多米诺事故是高影响低概率事故,一旦发生后果严重。日常工业生产中,较为常见的是由火灾事故扩展升级导致多米诺事故而造成严重的事故后果。我国经济正高速发展,企业生产和仓储中涉及到的易燃易爆物资数量增加,设备更加复杂,重大危险源急剧增多,在缺乏合理规划布局的情况下,企业存在着重大危险源过于集中的现象;同时,现有的安全屏障应对能力弱、事故状态下有效的应急处置措施缺乏,导致多米诺事故频发。目前多米诺事故研究的关注点集中在对多米诺事故风险后果的定量评估上,而缺乏从多米诺事故的发生、发展过程入手,对预防事故发生,特别是防止事故扩展的机制开展研究。为实现切断事故链、阻止事故升级、减小事故损失这个目标,本论文结合实际案例,研究以阻止事故发展为多米诺事故为前提的企业安全屏障优化布置方案。本论文以企业为研究对象,以在历史事故中发生频率较高的火灾事故为初始事故,计算不同安全屏障作用在危险源上后,多米诺事故发生概率。在此基础上,控制企业现有安全屏障投入的预算恒定,求解最优的安全屏障布置方案。首先通过企业危险源的风险物质类型、理化性质、装置位置等相关信息,计算危险源对附近单元的热辐射强度,根据与热辐射阈值比较的结果,识别事故发生后可能导致事故升级的多米诺事故危险源,并计算相应的扩展概率。然后,代入不同类型安全屏障在阻止初始事故扩展时的需求失效概率,以及危险源因启用安全屏障而被影响的物理效应,通过扩展概率模型计算出在考虑安全屏障效果时,多米诺事故场景的发生概率。最后,构建“背包问题”决策模型,结合前两部分的计算结果和不同安全屏障的成本,控制企业在现有安全屏障的经济投入成本不变,求解出安全屏障最优布置方案,并通过计算机语言编译进行求解。最后,论文以某生产蛋氨酸的化工企业为例进行案例研究。该企业存在重大危险源储存量大、布局拥挤的情况,一旦发生火灾事故,极有可能演变为多米诺事故。企业内的危险源包括7个二硫化碳的储罐、2个液氨储罐、1个甲醇储罐、3个甲硫醇储罐和1个丙烯储罐。不考虑安全屏障的情况下,14个储罐中除了甲醇和丙烯储罐,其余12个储罐在发生火灾后对邻近储罐产生的热辐射强度超过阈值,即可能导致多米诺事故。代入企业现有安全屏障设置方案,12个危险源在发生突发事故后仍有可能导致事故升级,但最大扩展概率与未考虑安全屏障情况相比有所减少,最大值为0.8354。在通过决策模型计算所求得的最优安全屏障方案组合下,危险源扩展概率的最大值为0.696981,是两个体积最大的二硫化碳储罐1号和2号在配备消防炮时的扩展概率。优化后的危险源最大扩展概率与企业未优化的实际情况相比减少了 1 6.6%,实现了减少多米诺事故发生可能的目标。最优方案组合中,仅包含设置泡沫灭火系统和设置消防炮两种方案。具体配置包括,两个尺寸较大、距离相近,容易导致彼此发生二次事故的二硫化碳储罐1号、2号采用成本较低的冲水灭火系统(消防炮);与1、2号储罐规格完全相同,但与二次目标更近的3号二硫化碳储罐,在无安全屏障下导致事故扩展升级的概率最高,需要采用成本较高但效果最好的泡沫灭火系统:4个尺寸较小的二硫化碳储罐,危险源4～7号,导致事故升级的可能性仅次于3号,也需要采用泡沫灭火系统;引起多米诺事故的概率明显小于7个二硫化碳储罐的9～13号储罐,应该采用消防炮进行保护。研究结果表明,化工企业储存危险化学品时,不同安全屏障的作用效果有明显差异,安全屏障的作用与其成本呈正相关,被动保护系统的效果优于主动保护系统。主动保护系统中泡沫灭火系统削减多米诺事故发生概率的效果最好,其次为冲水灭火系统、自动喷淋系统。在实际生产中成本预算有限,合理的安全屏障设置能够降低多米诺事故发生的可能性。本文提出的决策模型能够求解出最优的方案,为企业的安全屏障设置规划提供科学依据。