液化天然气(LNG)储罐火灾和爆炸事故树分析
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燃气经营火灾爆炸事故树分析人的不安全行为和物的不安全状态均会造成的事故,由于天然气泄漏而引发火灾爆炸事故,将会带来严重的损失,利用事故树来进行分析:1、顶上事件的确定“燃气经营火灾爆炸事故”作为顶上事件,进行事故树分析。
2、火灾爆炸事故有三个条件”:天然气泄漏、与空气混后达到燃烧爆炸浓度范围、激发能源。
3、绘制事故树图根据事故树的分析程序,从顶上事件“燃气经营火灾爆炸事故”开始逐层向下分析得出事故树图。
事故树见图1-1。
图1-1 燃气经营火灾爆炸事故树图事故树的结构表达式:T=A1·A2=(A3+A4+A5+A6+A7+A8)(A9+A10)=(A12+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+A14·X18)(X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26+X27+X28+X29)=(X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15+X16X18+X17X18)(X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26+X27+X28+X29)=X2X20+X2X21+ (X18X19X29)根据布尔代数进行逻辑运算和化简,求得最小割集为176个。
由此可见,燃气经营发生火灾爆炸事故的可能途径有176种之多,证实了发生火灾爆炸的危险性大。
因此,需要制定切实有效的措施加以预防与管理。
由于事故树或门占绝大多数,所以,便于用最小径集进行分析。
T´=A1´+A´=(A3´A4´A5´A6´A7´A8´)+(A9´A10´)=A3´A4´A5´A6´A7´A8´+A9´A10´A11´=X2´X3´X4´X5´X6´X7´X8´X9´X10´X11´X12´X13´X14´X15´X16´X17´X18´+X2´X3´X4´X5´X6´X7´X8´X9´X10´X11´X12´X13´X14´X15´X16´X19´+X20´X21´X22´X23´X24´X25´X26´X27´X28´X29´最小径集:P1={X1}P2={X19,X20,X21,X22,X23,X24,X25,X26,X27,X28,X29}P3={X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15,X16,X18} P4={X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18} 求得最小径集有4个,P1、P2、P3、P4。
储罐爆炸火灾事故案例分析引言储罐爆炸火灾事故是一种严重的工业事故,可能导致人员伤亡和环境污染。
储罐是工业生产过程中用来储存液体、气体或固体物质的设备,它在生产、储存、运输和使用过程中都有可能发生爆炸火灾。
本文将针对储罐爆炸火灾事故进行案例分析,通过对事故的原因、影响和应对措施等方面进行深入分析,以期为今后预防和应对类似事故提供借鉴。
案例描述2018年6月,某化工厂发生了一起储罐爆炸火灾事故。
据初步调查,当时化工厂内储存的气化石油气罐发生了爆炸,导致部分工厂建筑受损,多名工人受伤,部分附近居民也受到影响。
事故发生后,当地政府和相关部门立即组织救援和处置工作,火势得到了控制,并对事故原因展开了调查。
案例分析1. 事故原因储罐爆炸火灾事故通常由多种因素导致,包括设备故障、操作失误、未能及时发现和处理风险等。
在该化工厂事故中,初步调查显示,爆炸可能是由储罐内部积压的气化石油气因管道泄漏或设备故障而导致的,加上工人操作失误等因素,最终引发了火灾。
2. 影响储罐爆炸火灾事故不仅会对事故现场造成严重的损失,还可能对周围环境和人员造成影响。
在该化工厂事故中,事故导致了工厂建筑受损,多名工人受伤,部分附近居民也受到了影响。
同时,爆炸火灾所产生的废气、废水和废固体也可能对环境造成污染。
另外,由于该化工厂是生产气化石油气的工厂,事故还可能导致气化石油气供应不足,对周边地区的生产和生活造成一定影响。
3. 应对措施针对储罐爆炸火灾事故,我们需要对其进行全面的应对措施。
首先,化工企业需要加强储罐设备的安全管理和维护工作,确保储罐设备处于良好状态。
其次,企业还需加强人员培训和安全意识教育,确保员工都能正确地操作设备并处理风险。
此外,企业还需要加强安全检查和监控,及时发现和处理潜在安全隐患。
