油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸事故樹分析

1、油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸事故樹分析 在油墨生產(chǎn)中，用到的原材料多數(shù)是一些易燃易爆的危險化學(xué)品。生產(chǎn)過程中引起火災(zāi)爆炸有許多因素，在爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境中電力裝置布設(shè)不合理、操作不當(dāng)或修理不到位引起火災(zāi)爆炸就是其中一個重要因素。電氣引起油墨生產(chǎn)火災(zāi)爆炸是一種惡性事故，對人員能造成龐大的傷害，對企業(yè)會帶來很大的損失。因此，合理布設(shè)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境中的電力裝置、正確操作電器設(shè)施、維護好電器設(shè)備是油墨生產(chǎn)安全管理中一個極重要的工作。了解和分析油墨生產(chǎn)中電氣引起火災(zāi)爆炸的各種原因和因素是這項安全管理工作中的一個重要內(nèi)容。事故樹分析法(FTA)是目前分析較復(fù)雜安全系統(tǒng)工程中重要的分析方法之一。通過油墨生產(chǎn)電氣

2、事故樹的分析，可以找出該系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié)，指出應(yīng)采用相應(yīng)的對策措施，從而達到防止火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的目的。 1.1 分析方法 事故樹(Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA)也稱故障樹，是一種描述事故因果關(guān)系的有方向的“樹，這種樹是一種邏輯分析過程，遵從邏輯學(xué)演繹分析原則。用邏輯“與 或邏輯“或門自上而下地分析導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的所有直接原因及互相的邏輯關(guān)系，找出事故的基本原因。它能對各種系統(tǒng)的危險性進行識別評價，既能用于定性分析，又能進行定量分析。它不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潛在原因。在判斷災(zāi)害、傷害的發(fā)生途經(jīng)及災(zāi)害、傷害之間的關(guān)系提供一種形象、簡明的表達形式，體

3、現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準確性和猜測性。事故樹分析方法是安全評價和事故猜測的一種較先進的分析方法。 1.2 分析步驟 事故樹分析有定性分析和定量分析二種。它的基本程序主要有以下幾個步驟： (1)熟悉系統(tǒng)：了解需要分析對象的系統(tǒng)工程狀態(tài)及各種參數(shù)。 (2)調(diào)查事故：收集事故案例，設(shè)定系統(tǒng)可能要發(fā)生的事故。 (3)確定頂上事件：找出后果嚴重且較易發(fā)生的對象作為頂上事件。 (4)確定目標值：依據(jù)經(jīng)驗和事故案例，確定要控制的事故目標值 (5)調(diào)查原因事故：調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因事件的各種因素。 (6)畫出事故樹：從頂上事件起，找出各級直接原因事件，按其邏輯關(guān)系，畫出事故樹。 (7)定

4、性分析：按事故樹結(jié)構(gòu)進行布爾代數(shù)計算，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，并進行分析。 以上為定性分析的基本步驟。假設(shè)要進一步進行定量分析，還需要增加以下三個步驟。 (8)求出事故發(fā)生概率：確定所有原因發(fā)生概率，進而求出頂上事件發(fā)生概率。 (9)進行比較：對可修理系統(tǒng)進行討論對比，對不可修理系統(tǒng)求出頂上事件發(fā)生概率即可。 (10)定量分析結(jié)論。 目前在事故樹分析中，一般都合計到第七步進行定性分析為止，也可取得較好效果。 筆者在收集、整理有關(guān)資料，消化油墨生產(chǎn)工藝，對照國家有關(guān)標準、規(guī)范、規(guī)程后，繪制出油墨生產(chǎn)中電氣引起火災(zāi)爆炸的事故樹，見圖1。 圖1 油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸事故樹 2.2 油墨生產(chǎn)電氣火

5、災(zāi)爆炸事故樹建造過程 2.2.1確定頂上事件：油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸 2.2.2找出火災(zāi)爆炸的直接原因事件，確定各事件之間的邏輯關(guān)系。 (1)導(dǎo)致油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸的直接原因事件有：“電器設(shè)備火花、“電氣線路火花、“靜電火花、“雷電火花和“車間油氣達到爆炸極限。各事件的邏輯關(guān)系是：在“車間油氣達到爆炸極限事件發(fā)生條件下，“電器設(shè)備火花、“電氣線路火花、“靜電火花、“雷電火花中任意一個事件發(fā)生，火災(zāi)爆炸就會發(fā)生，用“條件或門連接。 (2)導(dǎo)致“電器設(shè)備火花發(fā)生的直接原因事件有：“電器設(shè)備不防爆和“防爆設(shè)施損壞。這二個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生，“電器設(shè)備火花 事件就會發(fā)生，用“或門連

