事故樹分析法在液化石油氣罐風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的應(yīng)用

晉 衛(wèi)

（成都鐵路石油化工實(shí)業(yè)有限公司 成都西南油品運(yùn)輸配送有限公司，四川 成都 610081）

大量事故案例表明，易燃液化氣體儲罐區(qū)易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，事故一旦發(fā)生，損失巨大。究其原因主要是易燃液化氣體本身固有的危險(xiǎn)性、儲存設(shè)施不健全和安全管理不利造成的[1]。為減少事故發(fā)生、保障人身財(cái)產(chǎn)安全，擬用事故樹分析法對液化石油氣罐區(qū)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評價(jià)，找出事故原因，并制定出相應(yīng)的對策措施，以期引起重視，防患于未然。

1 事故樹分析原理

事故樹分析法(FTA)又稱故障樹分析，是一種邏輯演繹系統(tǒng)安全分析法。20世紀(jì)60年代，由美國貝爾電話研究所首先提出，在20世紀(jì)80年代初引入我國。目前，F(xiàn)TA作為安全系統(tǒng)工程中一種進(jìn)行安全分析、評價(jià)和事故預(yù)測的先進(jìn)科學(xué)方法，已得到國內(nèi)外的公認(rèn)和廣泛應(yīng)用，成為定性和定量預(yù)測與預(yù)防事故的主要方法。事故樹分析法以系統(tǒng)較易發(fā)生且后果嚴(yán)重的事故(即頂上事件)作為分析目標(biāo)，通過調(diào)查與該事故有關(guān)的所有原因事件和各種因素，經(jīng)過層層分析，逐級找出最終不能再分解的直接原因事件(危險(xiǎn)因素)用邏輯門符號連接起來，得到可形象、簡潔表達(dá)其邏輯關(guān)系(或稱因果關(guān)系)的邏輯圖形，即事故樹圖。通過對事故樹簡化、計(jì)算，求出最小割集、最小徑集和基本事件結(jié)構(gòu)重要度，進(jìn)行事故樹定性分析。

在事故樹中凡能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件的集合稱作割集。能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度基本事件的集合稱為最小割集。最小割集中全部基本事件均發(fā)生時(shí)，則頂上事件一定發(fā)生，而最小割集中任一基本事件不發(fā)生，頂上事件未必一定不會發(fā)生。最小割集表達(dá)了系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，每個(gè)最小割集都是頂上事件發(fā)生的一種可能渠道，最小割集的數(shù)目越多，系統(tǒng)越危險(xiǎn)。在事故樹中凡是不能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生、最低限度的基本事件的集合，稱為最小徑集。最小徑集中全部基本事件均發(fā)生時(shí)，則頂上事件一定不會發(fā)生，而在最小徑集中，任何一個(gè)基本事件發(fā)生，便不能保證一定不發(fā)生頂上事件。因此，最小徑集表達(dá)了系統(tǒng)的安全性，每一個(gè)最小徑集是預(yù)防頂上事件發(fā)生的有效途徑之一，最小徑集的數(shù)目越多，系統(tǒng)越安全。結(jié)構(gòu)重要度分析是分析基本事件對頂上事件影響程度，根據(jù)分析的結(jié)果，找出事故發(fā)生的主要原因，探明控制頂上事件發(fā)生的有效途徑，確定安全對策措施，制定應(yīng)急預(yù)案[2]。

2 液化石油氣罐事故原因分析

液化石油氣罐事故發(fā)生的原因復(fù)雜。和其他事故一樣，其致因(或預(yù)防)由3個(gè)因素構(gòu)成：一是物的因素，即物質(zhì)或物品本身的組成、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性；客觀環(huán)境條件；為安全和作業(yè)而使用的貨物包裝、裝卸及運(yùn)輸工具、設(shè)施和設(shè)備等。二是人的因素，指人的思想、工作態(tài)度、技能水平、安全行為等。三是管理因素，包括政策、法規(guī)、規(guī)章、制度的制定和執(zhí)行；安全管理機(jī)構(gòu)、機(jī)制；安全監(jiān)督保證等。

根據(jù)上述分析，結(jié)合鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，分析液化石油氣罐發(fā)生事故的原因主要存在以下3個(gè)方面。

