故障樹分析法在預防焙燒爐非停中的應(yīng)用

徐 才，程 帥

（山東魏橋鋁電有限公司，山東 濱州 256200）

故障樹分析（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）又稱事故樹分析，是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法。故障樹分析從不期望的事故開始，自上而下、一層層的尋找頂事件的直接原因和間接原因事件，直到基本原因事件，并用邏輯圖把這些事件之間的邏輯關(guān)系表達出來。

焙燒爐是氧化鋁生產(chǎn)中關(guān)鍵大型設(shè)備，擔負著脫除氫氧化鋁附著水和結(jié)晶水的重要工藝任務(wù)。目前氧化鋁公司焙燒爐系統(tǒng)的規(guī)格型號主要包括3000t/d、1500t/d和1350t/d，且系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備（如引風機）均無冗余設(shè)計[1]。焙燒爐一旦發(fā)生非停事故，一方面將直接影響到成品氧化鋁的產(chǎn)量，并導致燃氣放散，造成直接經(jīng)濟損失，另一方面也會影響到煤氣發(fā)生爐系統(tǒng)及焙燒爐各燃燒站的安全運行。通過近幾年的生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，焙燒爐非停事故占比較大。

因此，對焙燒爐非停事故進行系統(tǒng)的分析，制定有針對性的措施，預防事故的發(fā)生將是今后安全管理中的一項重點工作。

1 焙燒爐非停故障樹的建立

1.1 故障樹圖形元素

焙燒爐非停故障樹圖中主要圖形元素包括頂事件、基本事件（底事件）、中間事件和邏輯門。其中頂事件是結(jié)果事件，表示最終事故，用矩形框表示；基本事件（底事件）表示導致其他事件發(fā)生的事件，無需進一步推演其發(fā)生的原因，位于故障樹最底端，用圓形框表示；邏輯門表示各事件的邏輯關(guān)系，本次故障樹分析只采用“與”和“或”兩種邏輯門，“與”邏輯門表示所列事件同時發(fā)生時上層事件才會發(fā)生，“或”邏輯門表示所列事件其中之一發(fā)生時上層事件就會發(fā)生。為方便閱讀，部分故障樹分支采取了轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移符號為三角形，符號內(nèi)文字表示對應(yīng)的圖號。圖例及說明如表1。

表1 焙燒爐非停故障樹圖形元素

1.2 焙燒爐非停故障樹的建立

本次建立焙燒爐非停故障樹，以“焙燒爐V19非計劃停車”為頂層事件，結(jié)合焙燒、燃氣站等各系統(tǒng)的連鎖，按照工藝操作、設(shè)備、人員培訓、電氣儀表等專業(yè)分工，層層分析，將可能導致焙燒爐非停的各類原因事件按照邏輯關(guān)系全面分解推演，并繪制焙燒爐非停的故障樹圖形[2]。

1.3 焙燒爐非停故障樹

按照上述方法建立的焙燒爐非停故障樹圖形，由于篇幅限制，本文中部分故障樹圖形不能全部列出的均使用轉(zhuǎn)移符號表示?；镜墓收蠘鋱D形見圖1。

2 焙燒爐非停故障樹分析

本次對焙燒爐非停進行故障樹分析，共獲得259個造成非停的底事件。統(tǒng)計結(jié)果見表2。

結(jié)合以往發(fā)生的焙燒爐非停事故，對故障樹中底事件的分布情況，分別按照不同分類方法進行分類統(tǒng)計，分析各類因素的分布規(guī)律，初步總結(jié)和對比各專業(yè)、設(shè)備設(shè)施等在預防焙燒爐非停中的重要性。

圖1 焙燒爐非停故障樹

表2 焙燒爐非停故障樹底事件統(tǒng)計表

表3 按V19非停連鎖條件分類底事件數(shù)量分布

從上表統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析可以看出，按V19非計劃停車條件分類，造成焙燒爐非停的因素主要分布在V19煤氣壓力異常、引風機運行信號異常、P02A02溫度異常、儀表風壓力異常這四個方面，占整個影響因素的79%，特別是V19煤氣壓力單個方面更是占到了45%，這是整個非停預防管理的重點和難點。

表4 按專業(yè)分類底事件數(shù)量分布

表4統(tǒng)計結(jié)果表明，按照不同專業(yè)分類，燃氣專業(yè)單方面占比較大，達到了36%，脫硫?qū)I(yè)占比較少為3%。雖然脫硫?qū)I(yè)占比較少，但我們應(yīng)該看到，由于脫硫?qū)I(yè)運行時間較短，還沒有發(fā)生過相關(guān)的事故案例，容易在工作中忽視而導致焙燒爐非停事故的發(fā)生，需要引起我們的重視。

表5 按管理內(nèi)容分類底事件數(shù)量分布

從表5統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，設(shè)備設(shè)施和操作及培訓方面是預防焙燒爐非停的主要管理內(nèi)容，總的占比為80%，這是我們一直以來強調(diào)的基礎(chǔ)管理工作，必須抓嚴抓好。規(guī)章制度方面雖然所占比例不多，但我們也應(yīng)該看到，當前規(guī)章制度仍有部分需要進一步補充完善的，以便于我們在日常工作實現(xiàn)標準化和規(guī)范化管理。

3 結(jié)論

（1）應(yīng)用故障樹分析法，可以對焙燒爐非停事故進行全面和系統(tǒng)的分析，查明相關(guān)系統(tǒng)可導致事故發(fā)生的底事件。

（2）按照不同分類方法，對造成焙燒爐非停的底事件進行總結(jié)分析，可以總結(jié)出事故發(fā)生的規(guī)律，從而在日常工作中能有效抓住工作重點。

（3）各單位可以根據(jù)本單位實際，針對氧化鋁焙燒爐非停故障樹的底事件，分別制定相應(yīng)的防范措施，形成焙燒爐非停預防工作手冊，明確責任分工，嚴格落實執(zhí)行，從而保障整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，有效預防和減少焙燒爐的非停事故，降低安全風險與經(jīng)濟損失。