引言
當(dāng)液相與固相之間,液相與氣相之間,液相與另一不相容的液相之間以及固相和氣相之間,由于流動、攪拌、沉降、過濾、沖刷、噴射、灌注、飛濺、劇烈晃動以及發(fā)泡等接觸、分離的相對運動,都會在介質(zhì)中產(chǎn)生靜電。許多石油化工產(chǎn)品都屬于高絕緣物質(zhì),這類非導(dǎo)電性液體在生產(chǎn)和儲運過程中,產(chǎn)生和積聚大量的靜電荷,靜電聚積到一定程度就可發(fā)生火花放電。如果在放電空間還同時存在爆炸性氣體,便可能引起著火和爆炸。油庫靜電引起火災(zāi)爆炸是一種惡性事故,因而對于油庫中防靜電危害具有非常重要的意義。因此,如何安全有效地管理和維修油庫,提高油庫的安全可靠性,已是當(dāng)前油庫安全管理工作所面臨的一個重大課題。故障樹分析法(FTA法)是分析復(fù)雜、大型系統(tǒng)安全可靠性的有效工具。通過油庫靜電故障樹分析,可找出系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié),然后進(jìn)行相應(yīng)的整改,從而提高油庫系統(tǒng)的安全性。
事故樹
1 故障樹分析法方法
故障樹分析方法(FTA)是一種圖形演繹法,是從結(jié)果到原因描繪事故發(fā)生的有向邏輯樹分析方法。這種樹是一種邏輯分析過程,遵從邏輯學(xué)演繹分析原則(即從結(jié)果到原因的分析原則)。把系統(tǒng)不希望出現(xiàn)的事件作為故障樹的頂事件,用邏輯“與”或“或”門自上而下地分析導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的直接原因及相互間的邏輯關(guān)系,并由此逐步深入,直到找出事故的基本原因,即為故障樹的基本事件。
2 故障樹分析的基本程序
FTA法的基本程序:熟悉系統(tǒng)—調(diào)查事故—確定頂事件—確定目標(biāo)—調(diào)查原因事件—編制故障樹—定性分析—定量分析—安全評價。故障樹分析過程大致可分為9個步驟。第1~5步是分析的準(zhǔn)備階段,也是分析的基礎(chǔ),屬于傳統(tǒng)安全管理;第6步作圖是分析正確與否的關(guān)鍵;第7步定性分析,是分析的核心;第8步定量分析,是分析的方向,即用數(shù)據(jù)表示安全與否;第9步安全性評價,是目的。
3 油庫靜電火災(zāi)爆炸故障樹的建立
油庫靜電火花造成油庫火災(zāi)爆炸的事故樹的建立過程,如圖1所示。
(1)確定頂上事件——“油庫靜電火災(zāi)爆炸”(一層)。
(2)調(diào)查爆炸的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“靜電火花”和“油氣達(dá)到可燃濃度”。這兩個事件不僅要同時發(fā)生,而且必須在“油氣達(dá)到爆炸極限”時,爆炸事件才會發(fā)生,因此,用“條件與”門連接(二層)。
(3)調(diào)查“靜電火花”的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“油庫靜電放電”和“人體靜電放電”。這兩個事件只要其中一個發(fā)生,則“靜電火花”事件就會發(fā)生。因此,用“或”門連接(三層)。
(4)調(diào)查“油氣達(dá)到可燃濃度”的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系,直接原因事件:“油氣存在”和“庫區(qū)內(nèi)通風(fēng)不良”?!坝蜌獯嬖凇边@是一個正常狀態(tài)下的功能事件,因此,該事件用房形符號。“庫區(qū)內(nèi)通風(fēng)不良”為基本事件。這兩個事件只有同時發(fā)生,“油氣達(dá)到可燃濃度”事件才會發(fā)生,故用“與”門連接(三層)。
(5)調(diào)查“油庫靜電放電”的直接原因事件、事件的性質(zhì)同和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“靜電積聚”和“接地不良”。這兩個事件必須同時發(fā)生,才會發(fā)生靜電放電,故用“與”門連接(四層)。
(6)調(diào)查“人體靜電放電”的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“化纖品與人體摩擦”和“作業(yè)中與導(dǎo)體接近”。同樣,這兩個事件必須同時發(fā)生,才會發(fā)生靜電放電,故用“與”門連接(四層)。
(7)調(diào)查“靜電積聚”的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“油液流速高”、“管道內(nèi)壁粗糙”、“高速抽水”、“油液沖擊金屬容器”、“飛濺油液與空氣摩擦”、“油面有金屬漂浮物”和“測量操作失誤”。這些事件只要其中一個發(fā)生,就會發(fā)生“靜電積聚”。因此,用“或”門連接(五層)。
(8)調(diào)查“接地不良”的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“未設(shè)防靜電接地裝置”、“接地電阻不符合要求”和“接地線損壞”。這3個事件只要其中1個發(fā)生,就會發(fā)生“接地不良”。因此,用“或”門連接(五層)。
(9)調(diào)查“測量操作失誤”的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件:“器具不符合標(biāo)準(zhǔn)”和“靜置時間不夠”。這2個事件其中有1個發(fā)生,則“測量操作失誤”就會發(fā)生。故用“或”門連接(六層)。
結(jié)構(gòu)重要度定性分析
故障樹分析的任務(wù)是求出故障樹的全部最小徑集或最小割集。如果故障樹中與門很多,最小割集就少,說明該系統(tǒng)為安全;如果或門多,最小割集就多,說明該系統(tǒng)較為危險。最小徑集就是頂事件不發(fā)生所必需的最低限度的徑集。一個最小徑集中的基本事件都不發(fā)生,就可使頂事件不發(fā)生。故障樹中有幾個最小徑集,就有幾種可能的方案,并掌握系統(tǒng)的安全性如何,為控制事故提供依據(jù)。故障樹中最小徑集越多,系統(tǒng)就越安全。下面介紹采用布爾代數(shù)化簡,得到若干交集的并集,每個交集都是成功樹的最小割集,也就是原故障樹的最小徑集。
判別最小割(徑)集數(shù)目。根據(jù)“加乘法”判別方法判別得該事故樹的最小割集共25個。將其事故樹轉(zhuǎn)化為成功樹,求得該成功樹的最小徑集共7個。