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化工行业已成为全球经济发展的重要组成部分,也是国民经济的支柱性产业之一。化工、新材料的开发为我国能源、交通、建筑和医药等主要下游行业的发展提供了有力支撑,同时,现实生活水平与未来对生活质量进一步改善的需求给化工产品提出更加多样化、更高质量水准的发展要求。然而,化工行业的发展也为人类带来了双面性,其中具有毒害、腐蚀、燃烧、助燃和爆炸等性质的危险化学品的广泛应用,增加了事故发生的隐患,造成了化工企业危险化学品爆炸事故的发生,对生态环境、国民生命与财产安全造成了巨大的损失[1]。
2011年以来的10年内,我国先后发生10余起重大危险化学品爆炸事故,其中2015年天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故造成165人死亡,8人失踪,798人受伤,直接经济损失达68.66亿元,且事故造成129种化学物质发生爆炸燃烧或泄露扩散,产生二次污染上百种,对周围环境造成不同程度的影响[2]。2018年张家口中国化工集团盛华化工公司“11·28”重大爆燃事故,造成24人死亡,21人受伤,直接经济损失达4 148.86万元[3]。2019年江苏响水天嘉宜化工有限公司“3·21”特别重大爆炸事故,造成78人死亡,76人重伤,640人住院治疗,直接经济损失达198 635.07万元[4]。
因此,为了避免重大事故威胁人类的生命财产安全,应积极做到辨识和控制重大危险源,全面分析潜在危险的发生概率;确定不同种类危险化学品的使用和处理,明确其存在风险,从而进行科学合理的量化分析,以强化风险管控与防范意识。为此,国内外许多专家学者针对危险化学品爆炸事故进行了研究。其中ADEDIGB et al[5]利用贝叶斯网络分析危险化学品运输过程中事故发生的各类因素之间的相关性和发生概率推理。DAKKOUNE et al[6]在法国数据库ARIA中选择并收集了发生于1974~2014年的169起安全事件,并分析出导致事故发生的主要原因为人为操作失误。陈伟珂等[7]通过对200例较大以上事故等级的易燃易爆化学品储运火灾爆炸事故原因进行分析,采用频度统计法获取造成事故发生的因子,并基于Apriori算法中的关联规则模型得出14个关键因子。张子炎[8]利用ALOHA软件针对典型危险化学品火灾发生事故进行了模拟计算,研究了事故的危害范围情况,分析结果为典型危险化学品泄漏事故的救援提供了有效的技术支持。
本文利用事故树分析理论,以化工企业危险化学品爆炸为主要分析对象,推导出引发爆炸的重大危险源,并为有效防控事故发生提出可靠、高效的防范控制措施。
基于事故树法的危险化学品爆炸分析与控制措施
Analysis and control measures of hazardous chemical explosion risk based on fault tree analysis
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摘要: 针对化工企业危险化学品爆炸的环境安全风险隐患,采用事故树分析方法,建立危险化学品爆炸事件的事故树模型,综合分析爆炸事件发生的可能性。阐述了引起危险化学品爆炸的34组基本事件,得出最小割集、最小径集,并计算出结构重要度。通过最小径集确定了事故不发生时的基本事件,同时结合结构重要度的排序结果,提出了危险化学品爆炸事故的控制措施。事故树模型直观地阐明了诱发危险化学品爆炸事故的各直接原因间的相关性,为有效降低化工行业危险化学品爆炸事故发生提出了技术支撑。
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关键词:
- 化工企业危险化学品爆炸 /
- 事故树 /
- 控制措施
Abstract: In view of the environmental and safety risks of hazardous chemical explosion in chemical industries, the fault tree analysis was used to establish a fault tree model for hazardous chemical explosions, and the possibility of explosions was comprehensively considered. The 34 basic events caused the explosion of hazardous chemicals were expounded, the minimum cut set and path set were obtained. The structure importance of basic events was calculated by the formula. According to the minimum path sets, the basic events without accident were determined. Considering the structural importance sequence, the preventive measures for hazardous chemical explosion accidents were proposed. The fault tree model intuitively clarified the correlation among the direct causes of hazardous chemical explosion accidents, and also proposed directions for effectively reducing the probability of hazardous chemical explosion accidents in the chemical industry. -
