機(jī)場油庫火災(zāi)事故故障樹分析研究

楊月新　蔡泓均

摘? 要：機(jī)場油庫在民航安全中占有重要地位。文章構(gòu)建了以機(jī)場油庫火災(zāi)事故為頂上事件的故障樹，考慮了31個(gè)基本事件。通過對(duì)故障樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析化簡，得到了10個(gè)最小徑集合，計(jì)算了各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，并分析了導(dǎo)致事故發(fā)生的三種主要原因。最終提出機(jī)場油庫火災(zāi)事故的預(yù)防措施，為保障油庫安全提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)場油庫;火災(zāi)事故;故障樹;安全管理

中圖分類號(hào)：TE88? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0055-02

Abstract： Airport oil depot plays an important role in civil aviation safety. In this paper， a fault tree is constructed， which takes the fire accident of the airport oil depot as the top event， and 31 basic events are considered. Through the analysis and simplification of the fault tree structure， 10 minimum path sets are obtained， the structural importance of each basic event is calculated， and the three main causes of the accident are analyzed. Finally， the preventive measures of fire accidents in airport oil depot are put forward， which provides a certain scientific basis for ensuring the safety of oil depot.

Keywords： airport oil depot; fire accident; fault tree; safety management

機(jī)場油庫是儲(chǔ)存和收發(fā)航空燃油的獨(dú)立設(shè)施。隨著機(jī)場吞吐量的逐年增加，航空油料的需求量也相應(yīng)增長[1]。由于航空煤油具有閃點(diǎn)低、易揮發(fā)、易燃爆等特點(diǎn)，極易出現(xiàn)火災(zāi)爆炸事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染[2]。

針對(duì)油庫安全運(yùn)行已有多種研究分析方法。母元江[3]從事故致因理論、安全分析方法等多角度對(duì)油庫安全系統(tǒng)工程進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。李衛(wèi)東[4]和李新戰(zhàn)[5]通過對(duì)油罐火災(zāi)和爆炸故障樹進(jìn)行分析，提出了風(fēng)險(xiǎn)控制方案和事故預(yù)防措施。隨著民航安全要求的日益提高，基于故障樹的安全評(píng)價(jià)方法也日益應(yīng)用廣泛。

故障樹分析（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）又稱事故樹分析，是從結(jié)果到原因逐層找出與事故相關(guān)的各因素間邏輯關(guān)系的分析方法[6]。該方法通過用“邏輯門”自上而下地分析某一事故，直至找出導(dǎo)致事故發(fā)生的基本事件，從而找出對(duì)應(yīng)的安全對(duì)策[7]。本文通過建立機(jī)場油庫火災(zāi)事故故障樹，分析發(fā)生原因和預(yù)防措施，對(duì)于保障機(jī)場油庫的安全生產(chǎn)、民航的平穩(wěn)運(yùn)行都有著極其重要的意義。

1 機(jī)場油庫火災(zāi)故障樹建立

針對(duì)機(jī)場油庫特性，通過對(duì)火災(zāi)事故的資料收集和分析建立故障樹，如圖1所示。該故障樹考慮了引起機(jī)場油庫火災(zāi)事故的主要原因，共包含31個(gè)基本事件。

2 故障樹分析

2.1 最小割集合與最小徑集合

最小割集合與最小徑集合分別指能或不能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件的最低限度集合[8]。最小割集合越少，最小徑集合越多，頂上事件就越不容易發(fā)生，系統(tǒng)越安全。根據(jù)該故障樹結(jié)構(gòu)，機(jī)場油庫如果發(fā)生火災(zāi)事故，必須滿足著“火源”和“油蒸汽”都發(fā)生，同時(shí)還需“達(dá)到燃燒極限”的條件。利用故障樹對(duì)應(yīng)的成功樹，求解出該故障樹的最小徑集合，如表1所示。

根據(jù)以上分析，對(duì)階數(shù)較小的最小徑集合進(jìn)行控制對(duì)預(yù)防事故的發(fā)生具有較好效果。故本故障樹優(yōu)先考慮序號(hào)為1-3的最小徑集合。

2.2 結(jié)構(gòu)重要度

結(jié)構(gòu)重要度是假設(shè)各基本事件發(fā)生概率相等的情況下對(duì)頂上事件發(fā)生的影響程度，按下式計(jì)算：

式中，I（i）-基本事件Xi的結(jié)構(gòu)重要度;Kj-最小徑集合;ni-基本事件Xi所在最小徑集合所包含的基本事件個(gè)數(shù)。

根據(jù)上式計(jì)算出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度并排序：

I（13）=I（14）=I（15）=0.25>I（9）=I（10）=I（11）=I（12）=0.125>I（1）=I（2）=I（3）=I（5）=I（6）=I（7）=I（19）=I（20）=I（21）=0.000256>I（4）=I（8）=0.000229>I（29）=I（30）=I（31）=0.000191>I（25）=I（26）=I（27）=I（28）=0.000095>I（16）=I（17）=I（18）=I（22）=I（23）=I（24）=0.000057

