第2章石化公司球罐區(qū)的危險源辨識2.1事故樹分析法事故樹分析法（AccidentTreeAnalysis，簡稱ATA）起源于故障樹分析法（FaultTreeAnalysis，簡稱FTA），是安全系統(tǒng)工程的重要分析方法之一，是一種演繹的安全系統(tǒng)分析方法。是從要分析的特定事故或故障（頂上事件）開始，層層分析其發(fā)生原因，直到找出事故的基本原因（底事件）為止。這些底事件又稱為基本事件，它們的數(shù)據(jù)已知或者已經(jīng)有統(tǒng)計或?qū)嶒灥慕Y(jié)果。它不僅能對各種系統(tǒng)的危險性進行辨識和評價，分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潛在原因。用它描述事故的因果關(guān)系直觀、明了，思路清晰、邏輯性強，既可定性分析，又可定量分析?！皹洹钡姆治黾夹g(shù)屬于系統(tǒng)工程的圖論范疇?！皹洹笔瞧渚W(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)中的概念，要明確什么是“樹”，首先要弄清什么是“圖”，什么是“圈”，什么是連通圖等。圖論中的圖是指由若干個點及連接這些點的連線組成的圖形。圖中的點稱為節(jié)點，線稱為邊或弧。節(jié)點表示某一個事物，邊表示事物之間的某種特定的關(guān)系。比如，用點可以表示電話機，用邊表示電話線；用點表示各個生產(chǎn)任務(wù)，用邊表示完成任務(wù)所需的時間等。一個圖中，若任何兩點之間至少有一條邊則稱這個圖是連通圖。若圖中某一點、邊順序銜接，序列中始點和終點重合，則稱之為圈(或回路)。樹就是一個無圈(或無回路)的連通圖。20世紀60年代初期，很多高新產(chǎn)品在研制過程中，因?qū)ο到y(tǒng)的可靠性、安全性研究不夠，新產(chǎn)品在沒有確保安全的情況下就投入市場，造成大量使用事故的發(fā)生，用戶紛紛要求廠家進行經(jīng)濟賠償，從而迫使企業(yè)尋找一種科學(xué)方法確保安全。事故樹分析首先由美國貝爾電話研究所于1961為研究民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)時提出來，1974年美國原子能委員會運用FTA對核電站事故進行了風險評價，發(fā)表了著名的《拉姆遜報告》。該報告對事故樹分析作了大規(guī)模有效的應(yīng)用。此后，在社會各界引起了極大的反響，受到了廣泛的重視，從而迅速在許多國家和許多企業(yè)應(yīng)用和推廣。我國開展事故樹分析方法的研究是從1978年開始的。目前已有很多部門和企業(yè)正在進行普及和推廣工作，并已取得一大批成果，促進了企業(yè)的安全生產(chǎn)。80年代末，鐵路運輸系統(tǒng)開始把事故樹分析方法應(yīng)用到安全生產(chǎn)和勞動保護上來，也已取得了較好的效果。2.2石化公司球罐區(qū)的事故樹分析圍繞石化公司球罐區(qū)，分別對火災(zāi)爆炸、雷擊爆炸、機械及起重傷害、人員高處墜落、中毒和窒息這五類事故進行事故樹分析。結(jié)合不同事故的特點，繪制事故樹（見附件1）。此次研究針對石化公司液化丙烯罐泄漏火災(zāi)爆炸事故樹展開具體分析：儲油罐泄漏可發(fā)生火災(zāi)爆炸，造成財產(chǎn)損失和人員傷害，儲油罐泄漏火災(zāi)爆炸事故用事故樹分析方法分析如下。2.2.1確定頂上事件以油品儲罐發(fā)生爆炸燃燒作為頂上事件。油品儲罐內(nèi)所儲介質(zhì)為油品，泄漏或揮發(fā)產(chǎn)生的油蒸氣在達到爆炸極限并滿足點火熱能要求時，將發(fā)生燃爆事故，如果撲救不及時，將可能造成災(zāi)難性后果，故以“油品儲罐發(fā)生爆炸燃燒”作為頂上事件進行事故樹分析。2.2.2事故原因分析儲罐油品泄漏發(fā)生火災(zāi)事故的產(chǎn)生條件有三個：可燃物質(zhì)、引火源和氧氣，氧氣廣泛存在與大氣中，因此不列入，具體分析如下：火源明火儲罐撞擊危險區(qū)動火盲目動火未辦動火許可證動火后留火種動火未測爆其它明火鍋爐房用火過往車輛噴火建筑工地熬煉瀝青用火使用非防爆燈具電火花電氣設(shè)備不防爆防爆電氣損壞撞擊火花原油儲罐撞擊用鐵器作業(yè)穿有鐵釘?shù)男鳂I(yè)靜電火花儲罐靜電放電靜電積累原油流速過高管道內(nèi)壁摩擦原油沖擊灌壁飛濺由與空氣摩擦原油中雜質(zhì)沉降原油溫度過高接地不良未設(shè)防靜電裝置接地電阻不符合要求接地線損壞人體靜電放電人體產(chǎn)生靜電化纖品與人體摩擦鞋與地面摩擦帶電人靠近高壓電體人體接近導(dǎo)體雷擊火花雷擊直擊雷感應(yīng)雷擊球形雷擊雷電波侵入雷擊避雷器失效未裝避雷設(shè)施避雷器故障設(shè)計缺陷避雷接地電阻超標避雷設(shè)施損壞自燃自然點較低產(chǎn)生FeS易燃物質(zhì)可燃濃度原油泄漏灌密封不嚴儲罐為散開式輸油系統(tǒng)故障人的誤操作油區(qū)通風不良灌區(qū)選址不當天氣因素2.2.3繪制事故樹從頂上事件“原油儲罐火災(zāi)爆炸”開始，層層分析其發(fā)生原因，并繪制事故樹，見圖1，圖中各符號意義見表1。