故障樹分析法在化工安全評(píng)價(jià)的應(yīng)用

鄒吉然，侯 蕊，朱炳旭（兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所，西安 710065）

故障樹分析法在化工安全評(píng)價(jià)的應(yīng)用

鄒吉然，侯 蕊，朱炳旭
（兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所，西安 710065）

化工產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的支柱性產(chǎn)業(yè)，為我國(guó)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，不斷推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的向前發(fā)展，因此，要確定安全生產(chǎn)的核心要素，同時(shí)這是經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)保障。相關(guān)部門要加大對(duì)化工生產(chǎn)的安全評(píng)價(jià)，通過科學(xué)合理的分析來識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而調(diào)整和改善，制定有效措施。故障樹分析法是系統(tǒng)可靠性研究中常用的一種重要方法，在化工安全評(píng)價(jià)中可以很好的運(yùn)用。本文從化工安全入手，簡(jiǎn)單介紹了幾種化工安全評(píng)價(jià)的方法，重點(diǎn)對(duì)故障樹分析方法做了講解。

化工產(chǎn)業(yè)；化工安全評(píng)價(jià)；方法；故障樹分析法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.041

1　化工安全的重要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的化工產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展起來，規(guī)模逐漸擴(kuò)大，與此同時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)也越來越多，風(fēng)險(xiǎn)程度越來越高。安全事故不但會(huì)給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)威脅到員工的人身安全，影響企業(yè)的正常發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。因此加強(qiáng)化工企業(yè)安全管理非常重要，當(dāng)前企業(yè)主要采用安全評(píng)價(jià)方法對(duì)化工生產(chǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并分析其中存在的風(fēng)險(xiǎn)，采取應(yīng)對(duì)和解決風(fēng)險(xiǎn)的針對(duì)性措施，不斷調(diào)整、改善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，以減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而促進(jìn)化工企業(yè)的安全運(yùn)行。

2　典型的化工安全評(píng)價(jià)方法

（1）安全檢查表分析。安全檢查表分析主要是指整合出需要安全檢查的項(xiàng)目，然后整理出安全檢查表，系統(tǒng)的分析檢查表的數(shù)據(jù)，從而對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確確定。該方法適用于化工系統(tǒng)和化工單元，檢查對(duì)象主要包括設(shè)備、控制、操作、安全、環(huán)保等［1］。（2）預(yù)先危險(xiǎn)性分析。預(yù)先危險(xiǎn)性分析主要適用于安置了化工危險(xiǎn)物質(zhì)和裝置的工藝區(qū)域內(nèi)的安全情況［2］，該方法通常在化工生產(chǎn)的初期使用，如果缺乏設(shè)計(jì)以及操作程序資料，運(yùn)用該方法可以完成安全控制。（3）故障類型和影響分析。故障類型和影響分析建立在可靠性技術(shù)的基礎(chǔ)上，該方法需要把整個(gè)系統(tǒng)分離，形成小的子系統(tǒng)、元件或者設(shè)備，然后依次查看其中存在的問題和故障，以及故障可能造成的影響，積極的采取針對(duì)性的措施進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)而提高生產(chǎn)過程的安全性，這種評(píng)價(jià)方法是定量評(píng)價(jià)。（4）危險(xiǎn)和可操作性研究。危險(xiǎn)和可操作性研究的指導(dǎo)方法是按照工藝關(guān)鍵詞進(jìn)行，從整個(gè)工藝的進(jìn)行過程中或者化學(xué)物質(zhì)狀態(tài)的變化中分析其中存在的危險(xiǎn)，進(jìn)而找出解決措施和方法，通過改良設(shè)備和裝置來減少危險(xiǎn)。（5）故障樹分析法。故障樹分析法屬于定量安全評(píng)價(jià)，同時(shí)也是一種邏輯推理方法。該方法可以用于整個(gè)事件從原因到結(jié)果的評(píng)價(jià)，有效實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)，是一種最常見的安全評(píng)價(jià)方法，適用于重復(fù)性較高的系統(tǒng)。

