安全評價中事故樹的分析方法

1、安全評價中事故樹的分析方法事故樹分析(FaultlieeAnalysis.簡稱FTA)也稱故障樹分析*是種因果.邏輯關系演繹推理法，從結果一步步從上到下査找與災害事故相關聯(lián)的各種原因之間關系的作圖分析法.FTA具有形象.H觀、簡明，R能預測性、號確性、系統(tǒng)性地休現(xiàn)安個問題*爭故樹發(fā)展及現(xiàn)狀如農5-1所示*h5-1嗥故樹覽展疑現(xiàn)狀Tab.5-1DevelopmenrandstilusquooftheFTA時間代表人物及機構發(fā)展及現(xiàn)狀1961年第次提出FTA方法是在對民兵式導彈發(fā)射控制系統(tǒng)進行安全評價研究過程屮。等改進了FTA方込刈預測火箭町能發(fā)生事故的問題作出了貢獻。Hassl等通過采用計算機來

2、對FTA作輔助分析和運算.1974年UnitedSlatesAtomic商用核電站采用FTA對其進行災害危險Energyadmission評價，并發(fā)表了RasmussenReport，引發(fā)了全世界對FTA的關注.1976年清華大學在核能技術研究所中FTA開始運用于對核反應堆的安全評價。1978年東方紅化工丿首次開始使用FTA對生產過程中的事故災害進行控制，并獲得成功。1982年北京市勞動保護第次召開了安全系統(tǒng)工程座談會，介紹研究所和推廣了FTAo80年代鐵路運輸系統(tǒng)80年代鐵路運輸系統(tǒng)安全生產和勞動保護開始采用FTA方法ABlB2AAIIBlB2闘形，農示不能再往下分析的基木原因事件。對其進行

3、評價，且獲得了較好效果。實踐表明，事故樹分析是廣泛被使用和認可的作為優(yōu)先選擇的安全分析方法。事故樹的符號及意義木文涉及的FTA符兮主要有事件符號和邏輯門符乃S4（）,如農5-2所示。衣52咄故樹的符廿及總義Tab.52ThesymbolsandmeaningoftheFTA意義矩形，農示需要進一步往卜分析的頂上事件和中間事件。邏輯與門（ANDgate）,表示滿足A事件的發(fā)生，必須Bl和B2同時發(fā)生才行，邏輯乘A=B1B2o邏輯或門（ORgate）,表示滿足A事件的發(fā)生，只要B1或B2任一事件單獨發(fā)生時就可，邏輯和最小割集割集指的是導致FTA頂上事件發(fā)生的某些基木事件構成的集合,且當這集合中的事

4、件都發(fā)生時，頂上事件就必然發(fā)生。最小割集指的是導致頂匕事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合W通過最小割集町確認系統(tǒng)的危害性，任何個最小割集都町能&致頂上爭件的發(fā)生，其數(shù)LI越多，農明此系統(tǒng)存在的危險性就越人。有許多種求最小割集的方法，但比較常用的有布爾代數(shù)化簡法和行列法。(1) 布爾代數(shù)化簡法。也稱邏輯化簡法，是根據(jù)布爾代數(shù)運算法則來進行的，F(xiàn)TA經過化簡得到若干交集的并集，其中每個交集實際就是一個故小割集。(2) 行列法。也稱福塞爾法，首先從頂爭件開始，便上層爭件通過下一層事件來代替，把與門和或門連接的事件分別橫向列出和縱向排開。這樣一層一層往下,直到各基本事件,列出若干行,之后再通過

5、布爾代數(shù)化簡，所得到的結果就是最小割集。結構重要度分析結構重要度分析陀】(在FTA中一般作定性分析),是不考世基本事件發(fā)生的概率或假定基木事件發(fā)生的概率都相等的情況下，通過從FTA結構上，分析每個基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生的影響程度,基本來件結構朿要度越大,它對頂上事件的影響程度就越大;反之亦然。從而為制定安全防范措施時根據(jù)輕重緩急，使系統(tǒng)達到經濟、有效、安全的目的。當確定了最小割集后，就可以根據(jù)下面的公式來計算FTA中的基本事件結構重要度大小，再對其大小排序。(1)公式一：式5-1式中N最小割集總數(shù)；Kj含有基本事件i的最小割集;rijKj中的基本事件。(2)公式一：式52厶(/)=工&#

