圖
對(duì)可能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的主要因素分析后，制作事故樹(shù)
圖：
液化石油氣儲(chǔ)配站爆炸事故樹(shù)
臼臼甲中O∞口
或門與門頂上事件中間事件基本事件條件與門正常事件
4對(duì)項(xiàng)上事件進(jìn)行事故樹(shù)分析
4．1定性分析
4．1．1最小割集分析
導(dǎo)致頂上事件發(fā)生最少基本原因事件的組合是最小割
集。事故樹(shù)中，最小割集越多，系統(tǒng)的安全性越差。本案例中，
如果xtxt碳to這四個(gè)因素同時(shí)具備，即可造成頂上事件的發(fā)
生。因此，對(duì)系統(tǒng)中有多少個(gè)最小割集進(jìn)行分析十分重要?？?
采用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法計(jì)算最小割集，由圖中邏輯門符號(hào)可得：
T=[X5+X6+X7+X8+X9+Xlo+X7X8+(X13+X14+X15+X16)(X17+X18+
X，，)】()(：+X，)x4 X·
根據(jù)“加乘法”判別得該事故樹(shù)的38個(gè)最小割集
38個(gè)事件組合中的任何一個(gè)都能使該儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸事故，
要有針對(duì)性地加強(qiáng)對(duì)這些事件組合的管理才能保障安全，。
4．1．2制作防火對(duì)策圖
成功樹(shù)表示某一系統(tǒng)的安全性，制作與原事故樹(shù)對(duì)偶的成
功樹(shù)圖方法是：(1)把事故樹(shù)頂上事件改成成功頂上事件，本例
中，原事故樹(shù)中為“儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸”，在成功樹(shù)中則為“不發(fā)生儲(chǔ)
罐火災(zāi)爆炸”；(2)事故樹(shù)中的中間事件和基本原因事件均是原
事故樹(shù)中各相應(yīng)事件的補(bǔ)事件(或逆事件)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還可
簡(jiǎn)要寫出防故障或防差錯(cuò)的具體措施；(3)事故樹(shù)中的或門和
與門分別改成與門和或門。
4．1．3最小徑集分析
不能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生最少基本原因事件的組合稱為最
小徑集，它表示該系統(tǒng)某些故障或差錯(cuò)不發(fā)生時(shí)，項(xiàng)上事件就
不會(huì)發(fā)生。事故樹(shù)中最小徑集越多，系統(tǒng)越安全。本例中，根
據(jù)原事故樹(shù)制作出成功樹(shù)后，求得7組最小割集為：
Pl=(x·)
P2=()(：，x，)
P3=(x4)
P4=()(5，X6，X7，X9，X?X¨'X12'X13，X?X∞X16)
P5=()(5，X6，X7，X9，X?X¨'X12，XmXlB，X19)，
P6=(X5，X6，X8，X9，Xlo，Xll，X12，X13，X14，X15，X16)
P7=()【5，X6，X8，X9，X10'X?X12’XhXl8，X19)
每個(gè)最小徑集中的各基本事件同時(shí)不發(fā)生，則“儲(chǔ)罐火災(zāi)
爆炸”這一原事故樹(shù)的頂上事件就不會(huì)發(fā)生，或者說(shuō)預(yù)防措施
有效。
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 2015年9月化，彳群I 249
4．2定量分析
4．2．1對(duì)頂上事件發(fā)生概率進(jìn)行分析
既定時(shí)間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故的可能性大小是頂上事
件發(fā)生概率。如果基本原因事件發(fā)生概率全部明確，頂上事件
發(fā)生概率可能通過(guò)計(jì)算得出。頂上事件發(fā)生概率可利用直接
分步法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)與門連接的上下級(jí)事件，按獨(dú)立隨機(jī)事件
概率積公式：
P㈣=兀qi=ql’q2?qn 其中
P(T)為頂上事件發(fā)生概率，上層事件的發(fā)生概率為P(Gi)；
Ⅱ一求概率積符號(hào)；
n一基本事件的個(gè)數(shù)；
qi一第i個(gè)基本事件的發(fā)生概率；
q-，qz?q。分別表示基本事件的發(fā)生概率；
對(duì)于或門連接的上層事件和基本事件，按獨(dú)立隨機(jī)事件的
概率和公式進(jìn)行計(jì)算：
P(CO=1一兀(1一q0=1一(1一q1)(1一q2)?(1一gn)本例中，事
故樹(shù)共含有19個(gè)基本事件x。一x。。，其中是條件與門上的一個(gè)條
件，可作為一個(gè)基本事件對(duì)待。19個(gè)基本事件的發(fā)生概率依次
表示為q·一q協(xié)它們的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)值為別為ql一0．31／年，qz≈0．12／年，
q3—0．22／年，q·一0．1 3／年，qs≈0．14／年，qs≈0．1 6／年，q，≈0．351年，qs一
0．21／年，q，銣．14／年，q10~0．5／年，q·l~0．32／年，q12—0．12／年，q-3—
0．21／年，q·一卸．14／年，q-s銣．25／年，q-s銣．32／年，q·，≈0．21／年，q-s一
0．25／年，q19—0．1 1／年。
P(T)=0．01 1 1=1次／9．01年
即如果基本事件發(fā)生概率準(zhǔn)確并保持穩(wěn)定情況下，此儲(chǔ)罐
相當(dāng)于9年多發(fā)生一次爆炸事故。
4．2．2對(duì)基本原因事件進(jìn)行概率重要系數(shù)分析
概率重要系數(shù)是指基本原因事件發(fā)生概率的增減變化對(duì)
