火灾爆炸事故树分析

引言
当液相与固相之间，液相与气相之间，液相与另一不相容的液相之间以及固相和气相之间，由于流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、灌注、飞溅、剧烈晃动以及发泡等接触、分离的相对运动，都会在介质中产生静电。许多石油化工产品都属于高绝缘物质，这类非导电性液体在生产和储运过程中，产生和积聚大量的静电荷，静电聚积到一定程度就可发生火花放电。如果在放电空间还同时存在爆炸性气体，便可能引起着火和爆炸。油库静电引起火灾爆炸是一种恶性事故，因而对于油库中防静电危害具有非常重要的意义。因此，如何安全有效地管理和维修油库，提高油库的安全可靠性，已是当前油库安全管理工作所面临的一个重大课题。故障树分析法（FTA法）是分析复杂、大型系统安全可靠性的有效工具。通过油库静电故障树分析，可找出系统存在的薄弱环节，然后进行相应的整改，从而提高油库系统的安全性。

事故树
1 故障树分析法方法
故障树分析方法（FTA）是一种图形演绎法，是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树分析方法。这种树是一种逻辑分析过程，遵从逻辑学演绎分析原则（即从结果到原因的分析原则）。把系统不希望出现的事件作为故障树的顶事件，用逻辑“与”或“或”门自上而下地分析导致顶事件发生的所有可能的直接原因及相互间的逻辑关系，并由此逐步深入，直到找出事故的基本原因，即为故障树的基本事件。
2 故障树分析的基本程序
FTA法的基本程序：熟悉系统—调查事故—确定顶事件—确定目标—调查原因事件—编制故障树—定性分析—定量分析—安全评价。故障树分析过程大致可分为9个步骤。第1~5步是分析的准备阶段，也是分析的基础，属于传统安全管理；第6步作图是分析正确与否的关键；第7步定性分析，是分析的核心；第8步定量分析，是分析的方向，即用数据表示安全与否；第9步安全性评价，是目的。
3 油库静电火灾爆炸故障树的建立
油库静电火花造成油库火灾爆炸的事故树的建立过程，如图1所示。
（1）确定顶上事件——“油库静电火灾爆炸”（一层）。
（2）调查爆炸的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“静电火花”和“油气达到可燃浓度”。这两个事件不仅要同时发生，而且必须在“油气达到爆炸极限”时，爆炸事件才会发生，因此，用“条件与”门连接（二层）。
（3）调查“静电火花”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油库静电放电”和“人体静电放电”。这两个事件只要其中一个发生，则“静电火花”事件就会发生。因此，用“或”门连接（三层）。
（4）调查“油气达到可燃浓度”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系，直接原因事件：“油气存在”和“库区内通风不良”。“油气存在”这是一个正常状态下的功能事件，因此，该事件用房形符号。“库区内通风不良”为基本事件。这两个事件只有同时发生，“油气达到可燃浓度”事件才会发生，故用“与”门连接（三层）。
（5）调查“油库静电放电”的直接原因事件、事件的性质同和逻辑关系。直接原因事件：“静电积聚”和“接地不良”。这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。
（6）调查“人体静电放电”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“化纤品与人体摩擦”和“作业中与导体接近”。同样，这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。
（7）调查“静电积聚”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油液流速高”、“管道内壁粗糙”、“高速抽水”、“油液冲击金属容器”、“飞溅油液与空气摩擦”、“油面有金属漂浮物”和“测量操作失误”。这些事件只要其中一个发生，就会发生“静电积聚”。因此，用“或”门连接（五层）。
（8）调查“接地不良”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“未设防静电接地装置”、“接地电阻不符合要求”和“接地线损坏”。这3个事件只要其中1个发生，就会发生“接地不良”。因此，用“或”门连接（五层）。
（9）调查“测量操作失误”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“器具不符合标准”和“静置时间不够”。这2个事件其中有1个发生，则“测量操作失误”就会发生。故用“或”门连接（六层）。
结构重要度定性分析
故障树分析的任务是求出故障树的全部最小径集或最小割集。如果故障树中与门很多，最小割集就少，说明该系统为安全；如果或门多，最小割集就多，说明该系统较为危险。最小径集就是顶事件不发生所必需的最低限度的径集。一个最小径集中的基本事件都不发生，就可使顶事件不发生。故障树中有几个最小径集，就有几种可能的方案，并掌握系统的安全性如何，为控制事故提供依据。故障树中最小径集越多，系统就越安全。下面介绍采用布尔代数化简，得到若干交集的并集，每个交集都是成功树的最小割集，也就是原故障树的最小径集。
判别最小割（径）集数目。根据“加乘法”判别方法判别得该事故树的最小割集共25个。将其事故树转化为成功树，求得该成功树的最小径集共7个。