LNG加氣站槽車泄漏事故樹分析

狄月峰

摘 要：以一起LNG加氣站的槽車泄漏事故為分析案例，運用安全系統(tǒng)工程原理，采用事故樹分析法，明確系統(tǒng)，確定頂上事件，繪制事故樹，布爾代數(shù)法化簡事故樹，利用近似公式定性分析基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，分析了基本事件對事故的影響，提出了可行的防范措施，并引出泄漏事故的應(yīng)急處置措施。

關(guān)鍵詞：LNG槽車 泄漏 事故樹應(yīng)用 防范措施 應(yīng)急措施

中圖分類號：TU582 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0095-03

隨著環(huán)境污染日益嚴重，國家大力提倡使用清潔能源，LNG加氣站在能源戰(zhàn)略調(diào)整的背景下得到了迅猛發(fā)展，同時該類型加氣站發(fā)生安全事故的幾率也相應(yīng)增加。泄露事故是最常見的事故，也是引起火災(zāi)、爆炸、窒息等事故的先決條件。就近年接觸到的一起泄露事故，采用事故樹分析方法，進行危害分析，找到引起事故的主要原因和應(yīng)對措施，避免類似事故再次發(fā)生。

1 事故樹（FAT）

事故樹也叫故障樹，簡單來說就是從事故結(jié)果出發(fā)，通過邏輯推理，找出導致事故發(fā)生的原因，簡言之從果到因。事故樹邏輯推理主要包括：邏輯與門即只有幾個事件同時發(fā)生，才會導致結(jié)果發(fā)生；邏輯或門即幾個事件中只要有一件發(fā)生，就會導致結(jié)果發(fā)生；條件與門即幾個事件發(fā)生后必須滿足一定條件后才會導致結(jié)果發(fā)生；條件或門即幾個事件中其中一件發(fā)生時必須滿足一定條件后才會導致結(jié)果發(fā)生等。

在事故樹運用過程中，首先要明確要分析的系統(tǒng)，在系統(tǒng)中要找出要分析的事故（稱為頂上事件）作為分析起點；其次，按照邏輯推理找出導致頂上事件發(fā)生的原因（稱為中間事件）；最后，繼續(xù)利用邏輯推理找出中間事件發(fā)生的原因，直至不可再分為止的事件（稱為基本事件）。在這個分析的過程中畫出事故樹，根據(jù)事故樹結(jié)構(gòu)進行化簡，求出能導致事故發(fā)生的基本事件的所有集合（稱為最小割集）和不導致事故發(fā)生的基本事件的所有集合（稱為最小徑集），再考慮基本事件的發(fā)生對事故的影響程度（稱為結(jié)構(gòu)重要度）。概況起來事故樹分析的主要步驟包括：明確系統(tǒng)，確定頂上事件，繪制事故樹，定性分析，制定防范措施。

2 FAT在事故分析中的應(yīng)用

2.1 事故概況

2015年9月一輛裝有19噸LNG的槽車駛?cè)肽炒笮蛧蠹託庹荆诮有禠NG液體時，槽車司機未連接好接卸軟管并在氣動閥門無法正常使用的情況下手動打開此閥門（緊急切斷閥），然而司機從LNG工廠灌裝完LNG后，忘記關(guān)閉手動截止閥（司機事后回憶說），因此，大量LNG液化天然氣急速向外擴散，現(xiàn)場彌漫一團白色煙霧。后經(jīng)消防人員穿好防凍服在水槍掩護下，經(jīng)過近1個小時的處置成功關(guān)閉緊急切斷閥，有效阻止一起火災(zāi)爆炸事故。

2.2 事故樹基本事件分析

本次事故很顯然要分析的系統(tǒng)是LNG加氣站槽車的卸氣過程，頂上事件為LNG槽車發(fā)生泄漏，通過對事故后續(xù)原因分析，明確了該事件的中間事件和基本事件，建立事故樹基本事件分析（見表1）。

根據(jù)以上分析表建立事故樹模型如圖1所示。

2.3 求最小割集

割集是使頂上事件發(fā)生的基本事件的集合，最小割集就是能使頂上事件發(fā)生的最低數(shù)量的基本事件的集合。每個最小割集就是頂上事件發(fā)生一種可能性，有幾個最小割集就有幾種可能，最小割集越多，系統(tǒng)越危險，最小割集里的基本事件又是導致頂上事件發(fā)生的最薄弱環(huán)節(jié)，因此最小割集可以直觀地對事件發(fā)生危險性排序，進而防范危險性大的事件，忽略危險性小的事件。在求最小割集時，要用布爾代數(shù)運算法則化簡事故樹。

在事故樹分析中常用邏輯運算符號乘（·）、加（+），將各個事件連接起來，這種連接式稱為布爾代數(shù)表達式。運算法則主要包括：

2.4 求最小徑集

徑集是使頂上事件不發(fā)生的基本事件的集合，最小徑集就是使頂上事件不發(fā)生的最低數(shù)量的基本事件的集合。最小徑集指明了哪些基本事件不同時發(fā)生就可以使頂上事件不發(fā)生的安全模式。

最小徑集的求法是把事故樹頂上事件發(fā)生用不發(fā)生代替，即把“或”門換成“與”門，把“與”門換成“或”門，可以求出原事故樹對偶的成功樹，那么求出來的成功樹的最小割集就是事故樹的最小徑集了。

2.5 結(jié)構(gòu)重要度分析（定性分析）

不考慮基本事件發(fā)生的概率，僅從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生影響的重要度，這種分析方法叫結(jié)構(gòu)重要度分析。分析結(jié)構(gòu)重要度主要是在制定安全防范措施時根據(jù)輕重緩急使系統(tǒng)達到經(jīng)濟、有效、安全的目的。結(jié)構(gòu)重要度的近似判別式如下[2]：