2.1 物的因素

2.1.1 溫度和明火

溫度對絕大多數(shù)危險(xiǎn)貨物有著直接的影響。這是因?yàn)槲镔|(zhì)的物理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)速度與溫度有關(guān)。罐車運(yùn)輸?shù)囊夯蜌怏w受熱后氣體膨脹，在壓力超過容器極限值時(shí)，會造成爆炸。明火一般系指具有可見燃燒光點(diǎn) (焰) 的著火現(xiàn)象 (包括隱燃)。明火對液化石油氣罐的危害，一方面是直接大面積加熱產(chǎn)生高溫，使其發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故；另一方面是在易燃蒸氣、爆炸混合氣體、粉塵存在的條件下，因局部明火作用引起急劇連鎖反應(yīng)而發(fā)生燃燒、爆炸。

鐵路運(yùn)輸中，造成高溫、明火的原因主要是日光直接照曬、夏季溫度升高和外界火源。外界火源包括生活取暖、炊食用火、吸煙、機(jī)動(dòng)車排煙、生產(chǎn)用火及雷電、靜電閃火等。

2.1.2 機(jī)械作用

液化石油氣罐在運(yùn)輸過程中容易受到的機(jī)械作用主要包括裝卸、調(diào)車溜放及途中運(yùn)行造成的沖擊、摩擦。這些機(jī)械作用的結(jié)果，將導(dǎo)致產(chǎn)生局部高熱和火花，進(jìn)而造成事故。

2.1.3 設(shè)施設(shè)備

（1）車輛超載、超裝現(xiàn)象。液化石油氣罐車充裝量不得超過該罐車按規(guī)定充裝介質(zhì)計(jì)算的車輛最大容許裝載量，否則易造成事故隱患。

（2）車輛狀態(tài)。①車種、貨種相符，嚴(yán)格控制車種代用。②及時(shí)進(jìn)行設(shè)備的檢修，避免存在檢修過期、扣修未修的情況發(fā)生。③零部件的日常檢查。如罐車人孔蓋膠(鉛)墊及螺栓喪失功能，致使罐體易發(fā)生泄露。特別是罐車安全附件密封不嚴(yán)，安全閥失靈。④檢修車質(zhì)量。⑤罐體外觀標(biāo)記涂打規(guī)范。

（3）裝備齊全。部分企業(yè)為押運(yùn)員配備的裝備不足，防護(hù)、維修、消防、通信、檢測、備件、照明等工具和用品攜帶不全，造成一定的安全隱患。

2.2 人的因素

2.2.1 作業(yè)環(huán)節(jié)

（1）受理、承運(yùn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，杜絕證件不全、違反辦理限制、運(yùn)單“托運(yùn)人記事”欄填寫內(nèi)容不全、不規(guī)范等；

（2）裝卸作業(yè)前須注意裝卸作業(yè)事項(xiàng)傳達(dá)，避免卸車前通風(fēng)時(shí)間不足、工具打火，消防器具不帶或不全、錯(cuò)帶的情況發(fā)生；

（3）調(diào)車、編組作業(yè)時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行“編組隔離”、“停止制動(dòng)”、“連掛車組”的規(guī)定。

（4）途中作業(yè)時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行貨檢員雙人雙檢、車前會簽制度。

2.2.2 押運(yùn)人員

（1）現(xiàn)場監(jiān)控。若押運(yùn)員裝車不在現(xiàn)場，難以對押運(yùn)的車輛和裝載狀態(tài)有詳盡的了解，如遇突發(fā)情況難以及時(shí)處理。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定。嚴(yán)格遵守“全程押運(yùn)”的規(guī)定，避免押運(yùn)人數(shù)不足、漏乘、缺乘的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）業(yè)務(wù)素質(zhì)。有的押運(yùn)員對所押運(yùn)貨物的特性和安全防護(hù)、應(yīng)急常識知之甚少，缺乏施救能力。2.3 管理因素

（1）責(zé)任制度履行。對危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸中的問題、隱患、事故嚴(yán)格執(zhí)行“四不放過”(事故原因沒查清不放過、事故責(zé)任者沒有受到嚴(yán)肅處理不放過、沒有受到教育不放過、防患措施沒有落實(shí)不放過)。

