摘要:成品油具有易燃易爆、有毒有害等危险特性,油库一旦发生火灾爆炸事故,会严重危及企业员工和周边群众的人身财产安全,给国家财产造成巨大损失,对生态环境造成严重污染,并产生极其恶劣的社会影响。保持油库安全平稳运行,消除安全隐患,避免火灾爆炸事故,是油库运行和各项管理工作的重中之重。本文以事故树分析法(FTA),对油库储罐进行火灾原因分析归纳,并探讨相关安全对策。
关键词:油库;成品油;储罐;事故树分析法(FTA);火灾爆炸事故
1引言
成品油库是是衔接油品产销环节的重要纽带,是成品油物流配送体系的重要组成部分。成品油具有易燃易爆、有毒有害等危险特性,且随着社会经济的不断发展,油库库容也呈现不断增大趋势,具有单罐容量大、油罐分布相对集中等特点,油库一旦发生火灾事故,会严重危及企业员工和周边群众的人身安全,给国家财产造成巨大损失,对生态环境造成严重污染,并产生极其恶劣的社会影响。所以,避免火灾爆炸事故,保持油库安全平稳运行,是油库运行和各项管理工作的重中之重。
要想避免事故的发生,首先需要準确地识别出潜在的安全风险,并制定有针对性、有可行性的防范措施,以便于提前消除事故隐患,更好地以主动预防事故代替被动救援事故,提高事故防范和安全运行能力。所以,对油库进行科学充分的风险辨识和评估尤为必要。然而,可能导致油罐着火爆炸的因素比较繁杂,直接列举分析难免挂一漏万,且各因素相互之间的主次、因果关系容易混乱不清,风险分析难以做到全面、准确、有逻辑。开展风险分析,需要利用科学的安全理论和方法来解决上述问题。
2事故树分析法(FTA)概述
事故树分析法(Fault Tree Analysis,FTA)是一种较为常用的隐患和危险分析法。最初在1961年,由美国贝尔电话研究所的维森首创,并应用于研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价中,用它来预测导弹发生的随机故障概率。[1]近年来,FTA已广泛应用于在现代工业的各个领域,利用这一方法来进行故障或者事故原因分析、查找流程薄弱环节等,更好地实现优化系统的效果。
事故树分析,是用树形图的形式展示系统或流程的结构全貌,首先从系统的顶上事件(结果)开始,分析找出中间事件,即能够直接导致顶上事件发生的因素,并在事件和因素之间根据逻辑关系用逻辑门加以表示。如此往复,继续逐级向下不断演绎,一直到不能继续分析的基本事件为止。通过FTA法可以直观分析出引起事故的各个因素的逻辑关系,既可用于定性分析,又可用于定量分析,是安全系统工程的重要分析方法之一。[2]进行事故树分析的过程是一个对系统进行逻辑认知的过程。并且利用事故树模型可以定量研究各基本事件对顶上事件的影响程度,得出较为客观的结构重要度结论,可以为制定风险防控措施提供很好的指导。
3油罐火灾爆炸事故FTA分析
油罐,是油品储存的重要设备,也是油库的基本单元。油罐的安全性、可靠性直接决定了油库是否能够安全平稳运行。接下来,我们以油罐火灾爆炸事故为研究对象进行分析。
3.1影响因素分析
首先要对可能造成有关火灾爆炸事故的影响因素进行分析罗列。可以从人的因素、物的因素、环境因素、管理因素四个方面对油罐火灾爆炸事故进行危险因素辨识。
人的因素:即人的不安全行为。人的行为是复杂的、变化的,受情感、思维、意志等心理的影响。态度、意识、知识、认知决定人的安全行为水平。[3]另一方面,人的身体健康状态、自身技能业务水平也都造成人的行为具有差异性。
物的因素:设备与设施是重要的生产要素,是安全运行的物质基础。同时设备的非正常状态又是导致事故的重要因素。例如油罐等设备设施和作业所使用的必要工具本体的设计缺陷、设备故障和损坏、安全附件失灵或缺失等物的因素都会直接或间接导致事故发生。
环境因素:异常环境也是导致事故的一种因素,包括极端天气、自然灾害等自然环境,以及生产布局、温度、湿度、照明、粉尘、毒气、噪声、辐射等现场作业环境。
管理因素:包括相关管理制度体系和操作规程、管理流程不健全、不科学,措施落实打折扣、监督检查缺实效、奖惩激励设置不合理等,也会导致事故的发生。
3.2基本事件分析
通过对以上各项影响因素进行列举分析和合并归纳,可以得出16个中间事件和29个基本事件。具体内容如表1所示:
3.3绘制事故树
绘制事故树,首先确定顶上事件,通过逐层分析确定顶上事件发生的原因和潜在因素,再根据逻辑关系将分散的基本事件联系在一起。若下层事件必须全部发生顶上事件才会发生时,用与门连接;若下层事件中任何一个发生,则顶上事件发生时,用或门连接。最终绘制成树状分析图。如图1所示:
3.4求最小割集和最小径集
3.4.1求最小割集
导致事故发生的因素不是唯一的,一个事故的发生存在多种可能性。在FTA法中我们把每一种可以导致顶上事件发生可能性用最小割集的概念来表示,即事故树中有多少最小割集,就有几种可能性导致顶事件发生。也就是说,可以从分析最小割集入手,来得到预防事故发生的措施方案。
根据事故树可以求出最小割集,该事故树最小割集共132个。如下:
3.4.2求最小径集
与割集对称,我们还需要用到径集的概念,即能够使顶上事件不发生的基本事件的集合,径集里面的基本事件不出现就可以使顶端事件(事故)不出现。最小径集的概念表示了保证事故不发生的条件。所以,最小径集表示的是系统的安全性。
应用对偶原理求最小径集,将事故树转化为成功树,原事故树中的“与门”变成“或门”,“或门”变成“与门”,顶事件与基本事件保持不变。如图2所示:
根据成功树可以求出最小径集,共8个。如下: