引言(1)

     通過(guò)對(duì)某裝置的分餾塔火災(zāi)爆炸的故障樹(shù)分析,介紹了編制事故樹(shù)的程序、方法和步驟,總結(jié)編制和分析過(guò)程中的技巧及注意事項(xiàng)。

     故障樹(shù)分析(FTA)是從結(jié)果到原因找出與災(zāi)害有關(guān)的各種因素之間因果關(guān)系和邏輯關(guān)系的方法。它把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面,稱(chēng)為頂上事件,按系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的關(guān)系,分析與災(zāi)害事故有關(guān)的原因。它從頂上事件開(kāi)始,層層分析,一直分析到不能再分析為止；將特定的事故和各層因素之間用邏輯門(mén)符號(hào)連接起來(lái),得到形象、簡(jiǎn)潔地表達(dá)其邏輯關(guān)系的邏輯樹(shù)圖形。

 
基本程序(2)

    1 熟悉分析系統(tǒng)

     首先要詳細(xì)了解所要分析的對(duì)象,包括工藝流程、介質(zhì)特性、設(shè)備及其附件狀況、操作條件、環(huán)境狀況、控制系統(tǒng)和安全裝置等。注意向?qū)�業(yè)人員請(qǐng)教,查閱有關(guān)記錄、臺(tái)帳,廣泛搜集同類(lèi)系統(tǒng)發(fā)生過(guò)的事故,掌握本單位的事故情況,了解同行業(yè)類(lèi)似系統(tǒng)或設(shè)備的事故資料,以便確定所要分析的事故類(lèi)型會(huì)有哪些內(nèi)容,供編制故障樹(shù)時(shí)應(yīng)用。

    2 確定頂上事件

     確定頂上事件時(shí),要堅(jiān)持一個(gè)事故編制一棵樹(shù)的原則,必須明確、具體,決不可籠統(tǒng)。具體以某裝置的分餾系統(tǒng)為例,見(jiàn)圖1。塔、罐、換、機(jī)、電、儀、閥、管、操的任何故障,都可能造成“系統(tǒng)事故停車(chē)”,如果頂上事件選擇不當(dāng),故障樹(shù)展開(kāi)會(huì)非常龐大,計(jì)算也非常復(fù)雜,難免造成遺漏或計(jì)算失誤。確定頂上事件時(shí),一般以系統(tǒng)中的設(shè)備為對(duì)象,確定事故類(lèi)型(見(jiàn)表1)。

    

     圖1 分餾系統(tǒng)流程圖

     表1 分餾系統(tǒng)危害、危險(xiǎn)因素分布表

    3 確定分析的邊界

     在編制故障樹(shù)之前,要明確分析的范圍和邊界,系統(tǒng)內(nèi)包含哪些內(nèi)容。特別是化工、石油煉化企業(yè),生產(chǎn)過(guò)程都是連續(xù)化、大型化,各工段、設(shè)備之間相互連接,而且較集中,如不劃定界限,得到的故障樹(shù)會(huì)非常繁雜,甚至無(wú)法往下分析。

    4 詳細(xì)調(diào)查事故的原因

     頂上事件確定之后,就要分析與之有關(guān)的各種原因事件,掌握被分析事件的發(fā)生機(jī)機(jī)理。凡是與之有關(guān)的原因都盡量找出來(lái),作為故障樹(shù)的原因事件,原因事件定義也要確切,簡(jiǎn)要說(shuō)明故障類(lèi)型及發(fā)生條件,不能含糊不清。

     分析分餾塔的火災(zāi),其原理主要是油汽泄漏后與空氣混合,預(yù)混氣達(dá)到可燃濃度,遇火源則發(fā)生火災(zāi)。甚至爆炸。在分析火源時(shí)應(yīng)考慮明火、電器火花、撞擊火花、靜電火花、雷擊火花,同時(shí)還應(yīng)考慮車(chē)輛火花、高溫設(shè)備,甚至系統(tǒng)中高溫油品中的輕組分在常壓下也會(huì)自燃等因素。