最后,政府和相关部门还需要建立应急预案,并且加强事故应急救援队伍的建设和培训,以及强化对化工企业的监管和检查工作,确保储罐爆炸火灾事故能够得到及时有效的应对和处置。
易燃液化气体罐区火灾爆炸事故故障树分析1. 引言易燃液化气体罐区火灾爆炸事故是一种严重的安全隐患。
为了有效地预防和控制此类事故的发生,进行故障树分析是一种常用的方法。
本文将通过故障树分析,探究易燃液化气体罐区火灾爆炸事故的潜在故障因素,并提出相应的预防和控制措施。
2. 故障树分析概述故障树分析是一种用于识别和分析系统故障的工具。
它以事件为基础,通过逻辑关系进行推导,将系统故障的可能性和潜在原因表示为一个树状结构,从而找出造成故障的最基本的事件或组合。
在本文中,我们将应用故障树分析方法,以易燃液化气体罐区火灾爆炸事故为研究对象,分析其潜在的故障因素。
3. 易燃液化气体罐区火灾爆炸事故故障树分析3.1 故障树的构建易燃液化气体罐区火灾爆炸事故的故障树可以从其根本原因开始构建。
以下是构建故障树的主要步骤:1.确定故障事件:将易燃液化气体罐区火灾爆炸事故定义为目标事件。
2.确定基本事件:将直接导致火灾爆炸事件发生的因素识别为基本事件,例如:燃烧源、泄漏等。
3.确定事件之间的逻辑关系:通过分析基本事件之间的因果关系,确定它们之间的逻辑关系,如与门、或门等。
4.确定故障树的逻辑顶事件:将所有的基本事件组合成一个顶事件,表示完全导致火灾爆炸事件发生的条件。
3.2 故障树的分析通过分析构建的故障树,可以定量地评估火灾爆炸事件发生的概率和相关故障因素的重要性。
1.定量评估概率:通过给故障树中的每个事件分配概率值,并根据逻辑关系计算顶事件的概率。
这些概率值可以通过历史数据、实验数据、专家经验等手段来获得。
2.重要性分析:通过计算每个事件的重要性指标,如失效概率重要度、重要级别等,确定导致顶事件的主要故障因素。
3.3 预防和控制措施根据故障树分析的结果,可以提出一系列针对性的预防和控制措施,以减少易燃液化气体罐区火灾爆炸事故的发生概率和危害程度。
以下是一些常见的措施:1.加强基础设施建设:确保易燃液化气体罐区建设符合相关的安全规范和标准,包括罐区设计、管道布置、泄漏检测等。
液化气罐火灾事故分析概述液化气罐火灾事故是指在使用、储存或运输液化石油气(LPG)时发生的火灾事故。
液化气罐火灾事故带来的破坏性极大,不仅造成人员伤亡和财产损失,还可能对环境造成污染。
因此,对液化气罐火灾事故进行深入分析,可以帮助我们更好地了解事故的成因和特点,找到预防和应对该类事故的有效措施。
一、液化气的特性和危险性1.1 液化气的特性液化气是一种易燃易爆的气体混合物,主要由丙烷和丁烷组成。
由于其具有高压、易燃、易爆等特性,因此极易引发火灾事故。
此外,液化气本身具有无色、无味、有毒的特点,一旦泄漏或发生火灾,很难被人员及时察觉,增加了事故的隐患。
1.2 液化气的危险性液化气罐火灾事故可能造成的危害包括:一是由于液化气的爆炸性强,引发火灾的威力很大,容易造成周边建筑物和设施的损坏;二是液化气罐火灾事故中易有毒气体泄漏,不仅对人员造成威胁,还可能对环境造成污染。
二、液化气罐火灾事故常见成因2.1 操作不当液化气罐火灾事故由于操作不当而造成的可能性较大。
比如在液化气罐使用和搬运过程中,如果操作者未按照规定操作,未及时通风和检查罐体是否有泄漏,就有可能导致火灾事故的发生。
2.2 设备老化液化气罐本身是液化气的储存器,如果液化气罐长时间使用后,罐体的密封性能下降,或者出现裂纹、变形等问题,都可能导致罐体泄漏,从而引发火灾事故。
2.3 外部因素干扰外部因素的干扰也可能成为液化气罐火灾事故的成因。
比如恶劣的环境条件(如高温、潮湿),人为破坏(如故意损坏罐体),都可能导致液化气罐火灾事故的发生。
三、液化气罐火灾事故分析案例3.1 液化气罐使用不当引发火灾某工厂在使用液化气时,因操作工人没有进行必要的防护措施,导致液化气泄漏,并在接下来的操作中引发火灾事故。
经调查发现,操作人员未按照操作手册规定操作,未进行安全检查,未进行必要的通风措施,从而导致了液化气泄漏和火灾的发生。
3.2 液化气罐设备老化引发火灾某液化气储罐在使用多年后,罐体出现了漏气情况,由于长期使用而导致罐体密封性能下降。
LNG液化天然气项目事故后果模拟分析评价根据天然气的特性,本项目最大危险事故是火灾爆炸。
有关研究表明:当CH4百分比浓度在9.5%时其爆炸力最大,爆炸时的瞬间压力可达9个大气压,为充分考虑事故的影响,通常应按最不利情况对天然气爆炸事故的影响范围、危害程度等进行预测评价。
该项目液化天然气储罐有6个,容积为150m3。
在此假设其火灾爆炸能量为全部天然气的量,即150吨/天。
其事故模型有两种:蒸气云爆炸(VCE)和沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)。