圖1儲油罐火災(zāi)事故樹表1儲罐事故樹符號意義對應(yīng)表符號意義符號意義T原油儲罐火災(zāi)爆炸X12原油儲罐撞擊A1火源X13用鐵器作業(yè)A2可燃濃度X14原油流速過高B1明火X15管道內(nèi)壁摩擦B2電火花X16原油沖擊灌壁B3撞擊火花X17飛濺油與空氣摩擦B4靜電火花X18原油中雜質(zhì)沉降B5雷擊火花X19原油溫度過高B6自燃X20為設(shè)防靜電裝置B7原油泄漏X21接地電阻不符合要求B8油區(qū)通風不良X22接地線損壞C1危險區(qū)動火X23化纖品與人體摩擦C2其它明火X24鞋與地面摩擦帶電C3灌靜電放電X25人靠近高壓電體C4人體靜電放電X26人接近導(dǎo)體C5雷擊X27直雷擊C6雷擊避雷器失效X28感應(yīng)雷擊D1靜電積累X29球形雷擊D2接地不良X30雷電波侵入D3人體產(chǎn)生靜電X31未設(shè)避雷設(shè)施D4避雷器故障X32設(shè)計缺陷X1儲罐撞擊X33避雷接地電阻超標X2盲目動火X34避雷設(shè)施損壞X3未辦動火許可證X35自燃點較低X4動火后留火種X36產(chǎn)生FeS依然物質(zhì)X5動火未測爆X37罐密封不嚴X6鍋爐房用火X38儲罐為散開式X7過往車輛噴火X39輸油系統(tǒng)故障X8建筑工地熬瀝青用火X40人的誤操作X9使用非防爆燈具X41灌區(qū)選址不當X10電器設(shè)備不防爆X42天氣因素X11防爆電氣損壞X43達到爆炸極限2.2.4定性分析最小徑集與最小割集根據(jù)事故樹最小割集與最小徑集最多個數(shù)的判別方法，求最小割集和最小徑集。根據(jù)德·莫根定律分析該事故樹的成功樹，結(jié)構(gòu)函數(shù)為：T’=A1’+A2’+X44’=B1’B2’B3’B4’B5’B6’+B7’+B8’+X44’=(X1’C1’C2’)(X10’X11’)(X12’X13’X14’)(C3’C4’)(C5’+C6’)(X36’+X37’)+X38’X39’X40’X41’+X42’X43’+X44’=X1’(X2’X3’X4’X5’)(X6’X7’X8’X9’)(X10’X11’)(X12’X13’X14’)﹒(D1’+D2’)(D3’+X27’)(X28’X29’X30’X31’+X32’D4’)(X36’X37’)+X38’X39’X40’X41’+X42’X43’+X44’=X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’﹒X19’X20’X24’X25’X26’X28’X29’X30’X31’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’﹒X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’X19’X20’X27’﹒X28’X29’X30’X31’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X24’﹒X25’X26’X28’X29’X30’X31’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’﹒X27’X28’X29’X30’X31’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’﹒X19’X20’X24’X25’X26’X31’X32’X33’X34’X35’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’X19’X20’X27’X32’X33’X34’X35’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X24’﹒X25’X26’X32’X33’X34’X35’X36’X37’+X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X27’﹒X32’X33’X34’X35’X36’X37’+X38’X39’X40’X41’+X41’X42’X43’+X44’從而得到11個最小徑集：P1={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’﹒X19’X20’X24’X25’X26’X28’X29’X30’X31’X36’X37’}P2={