6、接。 (3)導(dǎo)致“電氣線路火花 發(fā)生的直接原因事件有：“電線分支接點接觸不良、“電線過負荷起火和“電線短路起火。這三個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生，“電氣線路火花 事件就會發(fā)生，用“或門連接。 (4)導(dǎo)致“電線過負荷起火發(fā)生的直接原因事件有：“過負荷保護裝置未裝或失靈、“超壓或超載和“電線載流量過小。這三個事件的邏輯關(guān)系是：在三個事件同時發(fā)生時，“電線過負荷起火事件才會發(fā)生，用“與門連接。 (5)導(dǎo)致“電線短路起火發(fā)生的直接原因事件有：“短路保護裝置未裝或失靈和“電線相間短路。這二個事件的邏輯關(guān)系是：在二個事件同時發(fā)生時，“電線短路起火事件才會發(fā)生，用“與門連接。 (6) 導(dǎo)致“電線

7、相間短路“發(fā)生的直接原因事件有“過壓過流擊穿、“電線緣破壞和“意外碰相。這三個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生時，電線相間短路就發(fā)生，用或門連接。 (7)導(dǎo)致“靜電火花發(fā)生的直接原因事件有：“人體靜電火花和“設(shè)備靜電放電。這二個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生，“靜電火花事件就會發(fā)生，用“或門連接。 (8)導(dǎo)致“人體靜電火花發(fā)生的直接原因事件有：“化纖品與人體磨擦和“積存電壓達放電值。這二個事件的邏輯關(guān)系是：在二個事件同時發(fā)生時，“人體靜電火花事件才會發(fā)生，用“與門連接。 (9)導(dǎo)致“設(shè)備靜電放電發(fā)生的直接原因事件有：“靜電積存和“接地不良。這二個事件的邏輯關(guān)系是：在二個事件同時發(fā)

8、生時，“設(shè)備靜電放電事件才會發(fā)生，用“與門連接。 (10)導(dǎo)致“靜電積存發(fā)生的直接原因事件有：“設(shè)備或物料存在靜電磨擦和“靜電積存達放電值。這二個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生，“靜電積存事件就會發(fā)生，用“或門連接。 (11)導(dǎo)致“接地不良發(fā)生的直接原因事件有：“設(shè)備未設(shè)防靜電裝置和“設(shè)備接地線失效。這二個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生，“接地不良事件就會發(fā)生，用“或門連接。 (12)導(dǎo)致“雷電火花發(fā)生的直接原因事件有：“未設(shè)防雷裝置和“防雷接地線失效。這二個事件的邏輯關(guān)系是：只要其中一個事件發(fā)生，“雷電火花事件就會發(fā)生，用“或門連接。 對事故樹結(jié)構(gòu)進行布爾代數(shù)計算，求出最小割

9、集或最小徑集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，并進行分析，這是事故樹分析法中重要的一個環(huán)節(jié)。 3.1 采納布爾代數(shù)化簡，求出事故樹中的最小割集或最小徑集。 事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)： T = X18(X1+ X2) + ( X3+ X4X5 X6+X7(X8 +X9+ X10)+X11 X12+ ( X12+X13 )( X14+X15 )+ ( X16 +X17) 經(jīng)過運算得到如下12個最小割集： (X1，X18)，(X2，X18)，(X3，X18)，(X4，X5，X6 ，X18)，(X7，X8，X18)，(X7 ，X9，X18)，(X7，X10，X18)，(X11 ，X12，X18)，(X12 ，X1

10、4，X18)，(X12 ，X15，X18)，(X13，X14 ，X18)，(X13，X15，X18)，(X16，X18)，(X17，X18) 每一個最小割集代表一個事件可能發(fā)生的模式。 3.2 確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度 確定基本事件的結(jié)構(gòu)重要度可以用近似判別式：I(i)=Ki1/2n-1，XK，其中，I(i)：基本Xi的重要系數(shù)近似判別值：Ki：包含Xi的割集；n：基本事件Xi所在割集中基本事件的個數(shù)。 依據(jù)以上近似判別式，可以確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度： I(18)= 37/8 I(7)=I(12)=1/23-1 + 1/23-1 + 1/23-1 =3/4 I(1)=I(2)=I(3)=

11、 I(13)=I(14)=I(15)=I(16)=I(17)= 1/22-1 = 1/2 I(8)=I(9)=I(10)=I(11)= 1/23-1 = 1/4 I(4)=I(5)=I(6)= 1/24-1 = 1/8 所以結(jié)構(gòu)重要度的順序是：I(18) I(7)=I(12) I(1)=I(2)=I(3)= I(13)=I(14)=I(15)=I(16)=I(17) I(8)=I(9)=I(10)=I(11) I(4)=I(5)=I(6) 3.3 對基本事件結(jié)構(gòu)重要度的分析 從以上所列的順序可以說明：車間油氣達到爆炸極限的結(jié)構(gòu)重要度為最大，短路保護裝置未裝或失靈，靜電積存構(gòu)成的損壞次之；防爆設(shè)