前者属于爆炸型,后者属于火灾型。
1.1 蒸汽云爆炸(VCE)后果模拟分析蒸汽云爆炸是指当泄漏到空气中的易燃易爆物质与空气混合,形成的云状混合物的浓度处于爆炸极限范围内时,遇到点火源发生的爆炸,其主要危害形式是冲击波。
单罐液化天然气泄漏后引发蒸汽云爆炸,其后果可以采用TNT当量法和超压准则来预测。
1.1.1 蒸汽云爆炸的TNT当量蒸汽云爆炸的TNT当量W TNT计算式如下:W TNT =aW f Q f/Q TNT式中:W TNT——蒸汽云的TNT当量(kg);a——蒸汽云的TNT当量系数,取4%;W f——蒸汽云爆炸中燃烧掉的总质量(kg);Q f——燃料的燃烧热,为56.1MJ/kg;Q TNT——TNT的爆热(MJ/kg),Q TNT=4.12~4.69MJ/kg,本次模拟取4.50MJ/kg。
如果储罐内的液化天然气全部泄漏,则:W f=kρV式中:k——单罐充装系数,取90%;ρ——泄漏前储罐内液化天然气的密度,为437 .7kg/m3;V——储罐的容积,为150m3;得:W f=0.9 ×437.7 ×150 =59089.5 kgW TNT =0.04×59089.5×56.1/4.5 =29466 kg(TNT)可燃气体的爆炸总能量为:E = 1.8a W f Q f = 1.8×0.04×29466×56.1=119019.1 MJ相当于梯恩梯(TNT)的摩尔量为:N= W TNT/M=29466/16 =1841.6 mol1.1.2 蒸汽云爆炸的伤害分区利用超压准则模拟预测单个LNG储罐泄漏后发生蒸汽云爆炸得后果,为了估算爆炸所造成的人员伤亡情况,将危险源周围依次划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。
第7卷第7期2011年7月中国安全生产科学技术Journal of Safety Science and Technology Vol.7No.7July 2011文章编号:1673-193X (2011)-07-0088-04液化天然气储罐火灾爆炸事故的定量分析闫家伟1,宋文华2,董影超2,谢飞1,2(1.天津市公安消防局,天津300090)(2.天津工业大学,天津300160)摘要:介绍了某天然气站的基本情况,利用道化学指数评价法,对该站储罐区的1个3000m 3球罐进行风险评价,评价结果表明:该罐火灾爆炸指数为149.1,危险等级是较大。
一旦罐内天然气在储存过程中发生火灾、爆炸,将使半径38.17m 内,面积4574.82m 2内的设备、设施受到损害,最大可能财产损失为0.66A 万元。
由于罐区采取了一些安全措施对储罐安全进行补偿,有效地降低了事故损失。
为操作管理者更加全面地了解整个罐区的风险状况提供参考,有利于天然气储罐区的规划、管理及事故预防等。
关键词:天然气;道化学;火灾爆炸;储罐中图分类号:X913文献标识码:AQuantitative analysis on fire and explosion accident of LNG tankYAN Jia-wei 1,SONG Wen-hua 2,DONG Ying-chao 2,XIE Fei 1,2(1.Tianjin public security fire station ,Tianjin 300090,China )(2.Tianjin Pol Ytechnic University ,Tianjin 300160,China )Abstract :In this paper the basic situation of a gas station was introduced.One 3000m 3spherical tank of natural gas tank area was analyzed by American DOW chemical index evaluation method.The evaluation result showed that the danger index for fire explosion was 149.1and its risk level was larger.During the storage process ,if the gas in storage tank fired and exploded ,the equipments ,facilities and personnel within the radius 38.17m and area 4574.82m 2would be destroyed and damaged.This case would cause great economic losses ,and the maximum property damage was 0.66A million yuan.Because some security measures had been taken to this unit for safety compensation ,the loss of accidents was effectively reduced.It provided reference for opreating managers to com-pletely understand the risk status of the tank field.The indicators provided a basis for natural gas tank area plan-ning management ,accident prevention and emergency rescue.Key words :natural gas ;DOW chemical ;fire and explosion ;tanks收稿日期:2011-05-19作者简介:闫家伟,硕士。
液化气站火灾爆炸事故树1、液化气站火灾爆炸、事故发生的各种原因及逻辑关系,可用图4.6所示的事故树进行分析。a:液化气浓度达到爆炸极限;X1:储罐内液化气; X2:储罐漫溢; X3:卸车管线泄漏; X4:非密封卸车;X5:静电火花;X6:电气火花;X7明火;X8摩擦撞击火花;X9:未封密加气;X10:气枪泄漏;X11:加气机、管线泄漏;X12:作业场所液化气;X13:残液(气);X14:清理的废物处理不当;X15:作业时泄漏;X16:检修用火;X17:液化气体聚积;X18:液化气泄漏;X19:雷击火花。
图4.6液化气站火灾爆炸事故树2、最小割集分析根据事故树求最小割集:T= T1+ T2+ T3+ T4+ T5=a T6 T7+a X1 T8+a T7 T9+a T10 T11+a T12 T13=a(X1+ X2+ X3+ X4)( X5+ X6+ X7+ X8)+a X1 (X5+ X7)+a(X9+ X10+ X11) ( X5+ X6+ X7+ X8)+a(X12+ X13+ X14+ X15) ( X5+ X6+ X7+ X8+ X16) +a(X17+ X18) ( X5+ X6+ X7+ X8+ X19)由简化结果得出最小割集为:{a,X1,X5}{a,X1,X5}{a,X1,X6}{a,X1,X7}{a,X1,X8}{a,X2,X5}{a,X2,X6}{a,X2,X7}{a,X2,X8}{a,X3,X5}{a,X3,X6}{a,X3,X7}{a,X3,X8}{a,X4,X5}{a,X4,X6}{a,X4,X7}{a,X4,X8}{a,X9,X5}{a,X9,X6}{a,X9,X7}{a,X9,X8}{a,X10,X5}{a,X10,X6}{a,X10,X7}{a,X10,X8}{a,X11,X5}{a,X11,X6}a,X11,X7}{a,X11,X8}{a,X12,X5}{a,X12,X6}{a,X12,X7}{a,X12,X8}{a,X12,X16}{a,X13,X5}{a,X13,X6}{a,X13,X7}{a,X13,X8}{a,X13,X16}{a,X14,X5}{a,X14,X6}{a,X14,X7}{a,X14,X8}{a,X14,X16}{a,X15,X5}{a,X15,X6}{a,X15,X7}{a,X15,X8}{a,X15,X16}{a,X17,X5}{a,X17,X6}{a,X17,X7}{a,X17,X8}{a,X17,X19}{a,X18,X5}{a,X18,X6}{a,X18,X7}{a,X18,X8}{a,X18,X19}共58项。三、事故树定性分析基本事件的结构重要度(I)根据最小割集得结构重要顺序为:a>I(5)= I(6)= I(7)= I(8)> I(12) = I(13)= I(14)= I(15)> I(17)= I(18)> I(1)= I(2)= I(3)= I(4)= I(9)= I(10)= I(11)= I(16)> I(19)四、事故树分析结论1、从事故树分析可知:液化气站发生火灾爆炸事故的原因是多方面的,事故树的最小割集有58项之多,只要其中一项发生火灾爆炸,事故就会发生,可以看出液化气站火灾爆炸事故的发生的途径多,原因复杂,事故发生率高。清洗、检修作业火灾爆炸事故的最小割集20项,卸车作业16项,加气作业有12项,非作业有10项,说明清洗检修作业火灾、爆炸发生的几率最大,卸车作业加。应重点对引起清洗检修作业、卸车作业、加气。2、事故树分析中液化气浓度达到爆炸极限具有最大的结构重要度。因此,在液化气站作业和非作业各个环节中,防止构成液化气泄漏的基本事件发生,有效地控制泄漏是至关重要的。3、引火源在液化气站火灾爆炸事故树中具有重要的结构重要度,它是导致火灾爆炸的主要的因素之一。液化气站最为常见的引火源为静电火花、明火、电气火花、明火、磨擦撞击火花。静电火花主要是因为职工违反规定着化纤服、油品输送过快、未静电接地或导静电设施损坏等引起的;明火主要包括站内人员生活用火、外来人员吸烟遗留火种、发动机排气喷火等;电火花主要包括各种开关触头火花,电气老化、绝缘破损,线路短路、使用手机或BP机等情况;磨擦撞击火花有铁制器具打火,铁钉鞋磨擦等。此外还有焊接、切割、喷灯、电钻等检修用火,以及由于未安装防雷装置或接地电阻过大引发的雷击火花。应加强对引火源的管理,控制和消除引火源。。
第27卷 第7期2005年7月武 汉 理 工 大 学 学 报J OURNAL OF WUHAN UNIVER SITY OF T ECHNOLOGY Vol .27 No .7 Jul .2005液化石油气储罐销爆过程安全风险事故树分析张建华,郭 进(武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070)摘 要: 采用事故树分析法,建立了以发生火灾或爆炸事故为顶上事件的事故树,从分析事故发生因果关系中的顶上事件开始,直到基本事件,由果到因、自上而下地分析了某化工厂液化石油气储罐销爆过程中的危险因素。
通过对液化石油气储罐销爆处理过程中潜在危险因素的系统分析,得到了事故树的各阶最小割集,确定了液化石油气储罐销爆过程中的主要危险源,提出了相应的安全预防措施,保证了该化工厂液化石油气储罐销爆过程中的安全。
关键词: 液化石油气; 销爆; 事故树; 安全评价; 爆炸事故中图分类号: TU 224.11文献标志码: A 文章编号:1671-4431(2005)07-0109-03Fault Tree Analys is of Pote ntial Safety Risk in Explo sio nEli minatio n Pro ce s sing of LPG TanksZHA NG Jian -hua ,G UO Jin(School of Resource and Environmental Engineering ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430070,China )Ab s tra ct : The underlying dangerous factors in the explosion elimination processing of LPG (liquified petroleum gas )tanks in a chemical plant in Xiangfan city ,Hubei province ,were systematically analyzed from the top tree event to the bottom tree event ,and from the results to the causes by a fault tree taking a fire or explosion accident for the top .The minimum cut -set of the fault tree was obtained ,the major dangerous factors in the explosion elimination processing of LPG tanks were realized ,and the corresponding prevention measures to ensure the safety of the explosion elimination processing were suggested .Ke y w ord s : liquified petroleum gas ; explosion elimination ; fault tree ; safety evaluation ; explosion accident收稿日期:2005-03-24.作者简介:张建华(1963-),男,博士,副教授.E -mail :zjhwut @sina .com湖北襄樊某化工厂因企业破产需对3个50m 3卧式液化石油气储罐进行销爆处理。
1.1液化天然气(LNG)储罐火灾和爆炸事故树分析在整个LNG产业链中,LNG储罐是处于重要的地位,它是连接上游LNG 产业和下游LNG产业的重要中转站。
因此,LNG储罐的安全性和可靠性对于LNG的产业链来说是十分重要的。