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’﹒X19’X20’X27’X28’X29’X30’X31’X36’X37’}P3={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X24’X25’﹒X26’X28’X29’X30’X31’X36’X37’}P4={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X27’X28’﹒X29’X30’X31’X36’X37’}P5={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’X19’﹒X20’X24’﹒X25’X26’X31’X32’X33’X34’X35’X36’X37’}P6={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X15’X16’X17’X18’X19’﹒X20’X27’X32’X33’X34’X35’X36’X37’}P7={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X24’X25’﹒X26’X32’X33’X34’X35’X36’X37’}P8={X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’X9’X10’X11’X12’X13’X14’X21’X22’X23’X27’X32’﹒X33’X34’X35’X36’X37’}P9={X38’X39’X40’X41’}P10={X41’X42’X43’}P11={X44’}2.2.5結(jié)構(gòu)重要度分析因為X44是單事件最小徑集，所以其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)I(φ)(44)最大。X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14同在8個最小徑集中，X15X16X17X18X19X20同在4個最小徑集中，X21X22X23同在4個最小徑集中，X24X25X26同在4個最小徑集中，X27同在4個最小徑集中，X28X29X30同在4個最小徑集中，X31同在5個最小徑集中，X32X33X34X35同在4個最小徑集中，X36X37同在8個最小徑集中，X38X39X40X41同在1個最小徑集中，X42X43同在1個最小徑集中。根據(jù)判別結(jié)構(gòu)重要度近似方法，得各事件結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)的關(guān)系為:Iφ(1)=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)=Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)=Iφ(9)=Iφ(10)=Iφ(44)=Iφ(11)=Iφ(12)=Iφ(13)=Iφ(14)=Iφ(36)=Iφ(37)Iφ(15)=Iφ(16)=Iφ(17)=Iφ(18)=Iφ(19)=Iφ(20)Iφ(21)=Iφ(22)=Iφ(23)Iφ(24)=Iφ(25)=Iφ(26)Iφ(28)=Iφ(29)=Iφ(30)Iφ(32)=Iφ(33)=Iφ(34)=Iφ(35)Iφ(38)=Iφ(39)=Iφ(40)=Iφ(41)Iφ(42)=Iφ(43)因此，只要判定Iφ(1)，Iφ(15)，Iφ(21)，Iφ(24)，Iφ(27)，Iφ(28)，Iφ(31)，Iφ(32)，Iφ(38)，Iφ(41)的大小即可。根據(jù)結(jié)構(gòu)重要系數(shù)計算公式可以給出，事件結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)的值：因此，得到結(jié)構(gòu)重要順序為：Iφ(44)>Iφ(42)=Iφ(43)>Iφ(38)=Iφ(39)=Iφ(40)=Iφ(41)>=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)=Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)=Iφ(9)=Iφ(10)=Iφ(11)=Iφ(12)=Iφ(13)=Iφ(14)=Iφ(36)=Iφ(37)>Iφ(31)>Iφ(28)=Iφ(29)=Iφ(30)>Iφ(32)=Iφ(33)=Iφ(34)=Iφ(35)>Iφ(24)=Iφ(25)=Iφ(26)>Iφ(15)=Iφ(16)=Iφ(17)=Iφ(18)=Iφ(19)=Iφ(20)>Iφ(27)>Iφ(21)=Iφ(22)=Iφ(23)2.3分析結(jié)論由圖1事故樹可知，火源與達到爆炸極限的混合氣體構(gòu)成了原油儲罐火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的要素?