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2.1.4故障树分析

故树分析（AccidentTreeAnalysis，简称ATA）方法起源于故障树分析（简称FTA），是安全系统工程的重要分析方法之一，它是运用逻辑推理对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。

用它描述事故的因果关系直观、明了。

思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。

在风险管理领域常用于企业风险的识别和衡量。

2.1.4.1求最小割集

T=M1M2=（M3+M4）（X5X6）=（X1+X2+X3+X4）X5X6=X1X5X6+X2X5X6+X3X5X6+X4X5X6

最小割集为:

X1X5X6;

事件名称：

未定期更换管道；

静电荷积聚；

管道破裂处与泄漏的氢气摩擦产生静电压。

X4X5X6;

未设紧急切断阀；

X3X5X6;

堵漏不成功；

X2X5X6;

管理存在漏洞；

2.1.4.2求最小径集

将事故树中的与门变为或门，或门变为与门，转化为成功树；

求解出来的最小割集即为所求的最小径集：

T’=M1+M2=M3M4+X5+X6=X1X2X3X4+X5+X6

所求最小径集为：

X1X2X3X4；

事件名称：

未设紧急切断阀。

X5；

静电荷积聚。

X6；

2.1.4.3结构重要度分析

此事故树的结构重要度是：

I

（1）=0.083

未定期更换维修管道的结构重要度是:

0.083

I（5）=0.33

静电荷积聚的结构重要度是:

0.33

I（6）=0.33

管道破裂处与氢气泄漏产生静电压的结构重要度是:

I（3）=0.083

未能成功堵漏的结构重要度是:

I（4）=0.083

未设紧急切断阀的结构重要度是:

.0833********

管理存在漏洞的结构重要度是:

结构重要度顺序为：

I（5）=I（6）>

I

（1）=I（3）=I（4）=I

（2）

事件名称是：

静电荷积聚=管道破裂处与氢气泄漏产生静电压>

未定期更换维修管道=未能成功堵漏=未设紧急切断阀=管理存在漏洞

成功树

2.1.5事故教训与防范措施：

这起事故的发生，主要在于设备、设施的安全管理存在缺陷，未能及时发现管道隐藏的事故隐患，也未能及时维护更换。

在防范措施上要做到：

（1）切实加强设备的安全管理，对容易造成腐蚀、破损的管道、阀门等，要定期进行技术分析和系统检漏，并利用设备周期大检修之际彻底检修。

（2）在工厂防火防爆区内严禁明火，进入该区域人员应穿防静电服或纯棉工作服；

在该区域内严禁使用手机等通信设备；

防火防爆区内电气设施包括照明灯具、开关应为防爆型，电线绝缘良好、接头牢靠；

防火防爆区内严禁存在暴露的热物体。

（3）加强相关安全技术知识的培训，提高职工对有关设备危险性的认识，建立健全各项规章制度，认真贯彻执行有关安全规程。

（4）制定应急预案，加强应急预案的演练，提高企业管理人员处理紧急情况的能力。

在这起事故中，如果能及时撤出生产人员，就会减少人员伤亡

2.1.6氢气的危险性分析

2.1.6.1主要危险性—爆炸性

氢气与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。

气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。

灭火方法：

切断气源。

若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。

喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。

灭火剂：

雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。

2.1.6.2模拟计算

（1）爆炸反应当量浓度。

爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例，在恰好能发生完全的化合反应时，则爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大。

实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度，这是因为爆炸性混合物通常含有杂质。

　可燃气体或蒸气分子式一般用C—α，H-β，O-γ表示，设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n，则燃烧反应式可写成：

CαHβOγ+nO2→生成气体

　按照标准空气中氧气浓度为20．9％，则可燃气体在空气中的化学当量浓度X（％），可用下式表示：

可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo（％），可用下式表示：

（2）爆炸下限和爆炸上限。

各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限，可用专门仪器测定出来，或用经验公式估算。

爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入，其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成，而无法考虑其他一系列因素的影响，但仍不失去参考价值。

根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限，其经验公式如下。

　　爆炸下限公式：

（体积）

　　爆炸上限公式：

式中L下——可燃性混合物爆炸下限；

　　L上——可燃性混合物爆炸上限；

　　n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。

（3）影响爆炸极限的因素

混合系的组分不同，爆炸极限也不同。

同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化。

一般规律是：

混合系原始温度升高，则爆炸极限范围增大，即下限降低、上限升高。

因为系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。

系统压力增大，爆炸极限范围也扩大，这是由于系统压力增高，使分子间距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更易进行。