2.6 結(jié)果分析

通過對圖1事故樹進行定性分析，LNG槽車泄露事故樹最小割集有12個，最小徑集有2個，即導致此次槽車泄露事故的可能性有12種，但只要采取2個徑集中的任一個，LNG槽車泄露事故就可避免。第一方案中{X0 X1}是最佳方案，只要保證氣動閥完好有效，就可及時關(guān)閉閥門，避免事故進一步擴大，通過結(jié)構(gòu)重要度也驗證了基本事件X0、X1是泄露事故發(fā)生中的主要原因。第二個方案{X2 X3 X4 X5 X6 X7}是控制泄露事故發(fā)生的管理措施，這一方案基本事件較多，能做到逐個控制不是一件容易的事情，所以這種方案在某種意義上說不理想。

3 防范措施

從上述分析可知，在LNG卸車過程中，只有設(shè)備出現(xiàn)故障和管理出現(xiàn)問題的事件同時發(fā)生時，LNG泄露事故才會發(fā)生，因此預(yù)防此類事故的預(yù)防措施從如下幾方面入手：責令承運商開展汽車槽車日常檢查和維護保養(yǎng)，經(jīng)常檢查安全附件（如安全閥、壓力表、液位計、增壓器、緊急切斷閥、連接接頭、管道閥門、導靜電裝置等）性能，及時排除故障，確保性能完好；加強承運商的管理，提高承運商的準入門檻，除要符合國家有關(guān)的資質(zhì)外，要取得業(yè)主方的準入資格證。在日常監(jiān)管中建立承運商黑名單制度，曝光違規(guī)違章行為；明確承運人員在卸液過程的安全職責，完善卸液操作規(guī)程，監(jiān)督承運商是否嚴格落實執(zhí)行；強作業(yè)現(xiàn)場安全監(jiān)護，在卸液全過程承運商和業(yè)主方實行“雙確認、雙監(jiān)護”，卸液的每步操作均需雙方簽字確認，并由雙方人員全程監(jiān)控；加強對操作人員的崗位培訓，提高從業(yè)人員的技能水平，安全意識和責任心，從而降低因操作失誤發(fā)生事故的幾率；加強應(yīng)急預(yù)案演練，強化協(xié)調(diào)配合能力，并要配備空氣呼吸器、防凍服、防爆工具等應(yīng)急物資，熟練掌握使用方法，提高應(yīng)急處置能力。

4 應(yīng)急措施

LNG槽車一旦發(fā)生泄漏事故，如果處置措施不當，極有可能造成燃燒甚至爆炸，對現(xiàn)場消防救援人員形成威脅，所以處置過程中采取科學的處置對策，可確保現(xiàn)場救援人員的生命安全。那如果發(fā)泄了泄漏有哪些處置方法和措施？如果是罐體外部裝卸氣相、液相管路發(fā)生泄漏緊急止漏，最直接的也是最快的方式就是關(guān)閥斷料，槽車的緊急切斷閥的設(shè)計就是應(yīng)急用的，該閥有手動和自動控制兩種方式，要確保控制方式有效；如果是儲罐本體發(fā)生了泄漏，可采用塞楔堵漏閥、冷凍堵漏法以及塞楔-冷凍聯(lián)合堵漏法，在堵漏時要使用防爆堵漏工具，在處置過程中應(yīng)對泄漏的LNG氣體進行驅(qū)散，可采用噴霧水驅(qū)散和稀釋；如果堵漏措施無效或無法堵漏，槽車又無法在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)移時，可采取倒罐的方式把槽車里的LNG導入加氣站的LNG儲罐內(nèi)，類似卸液過程；如果無法實施關(guān)閥、堵漏、倒罐這三種措施時，只能采取放空方式，現(xiàn)場做好警戒，嚴格控制火源包括靜電，救援人員要做好防低溫、防窒息的個體防護，利用噴霧水槍稀釋驅(qū)散，進行氣體檢測確保環(huán)境安全。當LNG槽車一旦起火燃燒，應(yīng)在冷卻事故罐的基礎(chǔ)上，做好警戒、疏散、消滅火源等準備工作，適時利用大量高倍泡沫隔絕空氣、窒息滅火。

本起事故案例中消防人員通過關(guān)閥斷料的方式成功處置了泄漏事故。

5 結(jié)語

國內(nèi)天然氣事業(yè)增長勢頭強勁，使用槽車運輸LNG越來越多，杜絕此類事故需要我們加強承運商管理，監(jiān)督承運商履行安全職責，強化承運人員安全意識，自覺執(zhí)行各項操作規(guī)程，在重大作業(yè)現(xiàn)場實行雙確認、雙監(jiān)護制度，加強應(yīng)急演練，提高應(yīng)急處置能力。同時槽車儲罐作為特種設(shè)備政府和企業(yè)從設(shè)計、制造、安全、使用、檢驗、修理、改造7個環(huán)節(jié)全過程一體化的監(jiān)察制度，實現(xiàn)其閉環(huán)管理，防止在液體天然氣接卸現(xiàn)場出現(xiàn)泄漏事故，保證液體天然氣站場的安全。

參考文獻

[1] 徐志勝.安全系統(tǒng)工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[2] 楊帆.液化天然氣泄漏的事故樹分析[J].科技導報，2011，29（17）：45-47.

[3] 宋峰彬.液化天然氣接收站槽車區(qū)LNG泄漏事故樹分析[J].化學工程與裝備，2011（11）：188-189.

[4] 孫蘭會.關(guān)于事故樹的結(jié)構(gòu)重要度分析[J].科技通報，2015，31（4）：248-250.