油库静电火灾爆炸事故树分析

篇一：LNG储罐火灾、爆炸事故树分析

LNG储罐火灾与爆炸事故分析

根据顶时间确定原则，取“LNG储罐火灾、爆炸”作为顶事件。顶事件确定后，分析引起顶事件发生的最直接的、充分和必要的原因。引起LNG储罐火灾、爆炸有两种原因；

一是化学爆炸模式，即罐内LNG泄漏，遇空气、火源发生火灾、爆炸； 二是物理模式，即罐内压力急剧升高，罐体泄压系统失灵，压力超过罐体所能承受的压力，发生爆炸事故。

然后把引起顶时间发生的各种可能原因又分别看做顶事件，采用类似的方法继续推理往下分析，建立以逻辑门符号表示的LNG储罐火灾、爆炸事故树，如图2所示。

该事故树共考虑了25个不同的基本事件，各符号所代表的事件如下表所示。

LNG储罐火灾、爆炸事故树分析 3.1定性分析

定性分析是从事故树结构出发，分析各底时间的发生对顶时间发生所产生的影响程度。定性分析目的是找出事故树的所有最小割集，发现系统故障或导致顶时间发生的全部可能原因，并定性地识别系统的薄弱环节。最小割集时导致顶事件发生的必要且充分的基本事件的集合。得到事故树的所有最小割集如下：

X1X2X6，X1X2X7，X1X2X9，,X1X2X10，,X1X2X11，X1X2X17，X1X2X18，X1X2X21，X1X2X22，,X1X3X6，X1X3X7，X1X3X8，X1X3X9，X1X3X10，X1X3X11，X1X3X17，X1X3X18，X1X3X21，X1X3X22，X1X4X6，X1X4X7，X1X4X8，X1X4X9，X1X4X10，X1X4X11，X1X4X17，,X1X4X18，X1X4X21，X1X4X22，X1X5X6，X1X5X7，X1X5X8，X1X5X9，X1X5X10，X1X5X11，X1X5X17，X1X5X18，X1X5X21，X1X5X22，X1X2X12X13，X1X2X12X14，X1X2X12X15，X1X2X12X16，X1X3X14X19，X1X3X12X15，X1X2X12X16，

X1X3X14X19，X1X3X15X19，X1X3X16X19，X1X3X19X20，X1X4X12X13，X1X4X12X15，X1X4X12X16，X1X5X14X19，X1X5X14X19，X1X5X15X19，X1X5X16X19，X1X5X19X20，X23X24，X23X25

计算结果表明，LNG储罐火灾、爆炸事故树有2个二阶最小割集；40个三阶最小割集，32个四阶最小割集。由割集理论可知，一般情况下，割集中出现次数最多的因素，其结构重要度就越大，直接影响着系统的安全性、可靠性，为系统的薄弱环节。

3.2基本事件结构重要度分析

各基本事件或最小割集在顶事件发生的事故树结构上的重要度成为结构重要程度，即各基本事件或最小割集的发生对顶事件发生的贡献程度。

由于不需考虑事件的发生概率，通过事故树定性分析后，只计算事故树的结构重要度系数并对系数进行排序，就可知道底事件对顶事件的影响大小的顺序。一次计算公式如下：

Iψ（i）——第i个底事件的结构重要度系数； Kj——最小割集总数；

Nj——第i个底事件所在的最小割集kj的底事件总数； Xikj——第i个底事件属于第j个最小割集。

事故树计算分析系统计算出的该事故树各底事件的结构重要度系数大小为

Iψ（x1）=Iψ（x2）=.....Iψ（x5）=3.5

Iψ（x6）=.......Iψ（x11)=......Iψ（x14)=......Iψ（x18)=Iψ（x21)=Iψ（x22)=Iψ（x23)=1

=Iψ（x19）=2，Iψ（x13）=Iψ（x20）=Iψ（x24）=Iψ（x25）=0.5

从上述结果看出，在工程实际中，一次近似计算不能很好地解决影响因素相互交错问题，得出结果精确度不高。因而，基本事件的结构重要度系数计算可用二次近似计算公式：

1??

?1?1??I?(xi)?nj?1?2?xi?kj?

式中，各符号同上。利用上式求得各结构重要度系数分别为

1??1??

?1?1?1??0.999999859 ???I?(x1)?22??23?

?

1??1??

?...??1?1?1??0.980650174 ???I?(x2)I?(x5)?22??23?