2.3 事故原因

基本事件的結(jié)構(gòu)重要度越高，對(duì)頂上事件的影響越大。故可以根據(jù)最小徑集合及結(jié)構(gòu)重要度分析事故發(fā)生的主要原因。

原因1，通風(fēng)不良，對(duì)應(yīng)基本事件{X13，X14，X15}。航空燃油的揮發(fā)是自發(fā)過程，而油氣濃度達(dá)到燃燒極限是頂上事件發(fā)生的必需條件。因此無排風(fēng)設(shè)備、排風(fēng)設(shè)備損壞、未定時(shí)排風(fēng)是導(dǎo)致火災(zāi)事故的最主要原因。

原因2，航油泄露，對(duì)應(yīng)基本事件{X9，X10，X11，X12}。該方案從可燃物的角度分析油庫火災(zāi)事故。儲(chǔ)油設(shè)備腐蝕、設(shè)備密封不良、操作失誤導(dǎo)致閥門未完全關(guān)閉、焊縫缺陷等，都可能導(dǎo)致火災(zāi)事故。

原因3，存在著火源，對(duì)應(yīng)基本事件{X1，X2，X3，X5，X6，X7，X19，X20，X21}。機(jī)場油庫內(nèi)的火源具有多種形式，存在明火、撞擊火花和人體靜電三個(gè)因素是火災(zāi)事故防范工作的重點(diǎn)。

3 預(yù)防措施

通過故障樹分析，針對(duì)機(jī)場油庫火災(zāi)事故提出以下預(yù)防措施：

（1）加強(qiáng)通風(fēng)。良好的通風(fēng)能夠有效控制油蒸汽濃度，使其難以達(dá)到燃燒極限。通過安裝并檢修排風(fēng)設(shè)施、定時(shí)排風(fēng)、設(shè)置油蒸汽濃度監(jiān)測儀等方法，是最有效的防止火災(zāi)事故發(fā)生的安全措施。

（2）防止泄露。航油泄露是發(fā)生火災(zāi)事故的必要條件，因此定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕裂紋、焊縫缺陷等安全隱患;加強(qiáng)員工管理，避免人為錯(cuò)誤操作;定期巡檢密封系統(tǒng)、閥門等設(shè)備，保障機(jī)場油庫安全運(yùn)行。

（3）控制著火源。機(jī)場油庫火源有很多種，其中明火、撞擊火花和人體靜電是影響較大的三種形式。因此可根據(jù)引起火花的原因制定相應(yīng)的防護(hù)措施，防止火災(zāi)事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語

本文構(gòu)建了以機(jī)場油庫火災(zāi)事故為頂上事件的故障樹，考慮了31個(gè)基本事件。通過對(duì)故障樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析化簡，得到了10個(gè)最小徑集合，計(jì)算了各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，并分析了導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生的三種主要原因。依據(jù)故障樹分析的結(jié)論進(jìn)一步提出安全防范措施，為機(jī)場油庫風(fēng)險(xiǎn)管理提供理論依據(jù)，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]高俊.努力提升民航高質(zhì)量發(fā)展的新境界——學(xué)習(xí)習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想的初步體會(huì)[J].民航管理，2018（5）：7-12.

[2]汪愛華.油庫安全管理與評(píng)價(jià)方法研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（15）：218-218.

[3]母元江，王豐.油庫安全系統(tǒng)工程[M].中國石化出版社，2007：22-48.

[4]李衛(wèi)東.基于故障樹分析的油庫火災(zāi)爆炸研究[J].當(dāng)代化工，2015（07）：158-160.

[5]李新戰(zhàn)，黃坤，陳建霞.油庫火災(zāi)爆炸故障樹分析[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010（29）：21-23.

[6]Wu X ， Xiao C Y ， Xu X Y . Research on a Nonlinear Fuzzy Comprehensive Assessment Method for Oil & Gas Pipeline Failure Based on Fault Tree Analysis[J]. Applied Mechanics and Materials， 2012， 187：304-310.

[7]唐國祥，王帥，李安琪.事故樹分析方法在油庫安全管理中的運(yùn)用[J].科技展望，2016（22）：163-164.

[8]朱大奇，于盛林.基于故障樹最小割集的故障診斷方法研究[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2002（03）：107-110.