压力降低，则爆炸极限范围缩小；

当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时对应的压力称为混合系的临界压力。

压力降至临界压力以下，系统便不成为爆炸系统（个别气体有反常现象）。

混合系中所含惰性气体量增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体浓度提高到某一数值，混合系就不能爆炸。

容器、管子直径越小，则爆炸范围就越小。

当管径（火焰通道）小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中断熄灭。

火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径。

点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大。

除上述因素外，混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围。

2.1.6.3泄漏处理

　　迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。

切断火源。

建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。

尽可能切断泄漏源。

合理通风，加速扩散。

如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。

漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

2.1.6.4储运注意事项

易燃压缩气体。

储存于阴凉、通风的仓间内。

仓内温度不宜超过30℃。

远离火种、热源。

防止阳光直射。

应与氧气、压缩空气、卤素（氟、氯、溴）、氧化剂等分开存放。

切忌混储混运。

储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外，配备相应品种和数量的消防器材。

禁止使用易产生火花的机械设备工具。

验收时要注意品名，注意验瓶日期，先进仓的先发用。

搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。

2．2莘县化肥有限责任公司“7.8”液氨泄漏事故——事件树分析

2.2.1事故概述

2002年7月8日凌晨0点20分，一辆个体液氨罐车，在莘县化肥有限责任公司液氨库区灌装场地进行液氨灌装，到凌晨2点左右灌装基本结束时，液氨连接导管突然破裂，大量液氨泄漏。

2.2.2事故经过

莘县化肥有限责任公司于2002年1月25日经莘县工商行政管理局批准注册成立，是由鲁西化工集团总公司控股，吸收自然人参股组成的，具有独立法人地位的有限责任公司。

公司注册资本740万元，其中，鲁西化工集团总公司出资720万元。

主要设备为合成氨生产线，年生产规模为4万吨，主要商品为液氨和碳酸氢铵。

企业现有干部职工540人。

驾驶员吩咐押运员立即关闭灌装区西侧约64米处的紧急切断阀，自己迅速赶到罐车尾部，对罐车的紧急切断装置采取关闭措施，一边与厂值班人员联系并电话报警。

2时09分，接到报警后，公安、消防等部门及县委、县政府主要领导先后赶到现场，组织事故抢险和群众疏散。

同时，企业值班领导组织职工对生产系统紧急停车。

4时40分，消防官兵将液氨罐车2个制动阀门和1个灌装截止阀关闭。

抢险搜救工作一直持续到６点３０分。

参与抢险搜救的干部、群众和公安、消防干警500多名，车辆32部，共解救、疏散群众2000余人。

。

2.2.3事故分析

经分析，发生事故的原因有以下四个方面：

（1）液相连接导管破裂是造成事故的直接原因。

初步查明，液相连接导管供货单位是河北省无生产许可证的一家镇办企业。

经公安部门侦察鉴定，液相连接导管破裂排除了人为破坏因素。

从发生事故前的记录看，液相连接导管的工作压力、温度及使用期限均未超出规定范围，是在正常使用条件下发生的破裂，这是造成这起事故的直接原因。

（2）液氨罐车上的紧急切断装置失灵是液氨泄漏扩大的主要原因。

事故发生后，氨库西侧约６４米处的紧急切断阀很快被关闭，防止了液氨储槽中液氨的继续泄漏。

虽然驾驶员对罐车上的紧急切断阀采取了紧急切断措施，但由于该装置失灵，致使罐车上液氨倒流泄漏，导致事故的进一步扩大。

（3）液氨罐区与周围居民区防护间距不符合规范要求，是导致事故伤亡扩大的重要原因。

根据《小型氨肥厂卫生防护标准》（GB11666-89）和当地气象条件，卫生防护距离要求为1000米,而实际最近距离不足25米，远远低于规范要求。

因此，液氨罐区与周围居民区防护间距不符合规范要求，是导致事故伤亡扩大的重要原因。

（4）安全管理制度和责任制不落实是发生事故的重要原因。

企业在采购液相连接导管过程中，没有严格执行规章制度，把关不严，致使所购产品为无证厂家生产的产品，给安全生产造成严重隐患。

企业制定的《液氨充装安全管理规定》要求，“液氨车辆来厂后，由当班调度负责检查《液化气体罐车使用证》、《危险品运输许可证》、《驾驶证》、《押运证》等有关证件是否齐全、合格，不合格者拒绝充装。