而储罐的事故模型多而繁杂,其中火灾和爆炸是最重要、最一般、最常见、后果影响最严重的事故模型。
通过对引起LNG储罐发生火灾、爆炸的因素进行系统分析,建立了以LNG储罐火灾、爆炸为顶事件的事故树,并进行事故树分析,得到了影响顶事件的各阶最小割集。
并通过计算底事件的结构重要度,确定了影响储罐事故的主要因素,并提出了相应的改进措施,以提高LNG储罐的安全性和运行可靠性。
因此,预防LNG储罐的事故发生,特别是LNG储罐的火灾、爆炸等恶性事故的发生,提高其储罐系统本质安全并延长使用寿命,对于安全生产和国民经济的稳定发展具有十分重要的意义。
事故树分析法作为工程系统可靠性分析与评价的有效方法,为分析LNG储罐火灾、爆炸事故提供了有效手段。
通过对LNG储罐火灾、爆炸的分析,可以逐步分析LNG储罐火灾、爆炸事故的发生机理和原因,进而采取相应的安全措施,提高LNG储罐的可靠性和安全使用寿命。
1.1.1事故树的分析程序事故树的分析程序,常因分析对象、分析目的、粗细程度的不同而不同,但主要的内容包括:熟悉系统、事故调查、确定顶上事故、原因时间调查、建造事故树、修改和简化事故树、定性\定量分析、制定安全措施。
如图5-1所示。
图5-1 事故树分析程序1.1.2 LNG储罐火灾与爆炸事故树分析根据顶事件确定原则,取“LNG储罐火灾、爆炸”作为顶事件。
顶事件确定后,分析引起顶事件件发生的最直接的、充分和必要的原因。
引起LNG 储罐火灾、爆炸有两种原因:一是化学爆炸模式,即罐内LNG泄漏,遇空气、火源发生火灾、爆炸;二是物理模式,即罐内压力急剧升高,罐体泄压系统失灵,压力超过罐体所能承受的压力,发生爆炸事故。
然后把引起顶事件发生的各种可能原因又分别看作顶事件,采用类似的方法继续往下深入分析,建立以逻辑门符号表示的LNG储罐火灾、爆炸事故树,如图5-2所示,本事故树共考虑了24不同的底事件,图中各符号所代表的事件如表5-5所示。
表5-5 事件类型表符号事件类型符号事件类型T LNG储罐火灾X4 罐体损坏P 爆炸极限X5 误操作LNG泄漏F1 由火源引起爆炸X6 罐区内吸烟F2 储罐超压爆炸X7 罐区内违章动火F3 天然气气源X8 使用电子通信工具1.1.2.1定性分析------最小割集定性分析就是从事故树结构出发,分析各底事件的发生对顶事件发生所产生的影响程度,即分析底事件的发生或不发生对顶事件所将要执行的动作状态的影响。
事故树定性分析目的,即通过找出事故树的所有最小割集,发现系统故障或导致指定顶事件发生的全部可能原因,并定性地识别系统的薄弱环节。
凡是能导致事故树顶事件必然发生的底事件的集合称为割集,而最小割集是导致顶事件发生的必要且充分的底事件的集合,即当最小割集所含的底事件都同时发生时,顶事件才发生;若其中有任何一个底事件不发生,则顶事件就不会发生。
割集或最小割集都是引起顶事件的各基本原因事件的组合。
采用行列法或布尔代数化简法求出事故树的所有最小割集,再转化为等效布尔代数方程:图5-2 LNG 储罐火灾、爆炸事故树分析图2223222412612712812912101216121712201221136137138139131013161317132013211461471481491410141614T X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X =++++++++++++++++++++++++++1714201421156157158159151015161517152015211211121211131211141211151213181214181215181218191311121311131X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X ++++++++++++++++++++++31114X X X131115131318131418131518131819141112141113141114141115141318141418141518141819151112151113151114151115151318X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X +++++++++++++++++++151418151518151819(1)X X X X X X X X X X X ++由布尔代数方程知,LNG 储罐火灾、爆炸事故树由2个二阶最小割集、36个三阶最小割集,32个四阶最小割集组成。
由割集理论我们可知,一般情况下,割集的阶数越小,它发生的可能性就越大。
因此,故障树中的2个二阶最小割集和36个三阶最小割集直接影响着系统的安全性、可靠性,为系统的薄弱环节。
