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文檔簡介

1、(1) 事故樹分析法FTA事故樹-最小割集-結(jié)構(gòu)重要度-事故結(jié)論-敘述事故樹基本事件的防范措施1:對液化石油氣儲罐銷爆處理過程中可能發(fā)生的火災(zāi)或爆炸事故進(jìn)行安全評價(jià),預(yù)先分析和判斷設(shè)備和工人操作中可能發(fā)生的危險(xiǎn)及可能導(dǎo)致燃燒爆炸災(zāi)害的條件,并制定安全預(yù)防對策措施 事故樹中各代碼的含義:T,火災(zāi)或爆炸事故;X4,射頻電(如手機(jī)等);A,點(diǎn)火源;X5,惰性氣體置換;B,LPG(液化石油氣)泄漏;X6,水置換;C,靜電;X7,水沖洗;D,LPG儲罐靜電放電;X8,水蒸氣沖洗;a,LPG達(dá)到極限;X9,人體靜電放電;X1,明火;X10,水沖洗過程水流太快;X2,撞擊火花;X11,靜電積累;X3,電火花

2、;X12,接地不良。答:第一步:分析邏輯關(guān)系T,火災(zāi)或爆炸事故;A,點(diǎn)火源;B,LPG(液化石油氣)泄漏;C,靜電D,LPG儲罐靜電放電;a,LPG達(dá)到極限X1,明火X2,撞擊火花X3,電火花;X4,射頻電(如手機(jī)等;X5,惰性氣體置換;X6,水置換;X7,水沖洗;X8,水蒸氣沖洗;X9,人體靜電放電;X10,水沖洗過程水流太快;X11,靜電積累;X12,接地不良。第二步:選取“火災(zāi)或爆炸事故”作為頂上事件,繪制火災(zāi)或爆炸事故樹2.事故樹分析,結(jié)構(gòu)函數(shù)式:T=ABa=ax1x5+ax1x6+ax1x7+ax1x8+ax2x5+ax2x6+ax2x7+ax2x8+ax3x5+ax3x6+ax3x

3、7+ax3x8+ax4x5+ax4x6+ax4x7+ax4x8+ax9x5+ax9x6+ax9x7+ax9x8+ax10x11x12x5+ax10x11x12x6+ax10x11x12x7+ax10x11x12x83.通過事故樹分析,得到24個(gè)最小割集a,x1,x5a,x10,x11,x12,x84.根據(jù)事故樹最小割集結(jié)果,選擇結(jié)構(gòu)重要度近似判別式則有如下結(jié)果:I(a)=1-(1-1/2(3-1)20×(1-1/2(5-1)420個(gè)割集中包含a事件,這20個(gè)割集中,每個(gè)包含3個(gè)基本事件4個(gè)割集中包含a事件,這4個(gè)割集中,每個(gè)包含5個(gè)基本事件5.評價(jià)結(jié)論由計(jì)算結(jié)果可以看出,LPG達(dá)到爆

4、炸極限是銷爆過程中發(fā)生火災(zāi)或爆炸的主要因素,條件事件a結(jié)構(gòu)重要度最大,是燃爆事故發(fā)生的最重要條件,因此,在銷爆過程中必須采取必要的預(yù)防措施,避免LPG達(dá)到爆炸極限。6.制定事故預(yù)防措施通過對LPG火災(zāi)爆炸事故的分析與評價(jià),可以看出在液化石油氣儲罐銷爆過程中存在很多危險(xiǎn)因素,由于LPG的相對密度較大,不易向上逸散,如果發(fā)生泄漏,會像水一樣往低洼處流動,并積存在低洼處不易被風(fēng)吹散,或沿地面任意飄逸,液化氣的爆炸下限小于2%,在爆炸范圍內(nèi)火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_(dá)每秒數(shù)千米,這就增加了火災(zāi)的危險(xiǎn)性和破壞性,為確保銷爆工作安全順利進(jìn)行,根據(jù)事故樹分析提出相應(yīng)的安全預(yù)防措施。1) 強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)和管理。對進(jìn)入現(xiàn)場操