”而该液氨罐车仅有《驾驶证》、《押运证》、《操作证》、《液化气体罐车使用证》，未办理《危险品运输许可证》，手续不全；

规定还要求，“来厂车辆必须保证安全阀、液位计、压力表、紧急切断阀、进出口阀、手动放空阀、排污阀的完备、好用，由调度带领氨库操作工进行检查。

符合规定由调度填写充装安全许可证并签字，否则不许充装。

”而企业提供不出该车的充装安全许可证。

以上看出，企业虽然有《规定》，但未严格执行，安全制度不落实，这是发生事故的重要原因。

2.2.4事件树分析

事件树分析（EventTreeAnalysis）法是一种逻辑的演绎法，它在给定一个初因事件的情况下，分析此初因事件可能导致的各种事件序列的结果，从而定性与定量的评价了系统的特性，并帮助分析人员以获得正确的决策。

绘制事件树

造成较小事故

2.2.5事故教训与防范措施

经分析认为应从以下几个方面认真汲取事故的教训：

（1）高度重视气体充装单位的安全生产管理工作。

无论是压缩气体还是液化气体，都是危险化学品，气体充装单位都是危险化学品生产单位。

液氨泄漏事故的预防与应对，应当引起高度重视。

充装企业应该严格执行《危险化学品安全管理条例》和有关法规、标准，认真落实相关规定，做到安全生产。

（2）气体充装必须严格执行有关法规、标准、制度。

1、所有气瓶充装单位必须持有《气瓶充装注册登记证》，无证不得进行气瓶充装作业。

2、液氨槽车充装必须做到：

①制定科学、合理的《液氨充装安全管理规定》，并严格执行。

②符合运输危险化学品的有关规定，证件齐全，安全设施完好。

③输氨橡胶软管必须使用具有生产许可证的企业的合格产品，质量符合国家标准（GB/T16591-1996），充装前检查软管是否完好。

④充装人员、押运员经过专业培训并持证上岗，充装时必须坚守岗位。

⑤充装岗位配备防毒面具及防毒呼吸器。

⑥充装量不得超过设计允许的最大充装量。

⑦充装过程中确保槽车稳定。

⑧制定《重大液氨泄漏事故应急救援预案》并定期演练。

（3）生产、储存危险化学品的企业的周边防护距离必须符合国家标准，否则极易造成隐患，危害性极大。

《危险化学品安全管理条例》第八条、第十条对危险化学品生产、储存企业的建设条件及与周边场所的防护距离，都做出了明确规定。

提出了已建危险化学品的生产装置和储存数量构成重大危险源的储存设施不符合前款规定的，由所在地设区的市级人民政府负责危险化学品安全监督管理综合工作的部门监督其在规定期限内进行整顿；

需要转产、停产、搬迁、关闭的，报本级人民政府批准后实施。

各级政府应该高度重视，依法履行职责，按照《条例》规定必须立即排查，制定整改意见。

（4）提高认识，强化措施，加强企业安全管理，严格执行各项规章制度，落实各项安全生产操作规程，严禁不合管理规定的车辆进行液氨灌装。

2.2.6液氨危险性分析

2.2.6.1主要危险性

毒性：

液氨，是一种有刺激臭味的无色有毒气体，极易溶于水，水溶液呈碱性，易液化，一般液氨可作致冷剂，接触液氨可引起严重冻伤。

氨气能侵袭湿皮肤、粘膜和眼睛，可引起严重咳嗽、支气管痉挛、急性肺水肿，甚至会造成失明和窒息死亡。

爆炸性：

泄漏出的氨气的爆炸极限为15.7～27.4%，其火灾危险性属于乙类2项物品。

液氨为液化状态的氨气，是在适当压力下由氨气液化成液氨，一般储存于钢瓶或储罐中，在储存、运输、使用等环节，应当采取必要的防火措施，防止发生泄漏爆炸事故。

因此，氨气与空气或氧气混和会形成爆炸性混合物，储存容器受热时也极有可能发生爆炸。

2.2.6.2模拟分析

泄漏流量的计算，要估算液氨的泄漏范围,首先要确定其泄漏质量流量。

如

前面所分析,液氨是按加压液化的工艺储存在储罐中,因此可

以应用液体经小孔泄漏的源模式计算泄漏质量流量,其公式

为

液氨蒸发为气体之后在大气中的扩散,可以采用高斯扩散模型进行泄漏物浓度估计。

液氨从装卸软管中泄漏,可以当作零高度连续地面点源气体扩散。

设泄漏点为坐标原点,取平均风速的顺风方向为轴正方向,轴为侧风方向,垂直向上为轴正方向。

于是浓度分布公式为：

。