1.1.2.2底事件结构重要度分析各底事件或最小割集在顶事件发生的事故树结构上重要度称为结构重要程度,即各底事件或最小割集的发生对顶事件发生的贡献程度。
由于不需考虑系统顶事件和底事件发生概率,通过事故树定性分析后,确定了系统的薄弱环节,计算事故树的结构重要度系数并对系数进行排序,就可知道底事件对顶事件的影响大小,其顺序就是对系统可靠性影响大小的顺序。
底事件的结构重要度系数计算可用二次计算公式,如下式:)211(11)(-∈-∏-=j ji n k x i I φ(2)式中:I φ(i)——第i 个底事件的结构重要度系数;k j ———最小割集总数;n j ———第i 个底事件所在的最小割集k j 的底事件总数; x i ∈k j ——第i 个底事件属于第j 个最小割集。
利用上式求得各底事件的结构重要度系数分别为:3632(1)3141(2)(3)(4)(5)983141(6)(7)(8)(9)(10)(16)(17)(20)(21)431(11)111(1)(1)220.9999996111(1)(1)0.97420022211(1)0.68359382X X X X X X X X X X X X X X X I I I I I I I I I I I I I I I I φφφφφφφφφφφφφφφ-----=---=====---==========--==16(18)414(12)(19)418(13)(14)(15)412(22)21(23)(24)2111(1)0.8819329211(1)0.4138184211(1)20.656391111(1)0.93752111(1)22X X X X X X X X X I I I I I I I I φφφφφφφφφ-----=--===--====--==--===--=各底事件的结构重要度系数排序为:(1)(2)(3)(4)(5)(22(11)(18)(6)(7)(8)(9)(10)(16)(17)(20)(21)(13)(14)(15)(23)X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I φφφφφφφφφφφφφφφφφφφφφ>===>>=>========>==>(24)(12)(19)X X X I I I φφφ=>=由上面的计算结果可知,)1(X I φ最大值,其次,之后)......()5()2(X X I I φφ,,,)22(X I φ,)11(X I φ(,))18(X I φ,(,,......)6(X I φ,)10(X I φ )16(X I φ,)17(X I φ,)20(X I φ,)21(X I φ),他们在结构重要度的排序中的数值也大。
1.1.3主要影响因素及改进措施从事故树的结构重要度分析结果可以看出,防止LNG储罐发生火灾、爆炸事故,要从防止LNG泄漏和罐区火源两个方面入手,控制各底事件的发生,特别是结构重要度系数大的底事件,如“罐区通风不良”、“阀门密封失效”、“法兰密封失效”、“罐体损坏”、“误操作LNG泄漏”、“罐区内吸烟”、“罐区违章动火”、“储罐压力超过安全极限”等底事件,从而达到预防储罐发生事故。
相关措施建议如下:(1) 加强对库区可然性气体的含量监测,以及加强监测设备和报警设备的维护;(2) 正确选择阀门、法兰以及罐体的安全附件的型号,保证设备的源安全性;(3) 加强阀门、法兰、储罐安全附件和罐体完整性、安全性的检查,防止因腐蚀等原因造成罐体开裂,预防泄漏;(4) 加强安全检查,禁止在罐区内吸烟,严格执行LNG罐区的动火规章制度;(5) 禁止在库内使用手机等电子通信设备,严禁使用非防爆电器,并加强对防爆电器的安全性检查;(6) 定期检查和检测防雷防静电设施及附件设备,保证其符合安全规定;(7) 严禁使用铁器和用铁器敲打地面和管线、设备;(8) 严格控制LNG输入与输出的工艺参数,预防储罐超压;(9) 上岗必须穿戴符合安全规定的防静电工作服和个体劳动保护品。
1.1.4结论通过以上分析,可以清晰地体现了事故树分析法简明、直观、易懂、灵活、全面的特点,是对系统可靠性与安全性进行分析和评价的便捷、灵活、有效的方法。
建立了以“LNG储罐火灾、爆炸”为顶事件的事故树分析模型。
本事故树共考虑了24个不同的底事件。
通过事故树分析,得出了二阶最小割集2个,三阶最小割集36个,四阶最小割集32个。
通过最小割集定性分析,确定了LNG储罐的薄弱环节,并通过计算底事件的结构重要度系数,确定了系统的薄弱点。
通过进一步分析,确定了引起LNG储罐火灾、爆炸的主要关键因素,即是LNG泄漏、罐区内有火源和罐体安全附件的失效,并在此基础上分析了引起这些原因的底事件,提出了相应的安全措施,为预防或减少LNG储罐火灾、爆炸提供了一定的帮助。