3　故障樹分析法概念及程序

故障樹分析法的工作流程是：將較大的故障通過圖解的方式分解成小故障，然后再分析這些故障產(chǎn)生的原因。故障樹因?yàn)閳D解的形狀非常像樹枝因?yàn)槎妹Ｒ恍┐笮偷膹?fù)雜系統(tǒng)在進(jìn)行故障分析時(shí)通常會(huì)運(yùn)用故障樹分析法，比如運(yùn)用故障樹分析法來分析核電站、化工廠、導(dǎo)彈、航天的安全性和可靠性，可以有效的評(píng)價(jià)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并且可以對(duì)某一工廠在發(fā)生頂事件時(shí)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行系統(tǒng)分析和描述。故障樹可用于估算一件事件中事故的發(fā)生概率。

故障樹分析法分析事件的程序具體為：①為系統(tǒng)分析調(diào)查事件的原始資料數(shù)據(jù)；②初始分析事件；③制作故障樹FT（faulttree故障樹）；④對(duì)FT圖進(jìn)行簡(jiǎn)化；⑤估算事件概率；⑥計(jì)算頂事件的概率；⑦明確修正范圍。前四步是影響識(shí)別工作，后三步是討論風(fēng)險(xiǎn)變量。基本事件，是不能再分析的事件。

4　以某化工企業(yè)為例說明故障樹分析法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的運(yùn)用

4.1案例背景

有一個(gè)化工企業(yè)中揮發(fā)出了有毒性物質(zhì)，造成了嚴(yán)重的空氣污染。為了使貯存罐中的有毒物質(zhì)不泄露出來，還需要一個(gè)用于制冷的水循環(huán)系統(tǒng)，如果貯存罐的壓力超過了閾值，安全閥就會(huì)泄壓，可以通過放空閥把有毒物質(zhì)排入安全池內(nèi)。

4.2故障樹分析

這項(xiàng)案例中，頂事件是有毒物質(zhì)泄露到大氣中。分為兩種情況：第一，貯存罐破裂和裂縫；第二，安全措施失效。貯存罐有兩種破裂的原因，分別是正常操作環(huán)境下的破裂和非正常操作環(huán)境下的破裂。自動(dòng)系統(tǒng)失靈導(dǎo)致保險(xiǎn)控制失效。圖1為故障樹。

圖1　

故障樹可以用符號(hào)表示，繼發(fā)事件是由“與門”以及幾個(gè)事件共同發(fā)生構(gòu)成的，“或門”是指幾個(gè)事件中只要發(fā)生了一件就會(huì)出現(xiàn)繼發(fā)事件。

4.3風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)算

風(fēng)險(xiǎn)的概率特性量化后就是風(fēng)險(xiǎn)度，風(fēng)險(xiǎn)度就是危險(xiǎn)事件出現(xiàn)的概率。風(fēng)險(xiǎn)度越大，風(fēng)險(xiǎn)也就越大，因此決策時(shí)必須要考慮風(fēng)險(xiǎn)度這項(xiàng)因素。我們通過分析符號(hào)故障樹中“與門”和“或門”的關(guān)系，得出這些具有明顯不同的事件集合。計(jì)算后得出結(jié)論：造成泄露事件最大的可能是壓力控制系統(tǒng)失控S2以及吸收池?zé)o水C5，所以決策者必須要加強(qiáng)壓力控制系統(tǒng)的管理和改善，以減少有毒氣體泄漏。

5　結(jié)語

綜上所述，化工安全評(píng)價(jià)可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別，對(duì)我們做出正確調(diào)整、改善，制定有效措施，保障工業(yè)生產(chǎn)安全起著重要作用。利用故障樹分析法可以科學(xué)的分析事故故障、發(fā)生概率，雖然不能確切地計(jì)算事故排放的源強(qiáng)或事故后果的各種可能性，還需要結(jié)合事件樹作進(jìn)一步的分析，但可以讓工作人員了解動(dòng)態(tài)變化過程，為生產(chǎn)的安全運(yùn)行提供了有效分析，是一種有效的分析方法。

［1］羅先丹.化工安全評(píng)價(jià)的探討［J］.化工管理，2014（06）：48.

［2］王偉林.安全評(píng)價(jià)方法綜述［J］.煤，2014（02）：56-57.