（2）管理到位。主管安全領(lǐng)導(dǎo)對重大“危險(xiǎn)源”、危險(xiǎn)環(huán)節(jié)、危險(xiǎn)崗位及信息化建設(shè)的重要性應(yīng)該有深刻的認(rèn)識，措施到位。

3 液化石油氣罐事故原因調(diào)查及事故樹編制

液化石油氣 (鐵危編號21053，屬易燃液體)，主要成分為丙烷、丁烷、丙烯、丁烯，閃點(diǎn)-74 ℃，爆炸上限9.65%，爆炸下限2.25%，極易燃，與空氣混合形成爆炸性混合物，遇熱源和明火即燃燒爆炸。液化石油氣罐是一種封閉型的壓力容器，由于維修、檢查、使用的諸多因素，造成液化石油氣罐爆炸的原因有很多。通過事故案例調(diào)查分析得出，引起液化石油氣罐爆炸的原因分2類：與火源接觸、泄露?，F(xiàn)以液化石油氣罐爆炸為頂上事件，逐級分析導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因，編制液化石油氣罐爆炸事故樹，如圖1所示。

4 液化石油氣罐爆炸事故樹分析

4.1 求事故的最小割集

結(jié)構(gòu)函數(shù)式T=A B Q=(C1+X1+C2+C3+C4)(X24+X25+X26+X27+X28)Q={(X2+X3+X4+X5)+X1+(X6+X7)+[X8X9+X10+ (X11+X12+X13)(X14+X15+X16)]+(X17+X18+X19+X20+X21+X22+X23)}(X24+X25+X26+X27+X28)Q=QX1X24+QX1X25+QX1X26+QX1X27+QX1X28+QX2X24+…+QX22X27+QX22X28+QX23X24+QX23X25+QX23X26+QX23X27+QX23X28

通過分析該事故樹的28個(gè)基本事件，可以得出下列125個(gè)最小割集：

4.2 結(jié)構(gòu)重要度分析

根據(jù)以上結(jié)果，運(yùn)用結(jié)構(gòu)重要度近似方法進(jìn)行分析。

分析125個(gè)最小割集，可以發(fā)現(xiàn)，條件事件Q存在于每一個(gè)割集中，所以其結(jié)構(gòu)重要度最大；基本事件X24、X25、X26、X27、X28(油氣泄漏的各基本事件)其結(jié)構(gòu)重要度次之，其余事件結(jié)構(gòu)重要度相對較小。由此得出的結(jié)構(gòu)重要度順序：

由事故樹分析可知，火源與達(dá)到爆炸極限的混合氣構(gòu)成了液化石油氣罐區(qū)爆炸事故發(fā)生的要素。條件事件Q(達(dá)到爆炸極限)結(jié)構(gòu)重要系數(shù)最大，是燃爆事故發(fā)生的最重要條件，這就要求我們采取針對措施，如在儲罐附近安裝氣體報(bào)警裝置，對混合氣濃度進(jìn)行監(jiān)測，一旦接近危險(xiǎn)濃度立刻報(bào)警，使管理人員立即采取預(yù)防措施，可避免事故發(fā)生。構(gòu)成油氣泄漏的基本事件結(jié)構(gòu)重要度次之，由此可知，液化石油氣罐的密封是否良好對防止燃爆事故十分重要。另外，加強(qiáng)罐區(qū)安全管理，嚴(yán)禁吸煙和使用明火，防止鐵器撞擊，防止產(chǎn)生靜電火花及罐區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備要符合防火防爆要求等，也是防止燃爆事故發(fā)生的必要條件。

5 安全措施

針對液化石油氣罐事故的原因分析，應(yīng)采用以下安全措施：

（1）認(rèn)真查找隱患，全力整頓作業(yè)過程。從規(guī)章制度、設(shè)備狀況、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、日常管理、報(bào)告制度、人員素質(zhì)等方面查找隱患和問題，大力整頓受理、承運(yùn)、裝車、計(jì)量、押運(yùn)、編組、隔離、交付等各工種及各環(huán)節(jié)，采取有針對性的措施，全面提高液化氣運(yùn)輸安全水平。

（2）著力解決液化氣罐車質(zhì)量問題。有關(guān)部門要對液化氣罐車特別是安全閥的檢修質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，針對液化氣罐車安全閥缺陷問題，配合相關(guān)部門研究改進(jìn)安全閥等關(guān)鍵部件，提高安全系數(shù)，保證運(yùn)輸安全。