    5 確定不考慮的因素

     與事故有關(guān)的原因有各種各樣,但有些原因根本不可能發(fā)生或發(fā)生機(jī)會(huì)很少,如雷擊火花引起的分餾塔火災(zāi)。編制故障樹(shù)時(shí)可以不考慮,而在獨(dú)立的或野外的裝置,則是不可忽略的。再比如分析明火,人員抽煙和危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)火作業(yè)是主要因素,生活用火、火炬、加熱爐或界區(qū)外的明火則可以不考慮。

    6 確定分析深度

     在分析原因事件時(shí),要分析到哪一層為止,需事先明確。分析得太淺,可能發(fā)生遺漏；分析得太深,則故障樹(shù)過(guò)于龐大繁雜。對(duì)煉化企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),一般只分析到機(jī)泵、閥門(mén)、管道故障,設(shè)計(jì)制造缺陷,人員操作失誤為止,不需再往下分析。比如：在分餾塔火災(zāi)、爆炸故障樹(shù)中(見(jiàn)圖2),對(duì)明火的分析,一般只分析到人員吸煙和動(dòng)火作業(yè)即可,若再針對(duì)風(fēng)向、隔離掩護(hù)措施、監(jiān)護(hù)等展開(kāi)分析,就沒(méi)有必要。

    7 編制故障樹(shù)

     從頂上事件開(kāi)始,采取演繹分析方法,逐層向下找出直接原因事件,直到所有最基本的事件為止。某分餾塔火災(zāi)爆炸故障樹(shù)見(jiàn)圖2。

     在編制故障樹(shù)的時(shí)候應(yīng)注意幾點(diǎn)：

    a) 對(duì)邏輯門(mén)掌握一定要準(zhǔn)確。

    b) 條件與門(mén)與條件或門(mén)是條件,而不是事件。

    c) 所有基本事件的符號(hào)必須填寫(xiě)具體、明確。

    d) 必須注意各基本事故之間的邏輯關(guān)系。

    

     圖2 分餾塔火災(zāi)爆炸故障樹(shù)

    8 故障樹(shù)的定性分析

     故障樹(shù)定性分析就是對(duì)故障樹(shù)中各事件不考慮發(fā)生概率多少,通過(guò)求最小割集或最小徑集,比較計(jì)算各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度,得到每個(gè)基本事件對(duì)頂上事件的影響程度,為采取安全措施提供決策依據(jù)。最上割集或最小徑集的求法主要有布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法和行列法。在介數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的故障樹(shù)的定性分析中,利用最小徑集判斷其結(jié)構(gòu)重要度的方法較方便。

    例：對(duì)分餾塔火災(zāi)爆炸故障樹(shù)的對(duì)偶成功樹(shù)進(jìn)行分析,其結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：

   

    9 故障樹(shù)的定量分析

     定量分析是系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析的最高階段,是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。通過(guò)定量分析可計(jì)算出事故發(fā)生的概率,并從數(shù)量上說(shuō)明每個(gè)基本事件對(duì)頂上事件的影響程度,從而可制定出最經(jīng)濟(jì)、最合理的控制事故方案。但是,要進(jìn)行定量分析,必須有大量數(shù)據(jù)和完整的記錄,否則,無(wú)法進(jìn)行計(jì)算。
 
注意事項(xiàng)(3)

    a) 事故樹(shù)分析的9個(gè)步驟,不一定每步都做,可根據(jù)需要和可能而定。

    b) 要對(duì)分析的系統(tǒng)要求非常熟悉,并有豐富的經(jīng)驗(yàn),即便如此,不同人員編制的事故樹(shù)其

    結(jié)果也不會(huì)完全相同,資料掌握、占有得越多,分析將越完整。

    c) 頂上事件要明確、具體,決不可籠統(tǒng)。

    d) 分析的深度要適當(dāng),不宜過(guò)多、過(guò)細(xì)或粗略。

    e) 正確地判斷和填寫(xiě)各基本事件之間的符號(hào)和邏輯關(guān)系。 趙永貴 呂洪波