[摘  要]  通過對鉛酸蓄電池室燃爆事故樹定性分析，找出了可能導致鉛酸蓄電池室燃爆事故發生的基本原因事件，即無通風設施，通風設施損壞，未及時送、排風，使用不防爆電器，防爆電器損壞，電氣連接處接觸不良，人體靜電放電，室內吸煙，室內動火。為了預防鉛酸蓄電池室燃爆事故的發生，關鍵是：一要采取有效的通風措施，保持蓄電池室通風良好，使氫氣濃度不能達到爆炸極限；二要采取防止火源發生的措施，使蓄電池室無點火源，只要蓄電池室內無火源，即使氫氣濃度達到爆炸極限，也不可能發生燃爆。為了達到上述兩個要求，就必須在防火防爆技術和管理方面采取相應的安全措施。
    [關鍵詞]  蓄電池室；燃爆；事故樹分析；預防；安全對策措施
Fanh Analysis on Deflagration in the Lead—acid Storage Battery Chamber and Its Countermeasure
LI Fa-rong
    Abstract：  By qualitative fault tree analysis of the lead—acid storage batter deflagration accident，it is possible to find out  of el-ementary events inducing the deflagration accidents，i．e．no ventilation installation，the failure Ofventilation installation，no time—ly ventilation，not using unexplosive electric devices，damage of unexplosive devices，failure of lap join of electrical devices，dis—charge of static electricity in human body，smoking in the room，using fire in the process of repairing．For prevention of deflagra—tion in the lead—acid storage battery chamber，the key points are as follows．First，effective ventilation must be kept in the stor-age battery chamber，which would keep the hydrogen concentration from reaching the explosion limit．Second the fire source must be cut in the storage battery chamber．Without fire source,even if the Lydrogen concentration reaches the explosion limit,it still could induce explosion．Ih order to fulfill two above-mentioned requirements，safety measures must be taken in respect of fire-proof and anti—explosion techniques and relevant management must also be reinforced．
    Key words：  Storage battery chamber  Deflagration  Fault tree analysis  Prevention  Safety countermeasure
1  引  言
    蓄電池作為一種方便適用的直流電源廣泛用于發電廠、工礦企業變配電所和各類機動車。鉛酸蓄電池使用一定時間或貯藏時間過長時，電解液比重會降低、電量減少，這就應及時充電。充電一般都在專門的充電室(亦稱蓄電池室)里進行。蓄電池充電時電解液中的水會被電解出氫和氧，并逸散于室內。氫氣是易燃易爆的甲類物質，當室內氫氣濃度達到爆炸極限4％—75％時，一遇火源就會發生燃爆。
    筆者在對企業進行安全檢查、評價時，就得知不少鉛酸蓄電池室過去曾發生過此類事故，且造成嚴重的人員傷亡及財產損失。例如，1991年7月3日，某電站鉛酸蓄電池室發生燃爆事故，造成一巡檢工死亡，充電設備和蓄電池室嚴重損壞。事故主要原因是該蓄電池室通風設備失效，造成室內氫氣聚積，而巡檢工嚴重違章在巡檢時抽煙，明火引起燃爆。
    又如，1995年12月14日深夜，某街道蓄電池修理店充電室發生火災，造成在店內臨時搭床睡覺的兩名員工嚴重燒傷，房屋和設備燒毀�；馂脑�因是該店前房為修理間，后房為充電室，充電室無通風設施，晚上門窗關閉，造成室內通風不良，因充電線路接頭松動產生火花放電，先引爆室內聚積的氫氣，后引發火災。
    為了查明各種事故原因，采取相應的防范措施，杜絕燃爆事故發生，筆者認為有必要對鉛酸蓄電池室(以下簡稱“蓄電池室”)的燃爆事故進行事故樹分析，進而提出切實可行的安全對策。
2  編制事故樹圖
    根據事故樹圖編制方法，從頂上事件(為第一層事件)開始，利用演繹推理方法，查找出導致頂工事件發生的所有直接原因事件，并用合適的事件符號表示(為第二層事件)，再根據事故樹中邏輯門的選用原則，選用合適的邏輯門連接第一層和第二層事件；進而再對第二層中各事件分別找出導致它們發生的直接原因事件，并分別用合適的事件符號表示(為第三層事件)，再分別選用合適的邏輯門連接第二層和第三層事件。如此層層往下分析，一直分析到全部是基本原因事件(如下圖中用圓形、屋架形符號表示的事件)為止，從而編制出事故樹圖。
    以“蓄電池室燃爆事故”為頂上事件，筆者根據以上所述的燃爆事故樹圖的編制方法編制出事故樹圖，如下圖所示。