6、163;wKjL(3) 公式三：式53事故樹分析的基本程序鴨故樹分析的程序,常因評價的對象、分析的目的、粗細程度的不同而異，但事故樹分析的般基本程序有如卜內容組成：熟悉系統(tǒng)及資料收集、確定頂上事件、事故調査、構建事故樹、修改簡化事故樹、定性定堆分析、制定安全措施等叭，其程序如圖51所示。N5-1FTA的威本程序Fig.5ThebasicproceduresoftheFTA5.2基于SDG-HAZOP的FTA定性分析步驟根據(jù)SDG-HAZOP方法對內加聚介反應釜裝胃進行安全性分析,通過SDG-HAZOP相容通路找出各節(jié)點偏差的非正常原因及不利后果，分析了裝置發(fā)生火災、爆炸等事故的町能性。其中以反

7、應裝置燃爆為頂上事件進步對可能發(fā)生爆炸事故的原因進行全面的分析,對系統(tǒng)內存在的危險因素進行揭示和判別，對系統(tǒng)的缺陷進行明確，對導致火災、爆炸事故的各種因素及它們之間的邏輯關系做出全面、簡潔、ft觀的描述。其步驟如圖5-2所示。確定分析系統(tǒng)相關事故重要度分析A構曲XHIAZ0P可能發(fā)生的燃爆串故模型-（頂上事件）-繪制故障樹一求鼓小討集制定強防和控制處理對策規(guī)程、標準燃爆那故分析圖5-2JitJ-SDG-HAZOP的FTA定性分析步驟Fig.5-2ThequalitativeanalysisstepsoftheFTAbasedonSDG-HAZOP5.3丙烯聚合反應安全性分析采用SDG-HAZO

8、P方法対丙烯聚合反應釜裝置進行安全性分析如圖42所示。反應器內壓力、溫度界常極易導致貢大的燃爆事故，通過SDG-HAZOP相容通路找出各卩點導致偏差的非正常原因及產生的不利后果如農5-3所示，假定頂上事件為可能發(fā)生的燃爆事故，構建FTA,通過FTA進步分析找出燃爆事故的原因，并對其進行結構吐要度計算,最后針對聚合反應釜裝置燃爆事故提出相應的預防和改進的對策。衣5-3IIAZOP分析報RTab.5-3TheanalysisreportofHAZOP構建裝置燃爆F(xiàn)TA模型圖節(jié)點節(jié)點狀態(tài)非正常原因不利后果措施及建議反應釜正偏離(1)反應釜壓力(1)壓力持(1)安裝壓力壓力較大；續(xù)增大，反應檢測器；(

9、1)閥門LV231釜可能發(fā)生爆(2)經常維護開度過??；炸或泄漏：設備；(2)D202壓力(2)不利于(3)定期檢査過大反應的進行;反2釜有無泄漏、皴裂；反應釜正偏離(1)夾套水流最(1)溫度持(1)安裝溫度溫度較?。焕m(xù)升高，將產檢測器；(1)夾套水進口生大景氣體，(2)安裝高溫度過高；極易發(fā)生爆溫、高壓報警(2)反應器溫度炸：器；過大；(2)溫度升(3)定期檢査高，不利于反反應釜有無泄應物的產生；漏、皴裂；將聚內烯反應裝置可能發(fā)生的燃爆爭故T作為頂上爭件，其反應釜裝置燃爆故障樹模型如圖5-3所示。圖53聚介反應釜爆炸事故樹陽Fig.5-3Polymerizationreactorexplosi

