港口码头安全评价报告

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这个是 龙口市滨港液体化工码头的安全评价   5.1油罐火灾爆炸故障树形图分析
第5章  事故原因分析与重大事故模拟
通过对油罐火灾爆炸事故资料的分析, 了解事故发生的原因及相互间的逻辑关系, 确定分析系统故障树的顶事件———油罐火灾爆炸。引起油罐火灾爆炸的直接原因是点火源、油气达到可燃或可爆浓度、油气中混有的空气, 这3个原因同时满足时才会导致油罐火灾爆炸。由于混入的空气中含有的氧气天然存在, 故以点火源、油气达到可燃浓度和油气达到可爆浓度为次顶事件。如此类推, 分析导致顶事件发生的所有基本事件及逻辑关系, 建立其故障树形图(图5-1) 。

  
1.        油罐火灾爆炸故障树分析
①        最小径集　
最小径集计算T′=M1′+M2′+X23′=[(X1′+X2′)*X3′*X4′*X5′*X6′*X9′*X10′*X11′*X12′*(X7′+X8′)]+{(X13′+X14′)*X22′*[(X15′*X16′*X17′*X18′*X19′)+(X20′+X21′)]}+X23′=X1′*X3′*X4′*X5′*X6′*X7′*X9′*X10′*X11′*X12′+X2′*X3′*X4′*X5′*X6′*X7′*X9′*X10′*X11′X12′+X1′*X3′*X4′*X5′*X6′*X8′*X9′*X10′*X11′*X12′+X2′*X3′*X4′*X5′*X6′*X8′*X9′*X10′*X11′*X12′+X23′+ X13′*X15′*X16′*X17′*X18′*X19′*X22′+X13′*X20′*X22′+X13′*X21′*X22′+X14′*X15′*X16′*X17′*X18′*X19′*X22′+X14′*X20′*X22′+X14′*X21′*X22′
即最小径集：
P1={ X23}
P2={ X13,X20 ,X22}
P3={ X13,X21,X22}
P4={ X14,X20,X22}
P5={ X14,X21,X22}
P6={ X14,X15,X16,X17,X18,X19,X22}
P7={ X13,X15,X16,X17,X18,X19,X22}
P8={ X1,X3,X4,X5,X6,X7,X9,X10,X11,X12}
P9={ X2,X3,X4,X5,X6,X7,X9,X10,X11,X12}
P10={ X1,X3,X4,X5,X6,X8,X9,X10,X11,X12}
P11={ X2,X3,X4,X5,X6,X8,X9,X10,X11,X12}