?

1??

?...?????1?1??0.68359375 ?I?(x6)I?(x11)I?(x17)I?(x18)I?(x21)I?(x22)?24?

?1??

??1?1??0.881932913 ?I?(x12)I?(x19)?23?

?1??

??1?1??0.413818359 ?I?(x13)I?（x20）?23?

?1??

?...??1?1??0.656391084 ?I?(x14)I?(x16)?23?

?1?1?

??1?1?? ?I?(x24)I?(x25)?21?

?2

8416

4

10

8

40

32

各基本事件的结构重要度系数大小排序为

I

?(x1)

＞I?（x2）?...I?(x5)＞I?(x19)＞I?(x23)＞I?（x6）?...?I?（x11）?I?(x17)?I?(x18)

?I?(x21)?I?(x22)＞I?(x14)?I?(x15)?I?(x16)＞I?(x24)?I?(x25)＞I?(x13)?I?(x20)

由分析结果可知，爆炸极限的结构重要度就是X1的重要度系数，Iψ（x1）最大值，（Iψ（x1），...Iψ（x5），（Iψ（x12），Iψ（x19）），Iψ（x23），（Iψ（x6），...Iψ（x11），Iψ（x17），Iψ（x18），Iψ（x21），Iψ（x22）），（Iψ（x14），Iψ（x15），Iψ（x16））在结构重要度的排序中的数值也比较大。

4 结果分析及安全对策

防止LNG储罐发生火灾、爆炸事故，要从防止LNG泄漏和罐区火源两个方面入手，控制各底事件的发生，特别是结构重要度系数大的底事件，如“罐区通风不良”、“阀门密封失效”、“法兰密封失效”、“罐体损坏”、“误操作LNG泄漏”、“使用未带阻火器的汽车”、“罐区内吸烟”、“罐区违章动火”、“储罐压力超过安全极限”等底事件，从而达到预防储罐发生事故。应该采取相关措施如下：

1、加强对库区可燃性气体的含量检测，以及加强检测设备和报警设备的维护。

2、在罐区上加装喷淋设施和消防水幕，纺织罐体温度过高而引起罐内压力过载。

3、正确选择阀门、法兰以及罐体的安全附件的型号，保证设备的本质安全性。

4、加强阀门、法兰、储罐安全附件和罐体完整性、安全性检查，纺织因腐蚀等原因造成罐体开裂，预防泄漏。

5、加强安全检查，禁止在罐区内吸烟，严格执行LNG罐区的动火规章制度。 6、禁止在库内使用电子通信设备，严禁使用非防爆电气，并加强对防爆电气的安全性检查。

7、定期检查和检测防雷防静电设施及附件，保证期符合安全规定；严禁使用铁器和用铁器敲打地面、管线和设备。

8、严格控制LNG输入域输出的工艺参数，预防储罐超压。

9、上岗必须穿戴符合安全规定的防静电工作服和个体劳动防护用品。 10、加强人员的安全培训教育，重视事故中人的因素。因为大多数基本事件都与人的不安全行为有着直接或间接的关系。

篇二：事故树分析

油库静电火花造成油库火灾爆炸的事故树

上述事故树建立过程说明如下：

（1）确定顶上事件——“油库静电火灾爆炸”（一层）。 （2）调查爆炸的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“静电火花”和“油气达到可燃浓度”。这两个事件不仅要同时发生，而且必须在“油气达到爆炸极限”时，爆炸事件才会发生，因此，用“条件与”门连接（二层）。

（3）调查“静电火花”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油库静电放电”和“人体静电放电”。这两个事件只要其中一个发生，则“静电火花”事件就会发生。因此，用“或”门连接（三层）。

（4）调查“油气达到可燃浓度”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系，直接原因事件：“油气存在”和“库区内通风不良”。“油气存在”这是一个正常状态下的功能事件，因此，该事件用房形符号。“库区内通风不良”为基本事件。这两个事件只有同时发生，“油气达到可燃浓度”事件才会发生，故用“与”门连接（三层）。

（5）调查“油库静电放电”的直接原因事件、事件的性质同和逻辑关系。直接原因事件：“静电积聚”和“接地不良”。这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。

（6）调查“人体静电放电”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“化纤品与人体摩擦”和“作业中与导体接近”。同样，这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。