；臼录44(達到爆炸極限)是單事件的最小徑集，其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)最大。是原油儲罐火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的最重要條件。這就要求采取針對措施，如采用氣體報警器監(jiān)視可燃氣體的濃度，當接近危險極限時發(fā)出警報，使管理人員立刻采取預(yù)防措施。其次，最小徑集P10由X41X42X43組成，其重要度僅次于X44，由此可知，油罐的選址和當?shù)卮髿獾囊蛩貙τ诜乐褂凸薨l(fā)生火災(zāi)爆炸事故具有重要作用。因此，為了預(yù)防原油儲罐火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，應(yīng)采取防止易燃氣體達到可燃濃度、加強對油罐的安全管理和監(jiān)測、嚴格控制火源、嚴禁在罐區(qū)周圍吸煙和動用明火、防止鐵器撞擊及靜電火花的產(chǎn)生、在罐區(qū)內(nèi)的電氣設(shè)備采用防爆設(shè)備等措施。最小徑集是控制頂上事件發(fā)生的措施，每一組最小徑集就是一個控制辦法。最小徑集組越多，表示控制措施越多。根據(jù)對“儲油罐火災(zāi)事故樹”事故樹定性分析中求得的11個最小徑集及其基本事件結(jié)構(gòu)重要度計算結(jié)果的分析可知：①由44個基本事件組成的事故樹僅僅有11個最小徑集，也就是說只有11種措施可以阻止儲罐油品爆炸燃燒事故的發(fā)生。從最小徑集的數(shù)量可以看出，導(dǎo)致儲罐爆炸燃燒的渠道非常多，這表明儲罐的危險性相當高。因此，設(shè)計部門、生產(chǎn)單位和崗位操作人員應(yīng)對儲罐的安全生產(chǎn)制定詳盡可靠的制造、操作、檢修以及日常管理規(guī)程，以保證項目運營過程中儲罐的安全。②丙烯蒸汽聚集并達到爆炸極限(X44)，是單事件的最小徑集，其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)最大，是原油儲罐火災(zāi)爆炸事故發(fā)生最重要的條件，這說明正確選址、保持罐區(qū)良好通風、避免油氣聚集等措施對于油罐的安全運營非常重要。③X1～X44這44個基本事件為導(dǎo)致儲罐油品爆炸燃燒的44種可能原因，對其要針對不同的原因和不同的發(fā)生概率采取不同的防范措施，歸納起來，即是針對油氣泄漏、點火源兩個大的方面采取安全對策措施，預(yù)防爆炸燃爆事故的發(fā)生。2.4危險源辨識綜合對火災(zāi)爆炸、雷擊爆炸、機械及起重傷害、人員高處墜落、中毒和窒息這五類事故進行事故樹分析，得到石化公司球罐區(qū)危險源辨識表，見表2。表2石化公司球罐區(qū)危險源辨識表序號危險源后果1閥門被氣體腐蝕氣體泄漏2閥門加固不緊氣體泄漏3焊接不良出現(xiàn)裂縫，氣體泄漏4報警器出故障不能及時發(fā)現(xiàn)氣體泄漏5閥門表面密封不嚴氣體泄漏6無應(yīng)急疏散通道人員無法疏散7閥門材料不抗腐蝕別腐蝕8年久失修不能報警10電路出故障不能報警11通風差，無通風設(shè)施有毒氣體濃度增加12風力、風向有毒氣體順風擴散13配件失靈，松動斷裂，發(fā)生故障機構(gòu)不安全14無安全保護設(shè)備不能保障人員安全15材質(zhì)不符合要求，強度不合格與構(gòu)件不匹配，可能斷裂壓裂開縫16光線不足看不清操作頁面17雨雪天氣導(dǎo)致人員滑倒18高溫作業(yè)導(dǎo)致人員灼傷19大風天氣導(dǎo)致人員刮走20雷或雷繞擊引起爆炸21雷擊避雷針感應(yīng)電壓引起爆炸財產(chǎn)損失22不重視雷電預(yù)警爆炸概率增加23儲罐上用電設(shè)備爆炸概率增加24防雷設(shè)施日常管理不當引起雷擊25儲油罐周圍架設(shè)有天線引起雷擊26出液管電壓近期不穩(wěn)定放電概率增加27球雷產(chǎn)生放電概率增加28雷電規(guī)模較小放電概率增加29避雷針設(shè)立較高引起雷擊30T區(qū)范圍有強閃電和雷鳴發(fā)生雷擊概率增加31罐體接地與罐區(qū)接地裝置相連引起雷擊32管理人員未進行的安全溝通安全防范不足33消防隊未提前進入應(yīng)急狀態(tài)爆炸范圍擴大34罐內(nèi)接入遠程大地電位電纜爆炸概率增加35接地處腐蝕嚴重避雷針失效36引下線有裂紋避雷針失效37明火引起火災(zāi)38電火花引起火災(zāi)39撞擊火花引起火災(zāi)40