表 1 化工企业危险化学品爆炸事故树各事件一览表
符号 事件类型 符号 事件类型 T 化工企业危险化学品爆炸 X9 人员未能及时检修罐体问题 M1 存在大量易燃易爆危险化学品 X10 阀门或法兰密封失效 M2 存在火源 X11 补充焊接不到位 M3 严禁同贮危险化学品混存混放反应放热达到爆炸能力 X12 管道内压过大 M4 罐体泄露 X13 管道腐蚀减薄破裂 M5 附件或管道泄漏 X14 管道存在泄露隐患情况下检修及管理人员未按规定进行检查并立即维修 M6 其它泄漏情况 X15 生产设备长期未按规定检修,导致物料泄漏 M7 明火火源 X16 药品装卸过程中发生泄漏 M8 火花火源 X17 未按照规定操作导致除化学原料外的可燃气体泄漏 M9 罐体质量问题 X18 违法贮存硝化品等自然型危险化学品 M10 罐体开裂或穿孔 X19 氧分充足 M11 危险化学品自然产生明火 X20 密闭可续热环境 M12 其他类明火 X21 检修中违规动火 M13 静电火花 X22 易燃危险化学品已泄漏情况下由于处置不当触动电器开关,产生明火 M14 电气火花 X23 厂区内人员违规吸烟 M15 机械火花 X24 厂区机械车辆排烟喷火 M16 罐体疲劳开裂 X25 操作中与导体接触产生火花 M17 罐体腐蚀开裂 X26 撞击摩擦产生火花 X1 人员操作失误,将物料混放 X27 遭遇雷击 X2 混入后开启设备,形成爆炸能力 X28 设备短路 X3 罐体设计或制造不合标准 X29 设备老化 X4 设备质检或验收不合规 X30 设备防爆装置损坏 X5 人员违规操作使物料充装过量导致超压 X31 设备接地电阻超标 X6 罐体安全阀失效 X32 电流过大 X7 罐体计量器失效 X33 设备卡涩摩擦,产生火花 X8 防腐层损坏 X34 危险化学品或外界环境的腐蚀罐体 -
[1] 舒理建, 张方明, 何天强, 等. 易爆炸化学品官能团以及爆炸防范[J]. 化工生产与技术, 2020, 26(1): 44 − 46. [2] 李雷雷, 朱红青, 丁晓文, 等. 危化品事故应急救援能力提升方法研究——基于天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故教训[J]. 中国安全生产科学技术, 2020, 16(11): 71 − 76. [3] 任广艳. 氯乙烯泄漏爆燃厂门口车毁人亡——河北张家口中国化工集团盛华化工公司“11.28”重大爆燃事故分析[J]. 吉林劳动保护, 2019, 398(2): 35 − 37. [4] 孙艳宁. 违法存废料 蒙骗混过关—爆酿大祸 殃及无辜人——江苏响水天嘉宜化工有限公司“3.21”特别重大爆炸事故分析[J]. 吉林劳动保护, 2019, 407(11): 42 − 45. [5] ADEDIGB S A, KHAN F, YANG M. Process accident model considering dependency among contributory factors[J]. Process Safety & Environmental Protection, 2016, 102: 633 − 647. [6] DAKKOUNE A, VERNIÈRES-HASSIMI L, LEVENEUR S, et al. Risk analysis of French chemical industry[J]. Safety Science, 2018, 105: 77 − 85. doi: 10.1016/j.ssci.2018.02.003 [7] 陈伟珂, 张欣. 基于Apriori算法的易燃易爆危险化学品储运火灾爆炸事故关键致险因素的挖掘[J]. 火灾科学, 2017, 26(3): 133 − 139. doi: 10.3969/j.issn.1004-5309.2017.03.02 [8] 张子炎. 应用ALOHA对典型危险化学品事故的预测及分析[J]. 安全、健康和环境, 2020, 20(4): 12 − 18. doi: 10.3969/j.issn.1672-7932.2020.04.004 [9] 朱继洲. 故障树原理和应用[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1989. [10] 张小浩. 基于事故树分析法的企业安全生产风险管理研究[D]. 蚌埠: 安徽财经大学, 2020. [11] 方学锋, 雒相垚, 业成, 等. FTA在液氨罐车泄漏事故分析中的应用[J]. 炼油与化工, 2021, 32(2): 41 − 46. doi: 10.3969/j.issn.1671-4962.2021.02.013 [12] 国家技术监督局. 常用化学危险品贮存通则: GB 15603-1995[S/OL]. [2021-09-18]http://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=214345753C85F18D61BA4FC4091E3A98. [13] 龚伟. 2010~2019年化工及危化品企业重特大事故树分析与控制措施[J]. 广州化工, 2021, 49(3): 163 − 166. doi: 10.3969/j.issn.1001-9677.2021.03.058 [14] 余瑾, 邬元豪, 姚斌. 基于事故树分析法的气膜式储煤棚消防安全风险分析[J]. 工业安全与环保, 2021, 47(1): 54 − 57. doi: 10.3969/j.issn.1001-425X.2021.01.015