1 引言

近年來，“氣荒”的現(xiàn)象幾乎在每年冬春交疊之際都會(huì)大面積的暴發(fā)，由此很多城市都建設(shè)了LNG應(yīng)急儲(chǔ)氣調(diào)峰中心。全國LNG的使用量迅速增長，LNG儲(chǔ)氣站的建設(shè)使用也越來越普遍，然而LNG 儲(chǔ)罐存在著的泄漏、火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生，易造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境破壞，所以本文針對在建LNG儲(chǔ)罐項(xiàng)目進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分析。

在本文中，依據(jù)LNG的特有屬性以及LNG儲(chǔ)罐可能發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故，通過查閱相關(guān)資料，創(chuàng)建了LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸的事故樹系統(tǒng)，逐層討論LNG儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的所有原因事件和基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，從而采取一定的安全措施，為項(xiàng)目建設(shè)人員的合理決策提供一定的幫助。

2 LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故樹

以寧波鎮(zhèn)海在建LNG應(yīng)急氣源站為例，該LNG應(yīng)急氣源站設(shè)6只150m³地上立式LNG儲(chǔ)罐，儲(chǔ)存規(guī)模為900m³。針對LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性，選用事故樹分析法進(jìn)行定性定量分析，將LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸作為頂事件，逐層向下分析，建立LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故樹，見圖1，其中代號T為頂事件，F(xiàn)1～F28為中間事件，X1～X49為基本事件，詳細(xì)見表1。

圖1 LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故樹

表1 事故類型表

3 LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故樹分析

3.1 定性分析

通過找出事故樹的所有最小割集，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致頂事件發(fā)生的全部可能原因，并定性地識別系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)^[1]。

本文建立以“LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸”為頂事件的事故樹，該事故樹共9層，基本事件49個(gè)。采用布爾代數(shù)化簡得到本文LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故樹共有1個(gè)二階最小割集，330個(gè)三階最小割集，657個(gè)四階最小割集，324個(gè)五階最小割集。從割集理論可知，割集的階數(shù)與發(fā)生的可能性成反比。所以，該事故樹中的1個(gè)二階最小割集（X1X2）直接影響系統(tǒng)的安全性，是整個(gè)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)^［2］。

3.2 定量分析

結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)是從事故樹的結(jié)構(gòu)下手，分析各個(gè)基本事件在頂事件發(fā)生的事故樹上的重要程度，從而計(jì)算事故樹的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)，并排列出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序^［3］，知道基本事件對頂事件的影響大小，便于側(cè)重落實(shí)安全防護(hù)措施。

本文采用下列近似公式^[4]來計(jì)算該事故樹中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度：

式中：

——第i個(gè)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)；

——最小割集總數(shù)；

——第i個(gè)基本事件所在的最小割集的基本事件總數(shù)；

——第i個(gè)基本事件屬于第j個(gè)最小割集。

利用上式，并結(jié)合上述所有最小割集，可得出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)分別為：

各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)排序?yàn)椋?img title="1627522037608436.jpg" alt="1627521921(1).jpg" src="/backend/uploadfile/images/20210729/1627522037608436.jpg"/>

從上面的計(jì)算結(jié)果可知，值最大，在結(jié)構(gòu)重要度排序中的數(shù)值也大。

4 主要影響因素及預(yù)防措施

從上述結(jié)構(gòu)重要度排序的分析結(jié)果可以看出，要防止LNG儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，必須從防止LNG泄漏和罐區(qū)著火源兩個(gè)方面下手，控制各基本事件的發(fā)生，特別要注意結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)大的基本事件，如“雷擊”、“排風(fēng)設(shè)備損壞”、“罐區(qū)常年無風(fēng)”、“無排風(fēng)設(shè)備”、“罐體靜電積聚”、“液位高高開關(guān)失效”、“罐內(nèi)液體翻滾”、“出口閥門失效關(guān)閉”等基礎(chǔ)事件，從而達(dá)到預(yù)防儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故目的。為實(shí)現(xiàn)本質(zhì)化安全，在工程建設(shè)中的相關(guān)措施建議如下：

(1)罐區(qū)應(yīng)建設(shè)在開闊地帶，常年有流風(fēng)吹過，同時(shí)要對天氣情況進(jìn)行監(jiān)控；

(2)建設(shè)時(shí)要正確選擇閥門、排風(fēng)扇的型號，保證設(shè)備的完整性、安全性，防止設(shè)備失效；  

(3)建設(shè)及驗(yàn)收過程中，要嚴(yán)格檢測接地電阻值，且為避免整個(gè)場站僅一張地網(wǎng)，建設(shè)中建議將避雷塔與地下管網(wǎng)分為兩個(gè)系統(tǒng)。

5 總結(jié)

本文采用事故樹分析方法，系統(tǒng)地分析了能導(dǎo)致頂事件發(fā)生的49個(gè)不同的基本事件，定性定量分析了LNG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故的原因，得出了最小割集，確定了二階割集是LNG儲(chǔ)罐的薄弱環(huán)節(jié)，并計(jì)算分析了結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)，提出了幾點(diǎn)在工程建設(shè)時(shí)的針對性措施，為建設(shè)LNG場站時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)控制提供了一定的幫助。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 中石化集團(tuán)公司安全環(huán)保局編.石油化工安全技術(shù)—高級本[M].北京:中國石化出版社,2005.

[2] El-Sayed G O. Removal pf methylene blue and crystal violet from aqueous solutions by palm kernel fiber[J]. Desalination, 2011,272(1):225-232.

[3] 楊帆,陳保東,姜文全.液化天然氣泄漏的事故樹分析[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào),2011,29(17):45-47.

[4] 汪元輝.安全系統(tǒng)工程[M].天津:天津大學(xué)出版社,1999.