5、作的工人進(jìn)行培訓(xùn),要求持證上崗,確保進(jìn)入現(xiàn)場的人員都必須做到:懂原理、懂構(gòu)造、懂性能、懂工藝流程、會操作、會排出故障。銷爆現(xiàn)場必須嚴(yán)格執(zhí)行工房定員、定量制度。2) 消除點(diǎn)火源。所有現(xiàn)場工作人員必須穿戴防靜電工作服,禁止穿釘鞋進(jìn)入銷爆現(xiàn)場,禁止將通信工具,如手機(jī)登帶入現(xiàn)場,工作中要做到輕拿輕放,嚴(yán)禁明火作業(yè),嚴(yán)禁敲打、錘擊管線、設(shè)備。3) 采取惰化防爆技術(shù)措施,用惰性氣體置換儲罐內(nèi)LPG時(shí),要派2-3名責(zé)任心強(qiáng)、有多年工作經(jīng)驗(yàn)的工人操作,其余人員撤到警戒線外。4) 采取以外事故預(yù)防和應(yīng)急措施:在整個(gè)銷爆過程中,所有消防器材都必須到位,并制定較周密細(xì)致的滅火方案。清理儲罐時(shí),現(xiàn)場有消防車和救護(hù)車執(zhí)

6、勤,消防員必須了解滅火預(yù)案。5) 采取有效的安全警戒措施:在現(xiàn)場外劃定危險(xiǎn)范圍,派專人警戒,禁止車輛和無關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場。四:針對在煤氣管線運(yùn)營過程中曾經(jīng)發(fā)生過的事故及可能的原因,管線發(fā)生穿孔、開裂造成煤氣泄漏事故的情況進(jìn)行分析,分析結(jié)果如下: 管道存在缺陷、管道腐蝕穿孔、外力破壞、人為操作失誤、管線內(nèi)超壓、閥門泄漏等原因是造成管道穿孔開裂泄漏事故發(fā)生的主要原因,管道腐蝕穿孔則是由于腐蝕嚴(yán)重和日常管理維護(hù)不力造成的;外力破壞來自人力破壞和地震、雷電等自然災(zāi)害;管道缺陷由材質(zhì)缺陷和施工缺陷引起,材質(zhì)缺陷包括強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合規(guī)定、管材選擇不當(dāng)、管材質(zhì)量差等三種類型,管材質(zhì)量差是由于制造加工質(zhì)量差和使用前

7、未檢測造成的,施工缺陷則包括安裝質(zhì)量差、焊接質(zhì)量差、撞擊擠壓破壞三個(gè)原因。問題:1. 試述事故樹分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)2. 根據(jù)場景,利用事故樹分析管線穿孔開裂造成煤氣泄漏事故的原因,編制事故樹圖,求出最小割集,排出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序,并計(jì)算頂上事件的發(fā)生概率,(各基本事件發(fā)生概率相等,均為0.1)。答:1. 事故樹分析法的優(yōu)缺點(diǎn)1) 優(yōu)點(diǎn):是一種圖形演繹法,在一定條件下進(jìn)行邏輯推理的方法,能清晰地說明系統(tǒng)的實(shí)效狀態(tài),把系統(tǒng)的故障與組成系統(tǒng)部件的故障有機(jī)地聯(lián)系在一起,通過它可以找出系統(tǒng)的全部可能的實(shí)效狀態(tài)。形象化對不曾參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的管理、運(yùn)行人員是一種直觀的教育。2) 缺點(diǎn):分析需要花費(fèi)大量