（7）调查“静电积聚”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油液流速高”、“管道内壁粗糙”、“高速抽水”、“油液冲击金属容器”、“飞溅油液与空气摩擦”、“油面有金属漂浮物”和“测量操作失误”。这些事件只要其中一个发生，就会发生“静电积聚”。因此，用“或”门连接（五层）。

（8）调查“接地不良”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“未设防静电接地装置”、“接地电阻不符合要求”和“接地线损坏”。这3个事件只要其中1个发生，就会发生“接地不良”。因此，用“或”门连接（五层）。

（9）调查“测量操作失误”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“器具不符合标准”和“静置时间不够”。这2个事件其中有1个发生，则“测量操作失误”就会发生。故用“或”门连接（六层）。

生产车间燃烧爆炸事故树模型图

顶上事件、中间事件符号，需要进一步向下分析的事件

基本事件符号，不能再向下分析的事件

正常事件符号，正常情况下存在的事件

或门，表示下层任何一件事情单独发生的时候，上层事件都会发生

与门，表示下层事件同时发生的时候，上层事件才会发生

生产车间燃烧爆炸事故树模型图

表2.3-1 生产车间火灾爆炸事故树符号含义

篇三：油库爆炸之----(静电)

表1 作业危害分析表

油库爆炸之----（静电）

当液相与固相之间，液相与气相之间，液相与另一不相容的液相之间以及固相和气相之间，由于流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、灌注、飞溅、剧烈晃动以及发泡等接触、分离的相对运动，都会在介质中产生静电。许多石油化工产品都属于高绝缘物质，这类非导电性液体在生产和储运过程中，产生和积聚大量的静电荷，静电聚积到一定程度就可发生火花放电。如果在放电空间还同时存在爆炸性气体，便可能引起着火和爆炸。油库静电引起火灾爆炸是一种恶性事故，因而对于油库中防静电危害具有非常重要的意义。因此，如何安全有效地管理和维修油库，提高油库的安全可靠性，已是当前油库安全管理工作所面临的一个重大课题。故障树分析法（FTA法）是分析复杂、大型系统安全可靠性的有效工具。通过油库静电故障树分析，可找出系统存在的薄弱环节，然后进行相应的整改，从而提高油库系统的安全性。

油库静电火花造成油库火灾爆炸的事故树的建立过程，如图1所示。

（1）确定顶上事件——“油库静电火灾爆炸”（一层）。

（2）调查爆炸的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“静电火花”和“油气达到可燃浓度”。这两个事件不仅要同时发生，而且必须在“油气达到爆炸极限”时，爆炸事件才会发生，因此，用“条件与”门连接（二层）。

（3）调查“静电火花”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油库静电放电”和“人体静电放电”。这两个事件只要其中一个发生，则“静电火花”事件就会发生。因此，用“或”门连接（三层）。

（4）调查“油气达到可燃浓度”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系，直接原因事件：“油气存在”和“库区内通风不良”。“油气存在”这是一个正常状态下的功能事件，因此，该事件用房形符号。“库区内通风不良”为基本事件。这两个事件只有同时发生，“油气达到可燃浓度”事件才会发生，故用“与”门连接（三层）。

（5）调查“油库静电放电”的直接原因事件、事件的性质同和逻辑关系。直接原因事件：“静电积聚”和“接地不良”。这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。

（6）调查“人体静电放电”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“化纤品与人体摩擦”和“作业中与导体接近”。同样，这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。

（7）调查“静电积聚”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油液流速高”、“管道内壁粗糙”、“高速抽水”、“油液冲击金属容器”、“飞溅油液与空气摩擦”、“油面有金属漂浮物”和“测量操作失误”。这些事件只要其中一个发生，就会发生“静电积聚”。因此，用“或”门连接（五层）。

（8）调查“接地不良”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“未设防静电接地装置”、“接地电阻不符合要求”和“接地线损坏”。这3个事件只要其中1个发生，就会发生“接地不良”。因此，用“或”门连接（五层）。

（9）调查“测量操作失误”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“器具不符合标准”和“静置时间不够”。这2个事件其中有1个发生，则“测量操作失误”就会发生。故用“或”门连接（六层）。