12、施損壞，電器設(shè)備不防燭，電線分支接點接觸不良，設(shè)備或物料存在靜電摩擦，設(shè)備未設(shè)防靜電裝置，設(shè)備接地線失效，未設(shè)防雷裝置和防雷接地失效等構(gòu)成的損壞較?。贿^負荷保護裝置未裝或失靈，超壓或超載，電線載流量過小等構(gòu)成的損壞最小。由此，我們可針對以上基本事件的結(jié)構(gòu)重要度采用相應(yīng)措施，防止頂上事件(油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸)的發(fā)生。 針對以上分析結(jié)果，筆者提出以下預(yù)防油墨生產(chǎn)電氣火災(zāi)爆炸事故發(fā)生應(yīng)采用的措施： 4.1 防止車間油氣達到爆炸極限 油氣達到爆炸極限是電氣火災(zāi)爆炸事故的必要條件，因此，防止油墨生產(chǎn)車間油氣達到爆炸極限是防止電氣火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的最重要一個措施。主要應(yīng)采用以下措施： (1)采納較先進的

13、生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程，使生產(chǎn)過程中盡量避免油氣從容器中泄漏出來。 (2)加強生產(chǎn)車間的通風(fēng)。如采用強制通風(fēng)設(shè)施，使車間內(nèi)的油氣能較快地散發(fā)到車間外，降低車間內(nèi)油氣的濃度。 (3)為了防止車間油氣達到爆炸極限，在車間內(nèi)設(shè)置可燃性氣體報警儀，監(jiān)視油氣濃度，一旦出現(xiàn)險情，可馬上采用應(yīng)急措施。 4.2 電器設(shè)備應(yīng)采納防爆型 (1)電器設(shè)備在操作和工作過程中會產(chǎn)生電氣火花，防爆型電器設(shè)備能使電器設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的火花不散發(fā)到外界空間中去。因此，在爆炸危險區(qū)域內(nèi)的電器設(shè)施應(yīng)采納防爆型。包括電動機、控制開關(guān)、控制按鈕、控制箱、照明燈具等。 (2)對防爆型電器要進行定期檢查，檢查電器裝置是否有損壞，要堅持它的完好性

14、，起到應(yīng)有的防爆作用。 4.3 電氣線路布置應(yīng)規(guī)范 (1)分支接點接觸不良會使該接點發(fā)熱或產(chǎn)生火花，容易導(dǎo)致局部電線保護層起火。因此，電線中途盡量避免分支產(chǎn)生接點，確實需要分支，應(yīng)在配電箱或控制箱內(nèi)專用接線板上進行分支。 (2)電線相間短路會產(chǎn)生火花或在短時間內(nèi)使電線保護層起火。因此，電氣線路應(yīng)采納沿墻或橋架方式進行布置，避免電線懸空懸掛，電線要用阻燃套管保護。這樣能避免電線布置中的電線相與相或相與地之間短路的發(fā)生。 (3)電線載流量過小，在過負荷運行時會使電線發(fā)熱，容易引起電線保護層起火。電線的載流量應(yīng)依據(jù)負荷大小確定，電線的載流量不得小于制定載流量。 4.4 防雷設(shè)施完好 未設(shè)防雷裝置或防

15、雷接地線損壞會在雷擊時，建筑物容易被雷擊中產(chǎn)生激烈的火花或電線起火，釀成重大事故。因此，車間所在的建筑物應(yīng)設(shè)防雷裝置，其防雷的接地電阻應(yīng)經(jīng)檢測符合要求，并且應(yīng)定期對防雷裝置進行檢查是否完好，發(fā)現(xiàn)防雷接地線損壞應(yīng)及時修復(fù)。 4.5 防止生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生靜電放電 生產(chǎn)油墨的原料在金屬容器內(nèi)進行拌料或用設(shè)備進行細磨時會產(chǎn)生靜電，這類靜電積存到一定能量時容易與金屬容器或金屬設(shè)備之間發(fā)生放電，繼而產(chǎn)生火花。為了防止生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生靜電放電，必須將金屬容器、生產(chǎn)設(shè)備的金屬外殼接地，使拌料或細磨時產(chǎn)生的靜電有一個優(yōu)良的入地通道，不使靜電積存，從而避免設(shè)備發(fā)生靜電放電。同時對防靜電的接地線要定期進行檢查，發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時修復(fù)。 4.6 防止人體發(fā)生靜電火花 人穿著化纖服裝工作，由于化纖品易在磨擦過程中產(chǎn)生