8、的人力、物力和時(shí)間,有時(shí)也會發(fā)生遺漏和邏輯推理的缺陷和錯(cuò)誤。由于受到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的不確定性的影響,在定量分析中有很大困難。2.1)編制事故樹圖2) 求最小割集3) 結(jié)構(gòu)重要度分析單事件最小割集中的基本事件結(jié)構(gòu)重要度大于所有高階最小割集中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度僅在同一最小割集中出現(xiàn)的所有基本事件,結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)相等,因此,得出以下排序:4) 求頂上事件發(fā)生概率按直接分步法計(jì)算5) 預(yù)防措施由煤氣管道泄漏事故樹分析可知,有9個(gè)基本事件可直接導(dǎo)致管道泄漏事故發(fā)生,因此對以下幾類事件應(yīng)重點(diǎn)管理和監(jiān)控:強(qiáng)度設(shè)計(jì)不符合規(guī)定、管材選擇不當(dāng)、安裝質(zhì)量差、焊接質(zhì)量差、撞擊擠壓破損、操作失誤、閥門泄漏等。還要盡量避免初

9、始缺陷和施工缺陷,并加強(qiáng)操作和日常檢查的監(jiān)督和管理。1. 布爾代數(shù)基本運(yùn)算律“與”是交集=乘,“或”是并集=加(3)分配率:A(BC)=(AB)(AC)(加對乘分配) (4)吸收律:AAB=A A(AB)=A (5)0-1律:A1=1 A0=A A·0=0 A·1=A (6)互補(bǔ)律: _ AA=1 _ A·A=0 (7)重疊律:AA=A A·A=A (8)對合律: = A = A (9)反演律: _ _ _ A+B=A·B _ _ _ A·B=A+B2. 基本程序3. 事故樹符號4. 結(jié)果事件5. 基本事件6. 特殊事件7. 邏輯門符

10、號8. 事故樹定性分析1) 化簡事故樹(1)2) 求最小割集(1) 割集(2) 最小割集(3) 最小割集在事故樹分析中的作用(4) 最小割集求法3) 求最小徑集(1)(2) 最小徑集(3) 最小徑集在事故樹分析中的作用(4) 最小徑集的求法#變換時(shí)把條件作為基本事件處理#都是改成或門#以上答案有錯(cuò)誤1. 最小割集與最小徑集在事故樹分析中起什么作用 事故樹分析是利用事故樹對事故進(jìn)行預(yù)測的方法,是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法之一,它是按照演繹的原理對事故進(jìn)行定性和定量的分析。最小割集是頂上事件發(fā)生的最低限度基本事件的集合;最小徑集是頂上事件不發(fā)生所必需的最低限度的基本事件的集合(用于安全分析,對

11、應(yīng)成功樹)。在事故樹分析中最小割(徑)集占有非常重要的地位,熟練掌握并靈活運(yùn)用最小割集和最小徑集,能使系統(tǒng)事故分析達(dá)到事半功倍的效果。由最小割集的定義可知,每個(gè)最小割集表示頂上事件發(fā)生的一種可能。掌握的最小割集,實(shí)際上就掌握了頂上事件發(fā)生的各種可能,這有利于我們掌握事故發(fā)生規(guī)律,為事故調(diào)查分析和事故預(yù)防提供依據(jù)。通過最小割集,我們可以找出安全系統(tǒng)中存在的漏洞,并制定相應(yīng)的預(yù)防措施,全面地控制事故的發(fā)生,從而提高系統(tǒng)的安全性。由最小徑集定義可知,若一個(gè)最小徑集中所有基本事件都不發(fā)生,則頂上事件就不會發(fā)生,掌握了最小徑集,可知要使事故不發(fā)生,須控制哪幾個(gè)能使頂上事件不發(fā)生,并可知道有幾種控制系統(tǒng)事