（3）嚴(yán)格危險(xiǎn)貨物自備罐車受理程序。要防止亂裝亂用，要求自備罐車裝運(yùn)“四統(tǒng)一”，即罐車產(chǎn)權(quán)單位為托運(yùn)人的，《托運(yùn)人資質(zhì)證書》的單位名稱必須與《危險(xiǎn)貨物罐車安全合格證》、《押運(yùn)員證》、《培訓(xùn)合格證》的單位名稱相統(tǒng)一；罐車產(chǎn)權(quán)單位為收貨人的，罐車產(chǎn)權(quán)單位名稱必須與《危險(xiǎn)貨物罐車安全合格證》、《押運(yùn)員證》、《培訓(xùn)合格證》的單位名稱相統(tǒng)一；貨物品名、托運(yùn)人、收貨人、發(fā)到站、專用線(專用鐵路)等須與《辦理規(guī)定》中公布的相統(tǒng)一；貨物品名須與《危險(xiǎn)貨物罐車安全合格證》中的品名及罐車標(biāo)記品名相統(tǒng)一。

（4）加強(qiáng)對押運(yùn)人的管理。對負(fù)責(zé)押運(yùn)液化石油氣的押運(yùn)人員，要對其嚴(yán)格實(shí)行監(jiān)督管理區(qū)段負(fù)責(zé)制，各車站對押運(yùn)人的監(jiān)管要納入崗位責(zé)任制。押運(yùn)人隨車到達(dá)技術(shù)作業(yè)站時(shí)，要按規(guī)定到車站報(bào)到并簽認(rèn)，車站發(fā)現(xiàn)押運(yùn)人不足或無人押運(yùn)時(shí)應(yīng)扣車處理，并立即發(fā)電通知相關(guān)車站等單位。貨運(yùn)部門要進(jìn)一步加強(qiáng)押運(yùn)人管理工作，嚴(yán)格押運(yùn)人培訓(xùn)考核證書的發(fā)放。

（5）完善應(yīng)急預(yù)案和施救網(wǎng)絡(luò)。要積極與地方政府安全管理部門溝通匯報(bào)，并與消防、環(huán)保、質(zhì)檢等單位搞好配合，認(rèn)真做好危險(xiǎn)貨物辦理站、專用線的合理布局。對各品類危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸要制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。各技術(shù)作業(yè)站和危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸辦理站，要與各施救單位保持聯(lián)系，開展經(jīng)常性的危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸安全預(yù)案演練。

（6）提高技術(shù)裝備水平。充分利用鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)和自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)，對危險(xiǎn)貨物自備罐車運(yùn)輸實(shí)行全程監(jiān)控。在危險(xiǎn)貨物辦理站和技術(shù)作業(yè)站等重點(diǎn)單位配備氣體監(jiān)測儀等設(shè)備，及時(shí)檢測和處理危險(xiǎn)貨物泄漏事故隱患。重視和加強(qiáng)編組站等技術(shù)作業(yè)站安全設(shè)施的建設(shè)，配備基本的消防設(shè)施設(shè)備，暢通消防通道，提高事故救援能力，把事故損失和影響降到最低。

（7）提高專業(yè)隊(duì)伍素質(zhì)。要根據(jù)鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)奶厥庑?、?fù)雜性，明確危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸安全管理機(jī)構(gòu)職責(zé)，保證危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理人員相對穩(wěn)定。要加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，不斷提高從業(yè)人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)。

6 結(jié)束語

事故樹分析最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以找出事故發(fā)生的直接原因事件，并可以分析事故潛在原因事件。通過求解最小割集，進(jìn)而分析其結(jié)構(gòu)重要度，得出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序，為采取經(jīng)濟(jì)有效的安全對策措施，防止事故發(fā)生提供科學(xué)依據(jù)[1]。

[1]蘆雙京. 事故樹分析法在汽油等易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中的應(yīng)用[J]. 河北環(huán)境科學(xué). 2004(4)：46-47.

[2]袁淑芳. 氧氣瓶安全風(fēng)險(xiǎn)事故樹分析[J]. 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(1)：94-99.