10、ontree其中FTA那件的符號及名稱如表54所示。衣54FTA啡件的符號及名稱Tab.5-4SymbolsandnamesoftheFTAevent符合事件類型符合事件類型A,反應壓力異常X4泄壓裝置失效a2壓力超過反應釜承受能力x5LV202故障a3控制系統(tǒng)故障X6E2O3故障B,冷卻系統(tǒng)故障X7D202破裂或泄漏b2壓力控制故障Xx傳動或動力系統(tǒng)故障b3溫度超高X9電力系統(tǒng)故障b4信號連鎖系統(tǒng)故障X10緊急控制裝置火效Cl冷卻能力卜降Xu安全監(jiān)測與控制裝置失效C2溫控失效X|2P2O5故障D,冷卻水流量小X13溫度檢測出故障Xi反應釜材質強度不夠X14溫度調節(jié)系統(tǒng)故障X2設備腐蝕嚴重X|

11、5閥門LV203未開或開小X3計算機系統(tǒng)故障X,6D203破裂或泄漏求最小割集運用布爾代數(shù)的運算定律，由圖53可知事故樹的結構函數(shù)式：T=A)A2A3=(X5+X64-X7+X12+X|3+X|4+XI54-XI6)(X1+X2)(X3+X4+X8+X9+XI0+X1)對上面的式子進行分解，能得到81個最小割集：X|X*X|2X,x8x6X,XI0X,6X|X3X|6X1X4X16X2XgXI6X.XsXxX1X7X/XX.oX1X3X/<X|X4X6X2X6XSXiXioXbX1X,1XI5X2X10X16X1X3X13X2X3X16X1X4X13X2X4XI6X2X8XI3X2X9X

12、16X1X5X10X1X3X5X1XJX5X2X5XxX1X7X10X1X3X7X1X4X7X2X7X8X|X6XnX2X6XI0X2X3X6X2X4X6X2X6X9X1X10XGX1X11X13X2XIOX13XiXmXEX2XhX|5X2X10X12X1X3X14X2X3X13X2XjXI2X1X4XI4X2X4XMX2X4XUX2XxXI4X2XoXI3X2X9XTXiXsXhX2X5XEX2X3X5X2X4X5X2X5X9XIX7X2X2X7X10X2X3X7X2X4X7X2X7X9X2x6xnX.XhXmX2XioX14X2xnx13X2XHX12X2xnx16X2X3XGX2X4X

13、GX2X9XGX2X5XGX2X7XHX2xnxl4XjXoXmX1X9X12X1X6X9XIX10X12XIX3XI2XIX4X12X2XgXi2XIX5X9X1X7X9X|XHXI6基本事件結構重要度分析根據(jù)分解求得的最小割集,利用式5-2計算其基木事件重要度大小，結果如下:I(X()=O564；I(X2)=0767：I(X3)=I(X4)=I(X|o)=O.O576；l(X5)=I(X6)=I(X7)=I(X9)=I(X|2)=0.0494：I(Xs)=I(Xu)=0.0453；I(X11)=0.0658：I(XI3)=I(X|6)=0.0411；I(X|5)=0.0082因此得到結構重

14、要度順序為：I(X2)>I(X1)>I(XII)>I(X3)=I(X4)=I(X|o)>I(X5)=I(X9)=I(X7)=I(X6)=I(XI2)>I(X|4)=I(XJ>I(X|6)=(X|3)>I(X|5)事故樹分析結論從基本11-件結構匝要度大小可以看出,在聚合反應釜燃爆事故«1'.設備腐蝕嚴匝、反應釜材質強度不夠、安全檢測與控制裝置失效等因索的結構匝要度較大；LV203木開或開小、溫度檢測故障、D203破裂或泄霍等因素的結構逍要度較小。因此在實際工產過程中，要加強臨管反應釜的材質強度及腐蝕程度，此外，用時時檢測控制系統(tǒng)，還應防止反應釜的壓力變化發(fā)生異常，確保反應裝置能安全穩(wěn)定的運行。5.4小結(1) 針對丙烯聚合反應裝置,運用SDG-HAZOP方法對裝置進行安全性分析,通過SDGHAZOP相容通路找出各節(jié)點偏差的非正常原因及不利