12、故的方案。通過分析最小割集,我們能直觀地、概略地看出哪種事故發(fā)生后,對系統(tǒng)危險(xiǎn)性影響最大,哪種稍次,哪種可以忽略,以及如何采取措施使事故發(fā)生概率迅速下降。事故樹定量分析是在定性基礎(chǔ)上進(jìn)行的,定量分析主要是求取頂上事件的發(fā)生概率,首先應(yīng)搜集到足夠的基本事件的發(fā)生概率,進(jìn)而求出頂上事件的概率值,再將其值與預(yù)定目標(biāo)比較,看能否接受,若超過可接受概率值,則需采取改進(jìn)措施,使事故概率下降,再用事故樹分析驗(yàn)證。總之,最小割(徑)集在事故樹分析中占有非常重要的地位,熟練掌握并靈活運(yùn)用最小割集和最小徑集,能有效地控制系統(tǒng)事故的發(fā)生,而且利用最小割(徑)集對事故進(jìn)行定性或定量分析,能把事故發(fā)生控制在最低點(diǎn),為事

13、故預(yù)防和安全管理工作提供客觀的分析依據(jù),為安全科學(xué)的發(fā)展提供了有力工具,從而避免造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。9.事故樹定量分析1) 事故樹概率計(jì)算(1) 基本事件發(fā)生概率:是事故樹定量分析的基礎(chǔ),通過統(tǒng)計(jì)或?qū)嶒?yàn)得到。(2) 頂上事件發(fā)生概率:A:利用最小割集計(jì)算頂上事件發(fā)生概率A1):最小割集中沒有重復(fù)事件A2)最小割集中有重復(fù)事件(相乘)#或門:#與門:B:利用最小徑集計(jì)算頂上事件發(fā)生概率(相加)2) 結(jié)構(gòu)重要度分析:#+=并集;.=交集A:利用狀態(tài)值求取基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)在事故樹分析中,各個(gè)事件都是兩種狀態(tài),一種狀態(tài)是發(fā)生,即Xi=1;一種狀態(tài)是不發(fā)生,即Xi=0。各個(gè)基本事件狀態(tài)的不同

14、組合,又構(gòu)成頂上事件的不同狀態(tài),即(X)=1或(X)=0。在某個(gè)基本事件Xi的狀態(tài)由0變成1(即0ili),其他基本事件的狀態(tài)保持不變,頂上事件的狀態(tài)變化可能有三種情況:1(0i,X)=0(li,X)=0,則(li,X)(0i,X)=02(0i,X)=0(li,X)=1,則(li,X)(0i,X)=13(0i,X)=1(li,X)=1,則(li,X)(0i,X)=0具體理解如下:1. 基本事件由0變到1,頂上事件由0變到02. 基本事件由0變到1,頂上事件由0變到13. 基本事件由0變到1,頂上事件由1變到1第一種情況和第三種情況都不能說明Xi的狀態(tài)變化對頂上事件的發(fā)生起什么作用,唯有第二種情

15、況說明Xi的作用,即當(dāng)基本事件Xi的狀態(tài),從0變到1,其他基本事件的狀度保持不變,頂上事件的狀態(tài)(0i,X)=0變到(li,X)=1,也就說明,這個(gè)基本事件Xi的狀態(tài)變化對頂上事件的發(fā)生與否起了作用。我們把所有這樣的情況累加起來乘以一個(gè)系數(shù)1/2n-1,就是結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)1(i)(n是該事故樹的基本事件的個(gè)數(shù)。)下例題解析:X1由0變?yōu)?,x2、x3、x4狀態(tài)值不變事故樹真值表就是綜合的基本事件與頂事件狀態(tài)值表必須是每8組,不是4組、2組等。B:利用最小割集和最小徑集即概率重要度進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度分析C:概率求導(dǎo)法計(jì)算結(jié)構(gòu)重要度1:應(yīng)為0+P(x3)-p(x1)p(x3)2:P(T)=P(X1+X

16、2X3)=1-(1-Q1)(1-Q2Q3);化簡后的,P(T)=P(X1)+P(X2)P(X3)-P(X1)P(X2)P(X3)3:=P(X1)+P(X2)P(X3)-P(X1)P(X2)P(X3)/P(X1)=D:基本事件結(jié)構(gòu)重要度簡易算法3):概率重要度分析#:4):臨界重要度分析4) :綜合實(shí)例(1)的意思是求偏導(dǎo)(2) 導(dǎo)數(shù):導(dǎo)數(shù)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)求極限的過程,導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則來源于極限的四則運(yùn)算法則。(3) :導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則:“求導(dǎo)”,當(dāng)成“管教”、“揍”調(diào)皮的小孩,一個(gè)一個(gè)揍,其余的站著看,一個(gè)別走! 1、加法、減法: (f + g + h + p + q + r)' = f&