3．1求最小徑集
    最小徑集是事故樹中使頂上事件不發生的最起碼的基本事件的集合。
    求最小徑集時，可不必畫事故樹的成功樹，根據事故樹與成功樹對偶性原理，只要按“把事故樹中的與門換成或門，或門換成與門”的規則，列出其布爾代數表達式，并進行化簡，就可求出最小徑集。在計算時，不必計正常事件(如“蓄電池充電”、“產生氫氣”)。求解過程如下：

    T＝x₁＋A₁＋A₂＝X₁＋A₃＋A₄A₅＝x₁＋x₂x₃x₄＋x₅x₆x₇x₈x₉x₁₀

            于是得到3個最小徑集，分別為                          

            P₁＝｛x₁｝                            

        P₂＝｛x_2，x_3，x₄｝

       P₃＝｛x_5，x_6，x_7，x_8，x_9，x₁₀｝
3．2  各基本事件結構重要度分析
    結構重要度分析是從事故樹結構上分析各基本事件的發生對頂上事件的發生所產生的影響程度。
    根據所求出的3個最小徑集，可按崔國璋、韓軍、周惠豐等主編的《事故樹分析與應用》§8—3中的命題2、命題4和命題5的判斷準則進行判斷，得出各基本事件結構重要度從大到小的排序為
    I_φ(1)＞I_φ(2)＝I_φ(3)＝I_φ(4)＞I_φ(5)＝I_φ(6)＝I_φ(7)＝I_φ(8)＝I_φ(9)＝I_φ(10)  (I_φ(i),i＝1,2,…,10,表示基本事件x₁～x_{10的結構重要度)。}