静电放电引起火灾爆炸必须具备以下四个条件：（1）有产生静电的来源；

（2）使静电得以积聚，并具有足够大的电场强度和达到引起火花放电的静电电压；（3）静电放电的能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量；（4）静电放电火花周围有爆炸性的混合物存在，其浓度必须处于爆炸极限内。反之，防止静电事故的措施是从控制这四个条件着手。控制前三个条件实质上是控制静电的产生和积累，是消除静电危害的直接措施。控制第四条件是消除或减少周围环境爆炸的危险，是防止静电危害的间接措施。 在油品的储运过程中，防止静电事故的安全措施主要有以下几个方面： 1 防止爆炸性气体的形成

大爆炸和火灾危险场所采用通风装置加强通风，及时排出爆炸性气体使浓度不在爆炸范围内，以防止静电火花引起爆炸。同时对应于爆炸浓度范围还与温度密切相关，把温度控制在爆炸温度范围之外也是防止静电引起爆炸的途径。对于油面空间不能采用正压通风的办法来防止爆炸性混合气体的形成，可采用惰性气体覆盖的方法（如氮气覆盖），或采用浮顶罐、内浮顶罐。浮顶罐或内浮顶罐虽可消除浮盘以下的油气空间，尤其是内浮顶罐浮顶上面含有较多可燃气体，但浮盘上部的可燃气体发生火花放电现象也应该予以重视。

2 加速静电泄漏，防止或减少静电聚积

静电的产生本身并不危险。实际的危险在于电荷的积聚，因为这样能储存足够的能量，从而产生火花将可燃性气体引燃。为了加速油品电荷的泄漏，可以接地、跨接以及增加油品的电导率。

2.1 接地和跨接

静电接地和跨接是为了导走或消除导体上的静电，是消除静电危害的最有效措施之一。静电接地的具体方法是把设备容器及管线通过金属导线和接地体与大地连通形成等电位，并有最小电阻值。跨接是指将金属设备以及各管线之间用金属导线相连造成等电位。显然，接地与跨接的目的在于人为地与大地造成的一个等电位体，不致因静电电位差造成引起危害。管线跨接的另一个目的是当有杂散电流时，给它以一个良好的通路，以免在断路处发生火花而造成事故。油罐取和油品作业区的管与管、管与罐、罐上的部件及其附近有可能感应带电的金属物体都应接地。根据《石油库设计规范》（GBJ74—84）和《石油化工企业设计防火规范》（GB50160—92）的规定，防静电接地装置的接地电阻不宜大于100Ω。

2.2 添加抗静电剂

油品容器的接地只能消除容器外壁的电荷，由于油品的电导率较小，油品表面及其内部的电荷很难靠接地泄漏。添加抗静电剂既可以增加油品的导电率、加速静电泄漏和导出，又可减少油品中积聚的电荷并降低油品的电位。

2.3 设置静电缓和器

静电缓和器又叫静电中和器，它是消除或减少带电体电荷的装置。其工作原理是它所产生的电子和离子与带电体上相反符号的电荷中和，从而消除静电危险。

3 防止操作人员带电

人体表皮有一定的电阻，如果穿着高电阻的鞋，因人体和衣服之间相互摩擦等原因，会使人体带电。因此，经常在油泵房、灌发油间及从事装卸作业的人员，应避免穿着化纤服装，最好穿着棉织品内外衣和穿防静电鞋。4 减少静电的产生

从目前的技术状况来看，还不能完全杜绝静电产生。对于防止石油静电危害来说，不能完全消除静电电荷的产生只能采取减少产生静电的技术措施。

4.1 控制油品的流速

油品在管道中流动产生的流动电荷和电荷密度的饱和值与油品流速的二次方成正比，因此控制流速（尤其是油品在进罐、灌装和加油时的流速）是减少油品静电产生的有效方法。根据《石油库设计规范》（GBJ74—84），装油鹤管的出口只有在被油品淹没后才可提高灌装流速，且汽油、煤油和轻柴油等油品的灌装流速不宜超过4.5m/s，初始灌装流速应低于1m/s。

4.2 控制加油方式

油罐从顶部溅装油时，油品必然要冲击油罐壁，搅动罐内油品，使其静电量急剧增加。实验表明，从顶部喷油装油产生静电量与底部进油产生的静电量之比为2：1。另外，顶部装油还会使油面局部电荷较为集中，容易发生放电。可见从油罐底部（或从顶部沿油罐壁伸至罐底）装油比顶部装油安全得多。

4.3 防止不同闪点的油品相混及控制清扫介质

不同油品或油中含有的水和空气之间发生摩擦而产生静电。同时，轻质

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