17、#39; + g' + h' + p' + q' + r' (f - g - h - p - q - r)' = f' - g' - h' - p' - q' - r' 2、乘法:“一個(gè)個(gè)挨著揍,其余站著瞧” (fghpqr) ' = f'ghpqr + fg'hpqr + fgh'pqr + fghp'qr + fghpq'r + fghpqr' 樓主用此法,無論多少個(gè)函數(shù)相乘,一口氣一分鐘內(nèi)解完,萬無一失。不妨找題目試試看。 對于兩個(gè)函數(shù)相

18、乘: y = fg y = f ' g + f g' 3、除法:“先揍頭,再揍尾” y = f/g f 是頭,g 是尾。 y ' = f' g - f g' / g²=/q1=<1-(1-q4)(1-q5)q6-1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)*(1-q1)>/q1=(<1-(1-q4)(1-q5)q6-1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)+<1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1>)/q1因?yàn)椋?(0-0+<1-(1-q4)(1-q5)q6(

19、1-q2)(1-q3)q1>)/q1=(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1)/q1因?yàn)椋核?1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1)=(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1所以:(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1)/q1=1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)下題看不懂?圖4-105) 評價(jià)結(jié)果和結(jié)果分析A:事故樹評價(jià)結(jié)果如下圖項(xiàng)目最小割集最小徑集重要基本事件壓力容器爆炸822B:結(jié)果分析(1) 壓力容器爆炸事故樹最小割集有8個(gè),最小徑集有2個(gè),在爆炸事故中“超過受壓元

20、件的承受能力”這一條件結(jié)構(gòu)重要度最大,其次是檢測失效。因此,為防止該事故發(fā)生,首先必須做到設(shè)備的壓力安全系數(shù)符合要求,工作壓力始終控制在受壓元件能承受的壓力之內(nèi),其次是定期檢測,確定壓力容器始終處于完好狀態(tài)。(2) 最小割集數(shù)目表示了系統(tǒng)的危險(xiǎn)性,8個(gè)最小割集表明了有8個(gè)危險(xiǎn)性存在,最小徑集有2個(gè),即預(yù)防事故有2個(gè)途徑A)提高作業(yè)人員的安全素質(zhì)和責(zé)任心,不斷提高他們的專業(yè)水平,按照特種作業(yè)的規(guī)定和要求,進(jìn)行安全培訓(xùn)、考核,并持證上崗,做到精心操作,嚴(yán)格控制操作壓力B)壓力容器長期使用會出現(xiàn)一些缺陷,如裂縫、腐蝕、金屬疲勞等,因此必須定期檢驗(yàn)檢測,及早發(fā)現(xiàn)缺陷并消除缺陷,確保安全運(yùn)行。C)為消除壓力容器的事故隱患,必須堅(jiān)強(qiáng)安全管理,有針對性地采取各種安全技術(shù)措施,因此,壓力容器的爆炸是可以預(yù)防的。2. 例題21)事故樹:注意鋼絲繩強(qiáng)度下降的原因:日常檢查不夠和未定期對鋼絲繩進(jìn)行檢測是與門。2) 最小割集的計(jì)算3) 最小徑集的計(jì)算4) 頂上事件發(fā)生概率3. 例題3商業(yè)建筑特大火災(zāi)事故人員滅火失敗可能是由于發(fā)現(xiàn)火災(zāi)滯后或是消防器材失 效引起的。消防器材失效主要因受手動滅火器失效(概率為 0.005)和消防栓失 效造成(概率為 0.05) 。發(fā)現(xiàn)火災(zāi)滯后是由于火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)失效(概率為 0.05)和人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)滯后

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