頂上事件發(fā)生概率增減變化的影響程度。根據(jù)其大小，可找出
對(duì)頂上事件發(fā)生概率產(chǎn)生較大影響的一個(gè)或幾個(gè)基本原因事
件，在編制檢查表時(shí)，概率重要系數(shù)是確定進(jìn)行有重點(diǎn)檢查的
重要依據(jù)。
I；()(t)=0．0359
I；(Xz)=0．03 1 2
Ig(X3)=0．0277
I。(XO=O．0856
I。(Xs)=0．0017
I,(XO=O．0018
I；()(，)=0．0003
I。(Xs)=0．0006
I,(XO=O．0017
I。(Xto)=0．003
I。(xl 1)=0．002
I。(Xtz)=O．0017
I。(x一，)=0．0004
I。(x-·)=0．0004
I。(X·s)=O．0004
I。(X16)=O．0005
I。(X一，)=O．0009
I。(X-s)=O．001
I。fXl9)=0．0008
可見(jiàn)各基本原因事件發(fā)生概率增減對(duì)頂上事件發(fā)生概率
增減變化的影響大小順序?yàn)椋?
I。(XO>I。(xt)>I。(x，)=I。(xz)>I。(Xlo)>I。(x一-)>I。(xs)>I。(xs)=I。(x，)>I。
(X,2)>I。(x，s)>I。(Xt，)>I。(X19)>I。(xs)=I。(x-6)>I。(X15)>I。(x，，)>I。(x·。)>I。
(X，)
4．2．3對(duì)基本原因事件進(jìn)行危險(xiǎn)重要度分析
危險(xiǎn)重要系數(shù)是頂上事件發(fā)生概率的變化率(APdPT)與基
本原因事件發(fā)生概率的變化率(Aq．／qt)的比值，危險(xiǎn)重要系數(shù)從
兩個(gè)方面反映x．對(duì)頂上事件發(fā)生概率影響程度：一是基本原因
事件發(fā)生概率的增減變化對(duì)頂上事件發(fā)生概率增減變化的影
響程度；二是反映基本原因事件發(fā)生概率大小對(duì)頂上事件發(fā)生
概率大小的影響程度，與結(jié)構(gòu)重要系數(shù)和概率重要系數(shù)相比，
危險(xiǎn)重要系數(shù)能更為準(zhǔn)確地反映基本原因事件對(duì)頂上事件的
影響程度。
由公式培(期=器得
I,w(X-)=0．9999
I。w(X2)=O．2984
I．w()(，)=0．6173
I；。(X。)=0．9999
I,wfXs)=0．02199
I。w(XO=O．0257
I,w(XT)=O．0107
Igw(XO=O．0107
lgw(X9)=0．0219
I,w(X-01=0．1351
I一(X“)=0．0635
IgW(X-：)=0．0184
I。w(X13)=0．0085
IsW(X··)=0．0052
I。w(X-s)=0．0106
I。w(Xts)=0．0150
IsW(Xt，)=0．0179
I。w(Xls)=0．0224
Igw(X19)=0．0083
可見(jiàn)各基本原因事件的危險(xiǎn)重要系數(shù)大小依次為：
I,w(X-)>IgW(x。)>I一(x，)>I。w(xz)>I。w(Xlo)>I。w(x--)=Igw(X6)>IgW
(Xt8)>I。w(X5)>I。w(X9)>I。w(x·：)>I。w()【-，)>I。w(X,d>I。w(x，)>I。w(X8)>I一
(X-s)>IgW(Xt，)>I一(Xt9)>I。w(X-4)
5結(jié)語(yǔ)
5．1用事故樹(shù)法分析了引起液化石油氣爆炸的各種因素，
共有基本事件19個(gè)，最小割集38個(gè)，最小徑集7個(gè)。最小徑集、
最小割集分析為預(yù)防火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生提供了依據(jù)。通過(guò)
對(duì)基本事件概率重要系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要度、危險(xiǎn)重要度等內(nèi)容的
分析，可以得知影響事故樹(shù)頂上事件發(fā)生的主要因素，對(duì)采取
相應(yīng)的預(yù)防措施提供了科學(xué)依據(jù)。
5．2事故樹(shù)分析法直觀簡(jiǎn)潔，能科學(xué)地分析導(dǎo)致事故的基
本事件組合，便于查明系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的危險(xiǎn)因素，對(duì)基
本事件的邏輯關(guān)系做出全面、簡(jiǎn)潔和形象的分析，解決系統(tǒng)的
安全問(wèn)題，為設(shè)計(jì)、施工和管理提供科學(xué)依據(jù)。
(下轉(zhuǎn)第252頁(yè))
250 I萬(wàn)化方工數(shù)哲據(jù)砰2015年-9,EJ
環(huán)境的光氣量，見(jiàn)表2。
表2采取特定安全措施前后的光氣泄漏模型
泄漏平均泄漏總泄漏泄漏至外部
泄漏場(chǎng)景時(shí)間速率量
失效概
環(huán)境中的光
率
液態(tài)(s) (kg／s) (kg) 氣量·(kg)
光氣
初始設(shè)置600 0．4649 278．9
1×|0-
260．2
小孔5／a
泄漏采取安全措
600 0．4593 275．6
5 X 10
31．4
施后7／a
液態(tài)
初始設(shè)置120 64．04 3500}·
1．5×
659．0
光氣10—6／a
管道采取安全措
120 64．04 3500}十
5 X10—
79．4
破裂施后7／a
在距離光氣裝置50m處、100m處和500m處各設(shè)置一個(gè)風(fēng)
險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)，分別記作風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)1、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)2、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)
