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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年4月第31卷第2期JournalofOilandGasTechnology(JJPI)Apr2009Vol31No2371CNG加气站事故树分析王莉华,王敏(西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安710018)石雪琪(西南石油大学石油工程学院,四川成都610500)[摘要]为了找出引起CNG站最危险的事故爆炸的原因,建立了以爆炸事件为顶端事件的CNG站事故树,并对其进行定性分析,计算了各基本事件的重要度;找出了CNG加气站的主要安全隐患,提出了改进措施,为CNG站的安全可靠
2、性分析提供了一种新的科学方法,同时提高了CNG站运行的可靠性。[关键词]CNG站;爆炸;事故树;措施[中图分类号]TE976[文献标识码]A[文章编号]1000-9752(2009)02-0371-03随着CNG(CompressedNaturalGas)压缩天然气站数量的增加,辐射地区的扩大,它的安全性就受到越来越多的重视。因此,预防CNG加气站爆炸等恶性事故的发生,对于安全生产和国民经济的的稳定发展具有十分重要的意义。通过对CNG加气站爆炸事故树的分析,可以找到CNG加气站的薄弱环节,进而采取有效措施,保证CNG加气站的安全运行。1建立CNG加气站事故树
3、事故树分析是适合用于大型复杂系统的可靠性和安全分析的一种技术。它是一种图形演绎法,是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法,确切地说,事故树就是演绎地表示事故事件发生原因及逻辑关系的逻辑树图。它把系统不希望出现的事件作为事故树图的顶事件,通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素)进行分析,用规定的逻辑符号自上而下地由总体至部分,按树枝状结构逐层细化,分析导致各事件发生的所有可能的直接因素,及其相互间的逻辑关系,并由此逐步深入分析,直到找出事故的基本原因,即故障树图的底事件为止。该方法具有简明、直观、易懂、灵活的[1]特点,是工程系统可靠性与安全
4、性分析及评价常用的有效方法。[2]基于上述原理,笔者确立了以爆炸事件作为顶事件。顶事件和更为基本的故障事件如腐蚀等,以事件说明和逻辑门连接起来。对于CNG加气站来说,由于顶事件可能是许多种系统失效事件触发的,因此加气站的故障树分析主要采用倒推法。在因果关系分析中,部件失效是基本事件,部件失效可以分为一次失效、二次失效和受控故障等。结合各种可能导致爆炸和燃烧事故的因素及加气站的工艺流程,得到了如图1所示的事故树,事件表见表1。表1事件表符号事件符号事件符号事件P加气站爆炸事故M11腐蚀后承压差X10安全阀失效M1燃烧性爆炸M12温度过高X11人员操作失误M2非
5、燃烧性爆炸X1报警器失效X12泄气装置失效M3达到爆炸浓度X2通风系统失效X13雷击后承压差M4点火源X3静电火花X14冷却系统失效M5一次失效X4生产/生活火源X15腐蚀介质超标M6二次失效X5设备防爆设计缺陷X16气质监控失效M7设备/管道泄露X6自然失效未检修X17压缩机漏气M8过应力X7报警失效X18加气机漏气M9设备漏气X8管件破裂漏气M10压力过高X9阀件法兰漏气[收稿日期]2009-02-03[作者简介]王莉华(1982-),女,2008年大学毕业,现主要从事气田地面工程设计和研究工作。372石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年4月
6、图1CNG站爆炸事故树图2CNG加气站事故树分析21最小割集事故树中,能导致顶上事件发生的基本事件的集合叫割集。引起顶上事件发生的最起码的基本事件[3]的组合叫最小割集。它能指出发生何种基本事件及组合就会发生事故,因而发现系统最薄弱的环节。最小割集的求法很多,有行列法、结构法、布尔代数化简法、质数代入法和矩阵法,其中以布尔代数化简法把顶上事件用布尔代数表现,并自上而下展开,就可得布尔表达式,再用布尔代数化简法对表达式归并化简,就可得到最小割集。最小割集表示了系统的危险性,求出最小割集可以掌握事故发生的各种可能。每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能,有几个
7、最小割集,顶上事件的发生就有几种可能,最小割集越多,系统越危险。为了提高系统的安全性,可采取、管理措施以便使少事件割集增加增加基本事件。研究采用布尔代数求解:T0=M1+M2=M3M4+M5+M6=M7X1X2(X3+X4)+X5X6+X7M8依次类推,根据布尔代数及其运算法则化简后求得图1事故树的3阶以下最小割集为:P1={X5X6};P2={X15X7X16};P3={X14X7};P4={X11X7}P5={X10X7};P6={X12X7};P7={X13X7}该事故树有3阶最小割集1个,2阶最小割集6个。由割集理论可知:割集的阶数越小,它发生的可能性
8、越大。因此