        從蓄電池燃爆事故樹圖可知，該事故樹有4個或門、2個與門�；蜷T多于與門，說明該系統的危險性較大。又由基本原因事件結構重要度排序可看出，第一個最小徑集中的條件事件x₁(達爆炸極限)居首位，對頂上事件發生的影響最大，其次是第二個最小徑集中的基本事件x₂(無通風設施)、x₃(通風設施損壞)、x₄(未及時送、排風)對頂上事件發生的影響也較大，而第三個最小徑集中的基本事件x₅～x₁₀。對頂上事件發生的影響相應較小。
    分析表明，重點控制住x₁，不讓氫氣濃度達爆炸極限這一條件發生，就能避免頂上事件發生，但要防止室內氫氣濃度達爆炸極限，最佳方案是要在蓄電池室采取有效的通風措施，使x₂～x₄都不發生，這樣就能使氫氣及時被稀釋并排出室外，不在室內積聚，從而消除引起燃爆的物質條件。
    另外，防止蓄電池室內存在點火源(明火和電火花等)這種能量條件也不可忽視(即應使x₅～x₁₀都不發生)。因萬一室內通風不良，氫氣濃度達爆炸極限時，若遇火源也會發生燃爆。所以，要想從根本上杜絕蓄電池室燃爆事故，達到萬無一失，還必須從多方面進行認真防范，采取如下綜合配套的安全對策措施，才能更為有效。
4  預防燃爆的安全措施
    根據對鉛酸蓄電池室燃爆事故分析，筆者提出如下安全對策：   
    措施1，蓄電池室必須安裝機械通風設備，在充電作業時按規定開啟進、排氣風機，使蓄電池室內的換氣次數不少于6次/小時；平時應加強對通風設備的檢查、維護，使其處于良好的技術狀態，能有效地防止氫氣在室內積聚。
    措施2，蓄電池室采用機械通風時，室內空氣不應再循環，室內應保持負壓；送風設備和排風設備不應布置在同一風機室內，當采用新風機組，送風設備在密閉箱體內時，可與排風設備布置在同一房間。
    措施3，蓄電池室應采用防爆型通風設備，室內也不準使用其他不防爆的電器設備(如開關、插座、熔斷器及燈具等)，若受條件限制，使用不防爆的開關、插座、燈具等時，只能安裝在室外適當位置。對防爆通風設備和其他電器設備應堅持經常性安全檢查、維護保養，發現損壞應及時修理或更換，確保其防爆性能良好。
    措施4，加強對蓄電池充電系統的防火安全管理，嚴禁在蓄電池室吸煙、用明火照明和取暖、使用電爐或敞開式電熱器；不準在室內動火作業，必要時應辦理動火審批手續，并采取防范措施方可動火作業。
    措施5，室內各電氣線路應穿管敷設，電氣連接處應接觸良好、牢靠，不得松動，避免產生火花放電。
    措施6，不準穿化纖服、釘子鞋進入蓄電池室，以免產生人體靜電放電。
    措施7，由于事故發生具有隨機性，如果燃爆事故萬一發生時，為了防止事故蔓延、擴大，減少事故的嚴重程度及損失，在蓄電池室的設計、施工中還應采取如下安全措施：
    (1)蓄電池室的建筑耐火等級應不低于二級。
    (2)蓄電池室、通風機室以及蓄電池室前套間通向走廊的門，均應采用向外開啟的鋼質門或丙級防火門。
    (3)蓄電池室應設置泄壓設施(如泄壓窗等)，泄壓面積與該室體積的比值(m²／m³)不應小于0．03，泄壓設施的布置應不影響鄰近建筑物、疏散通道、設備和人身的安全。
    (4)蓄電池室應配備符合規范要求的移動式滅火器材。
5  結  語
    筆者通過對蓄電池室燃爆事故樹定性分析的結果可知，可能導致蓄電池室燃爆事故發生的基本原因事件有：無通風設施，通風設施損壞，未及時送、排風，使用不防爆電器，防爆電器損壞，電氣連接處接觸不良，人體靜電放電，室內吸煙，室內動火等。
    為了預防蓄電池室燃爆事故發生，主要應圍繞兩個方面采取防范措施：
    一是要采取有效通風措施，確保蓄電池室通風良好，不使室內氫氣濃度達到爆炸極限；
    二是要采取防止各類火源發生的措施，使蓄電池室無點火源存在。
    事實證明，凡按預防燃爆安全措施對蓄電池室進行設計、施工、管理、使用或對在用蓄電池室的燃爆事故隱患實施積極整改的企業，均能有效預防蓄電池室的燃爆事故，獲得良好的安全效果。
    事故樹分析屬于演繹分析法，利用事故樹對事故進行預測的方法稱為事故樹分析。事故樹分析程序大致包括9個步驟：確定分析的系統、了解掌握被分析系統的情況、調查被分析系統發生的事故、確定事故樹的頂上事件、查明與頂上事件有關的所有原因事件、編制事故樹圖、事故樹定性分析、事故樹定量分析、制定預防事故改進系統的安全措施。
    上述事故樹分析程序包括了定性和定量兩大部分。從實際應用而言，由于我國目前尚缺乏設備的故障率和人的失誤率的實際資料，故給定量分析帶來很大困難甚至極難，所以在事故樹分析中，目前一般只進行定性分析。但實踐表明，定性分析在一定條件下也能取得好的效果。
    筆者確信，隨著事故樹分析在各類安全評價中的廣泛運用，在安全生產領域工作的有識之士的不斷努力下，必將突破定量分析中缺乏設備故障率和人的失誤率的瓶頸，進一步推動計算機輔助事故樹定性和定量分析技術的發展，將安全預測技術及事故風險分析技術提高到一個嶄新的水平。