3，用以計(jì)算光氣泄漏事故給該點(diǎn)帶來(lái)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值。
采用上表中采取安全措施前后的概率與泄漏量數(shù)據(jù)，分別
計(jì)算采取安全措施前后各評(píng)估點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值，見(jiàn)表3。
表3采取特定措撬前后的光氣風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比
初始個(gè)人死采取特定安全措施后的風(fēng)險(xiǎn)下降
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)
亡風(fēng)險(xiǎn)(／a) 個(gè)人死亡風(fēng)險(xiǎn)(／a) 百分比
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)1(50m處) 5．63×lO_6 1．88 X 10_7 96．7％
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)2(100m處) 4．77 X 10“ 7．80X 10—8 98．4％
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)3(500m處) 3．80 X 10。2．82 X 10-9 99．3％
可見(jiàn)，采取有針對(duì)性的對(duì)策措施后，光氣泄漏事故帶來(lái)的
風(fēng)險(xiǎn)有顯著下降，50m處的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)下降96．7％，100m
處的風(fēng)險(xiǎn)下降98．4％，500m處的風(fēng)險(xiǎn)下降99．3％。
3結(jié)語(yǔ)
定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作為衡量實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)的一種有效工具，可以為
化工裝置的安全設(shè)計(jì)、安全管理提供依據(jù)。本文使用SAFETI
軟件進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，對(duì)光氣泄漏事故進(jìn)行了模擬，結(jié)果顯
示生產(chǎn)裝置采取的有針對(duì)性的光氣安全措施可以顯著降低光
氣泄漏事故帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)生產(chǎn)裝置的安全程度有切實(shí)的提升
作用，因此在實(shí)際運(yùn)行中必須確保此類安全設(shè)施有效和可靠。
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作者簡(jiǎn)介：余辛(1981-)男．工程師，從事安全評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化、安
全咨詢相關(guān)工作。
(上接第110頁(yè))
功了，那么就代表著樣品的表征，基本上不會(huì)出現(xiàn)太大的問(wèn)題。
，h t。，
lINe中PVP與^sNO。的質(zhì)量比分為1．5：I·2．2：I和4：1
圖2：不同質(zhì)量比下樣品的TEM圖
結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn)，聚乙烯吡咯烷酮
還原法的樣品表征處理，集中在以下幾個(gè)方面：在還原反應(yīng)的
過(guò)程中每15min取樣液1次，稀釋后用紫外一可見(jiàn)光分光光度
計(jì)測(cè)試。將少許所制樣液添加一定量無(wú)水乙醇超聲分散后，用
鑷子夾取有碳支持膜的銅網(wǎng)在稀釋的溶液中撈取2次，干燥后
用透射電子顯微鏡(加速電壓loo kV)觀察納米銀的形貌與分
散情況。將所制樣液真空干燥，研磨后用x射線衍射測(cè)試納米
銀晶相結(jié)構(gòu)，Cu靶，管電壓40kV，管電流40mA。
3結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)聚乙烯吡咯烷酮還原法制備納米銀顆粒展開(kāi)討論，
從現(xiàn)有的工作來(lái)看，納米銀的制備經(jīng)過(guò)聚乙烯吡咯烷酮還原
法，達(dá)到了較高的水準(zhǔn)，納米銀的性質(zhì)、數(shù)量均為出現(xiàn)下降，同
時(shí)能夠達(dá)到產(chǎn)量的提升，對(duì)于我國(guó)的化工行業(yè)而言，是一個(gè)極
大的進(jìn)步。日后，我們應(yīng)該對(duì)聚乙烯吡咯烷酮還原法進(jìn)行深入
的研究，加入更多的措施和方法，多元化的制備納米銀。
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技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2011KG49)；衡陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目
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作者簡(jiǎn)介：陳科(1981一)，男，湖南祁東人，南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)
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(上接第250頁(yè))
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252 I萬(wàn)化方，數(shù)彳據(jù)鱈2015年--9 N

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