*故障树形图分析的任务是求出故障树的全部最小径集或最小割集。如果故障树中与门很多, 最小割集就少, 说明该系统为安全; 如果或门多, 最小割集就多, 说明该系统较为危险。从图5-2可见, 油罐火灾爆炸系统的或门有7个、与门有5个, 即故障树或门多, 则定性分析最好从最小径集入手。最小径集就是顶事件不发生所必需的最低限度的径集。一个最小径集中的基本事件都不发生,就可使顶事件不发生。故障树中有几个最小径集, 就有几种可能的方案, 并涉及系统的安全性如何, 为控制事故提供依据。故障树中最小径集越多, 系统就越安全。下面采用布尔代数化简, 得到若干交集的并集, 每个交集都是成功树的最小割集, 也就是原故障树的最小径集。由图5-1可知, 该故障树由1个一阶最小径集、2个七阶最小径集、4个三阶最小径集和4 个十阶最小径集组成。从直观角度来看, 一般以消除少事件最小径集中的基本事件, 可能最省工、最省钱、最有效, 因为消除1个基本事件一般比消除2个或多个基本事件容易。该故障树共11个最小径集, 可先考虑1个一阶最小径集的基本事件23 , 4个三阶最小径集及其基本事件22 。
② 结构重要度　结构重要度分析是假定各基本事件的发生概率相等情况下, 分析各基本事件的发生对顶事件发生的影响程度。这是一种定性分析。由图5-1可见, 油罐火灾爆炸事故发生主要是由于油气达可燃浓度和点火源的存在, 再加之达到油气爆炸极限条件, 共有23 个基本事件。油品泄漏和油气泄漏以及通风不良造成油气达可燃浓度, 则油气达可燃浓度的基本事件的结构重要度最大。但是, 点火源的基本原因事件也应予以同样重视。在基本事件中, 防雷电和自燃火源可根据事故控制措施分析表执行。油罐首先是要使通风良好, 并应将计量口关闭严密, 其次要定期检查阻火器防火网的可靠性。
故障树的定量分析包括顶事件发生概率的计算和基本事件的重要度分析。① 顶事件发生概率　由于一般基本事件的发生概率很小, 顶事件发生概率取第一项近似计算即可。② 概率重要度　概率重要度分析是顶事件的发生概率对某个原因事件发生概率的偏导数, 它反映基本事件概率的增减对顶事件发生概率影响的敏感度。油罐火灾爆炸的故障树概率重要度计算结果表明, 危险区违章动火和电器设备不防爆或防爆电器损坏事件是最重要的基本事件, 即它们发生概率对顶事件的影响最大(数量级为10-1 ) ; 其次是进出油品、汽油发动机尾气(数量级为10-1～10-2 ) ; 再者是雷电、铁制器具、人为因素、油品未达到安全温度等(数量级为10-2～10-3 ) 。
③ 临界重要度　临界(结构事件) 重要度是以各基本原因事件概率的变化与顶事件发生概率变化之比来确定基本事件的重要度。它是从敏感度和自身发生概率大小的双重角度反映基本事件的重要度。计算结果表明, 通风不良是最重要的基本事件, 其次是罐内存在可燃油气和罐内混入空气。由此可得到原因事件重要度由大到小的排序为: ①油气达可燃或可爆浓度; ②明火; ③电器火花;④静电火花; ⑤雷电火花; ⑥铁制器具撞击; ⑦人为因素; ⑧自燃火源。
5.1.2　油罐火灾爆炸事件主要影响因素及防治措施
对油罐的火灾、爆炸的故障树以及全部最小径集进行分析, 发现油罐发生火灾、爆炸事件主要有以下影响因素。
①点火源, 首先是明火、电器火花、静电火花, 其次是雷电火花、使用铁制器具、自燃火源。控制点火源的措施是: ①防止开闭油罐出入口时的撞击, 须将其出入口加胶圈保护, 罐区内严禁穿钉子鞋和化纤衣服进入, 地面应为不发火地面等。②电火花的控制主要是对电气设备采取防爆措施, 安装防爆设备等。③防止和消除静电火花, 应使油罐设备接地或使用消电器等防止静电积聚。④设立明显的禁烟标志。⑤进入罐区的机动车辆应安装排气管火星熄灭装置等。⑥应装避雷针等装置防雷。⑦应减少铁制器具的撞击与摩擦。
② 油气可燃浓度, 主要是由油品挥发和油气泄漏以及通风不畅引起的。泄漏主要从罐区内向大气泄漏和罐外吸入。
引起泄漏的原因很多, 归纳起来有: 设备遭损坏, 包括腐蚀、阀门损坏、呼吸阀失效等; 运转和控制不当; 维修、防护欠缺; 人为误操作等。防止泄漏的关键: 一是防止出现误操作; 二是加强设备维护、检查; 三是禁止超量、超温、超压灌装; 四是加强技术培训和防火安全教育。
制止泄漏的措施主要是: ①安装检测报警装置, 早发现、早处理; ②发现泄漏立即应采取通风、置换, 或吹扫、捕集等方法处理; ③及时采取堵漏、补漏等措施修复, 避免外漏的继续。
5.2池火灾模拟计算
石油库油罐的油料可能存在泄漏危险，泄漏的油料在防火堤内可能发生的池火灾，严重时将会造成重大损失，甚至发生人员伤亡。本评价运用罐区可能发生的池火灾，采用最大的一个罐组进行池火灾事故模拟分析、预测，对可能发生的火灾、事故后果严重程度进行预测性分析，为企业和企业主管部门提供关于重大事故后果的信息，采取相应的防护和监管措施。
1、 池火灾事故模拟计算
（1）池火
储罐内的原油发生泄漏后在防火堤内形成液池，遇到火源燃烧而形成池火。
液池面积：
防火堤长162米，宽81米；原油储罐共2个，每个储罐半径为30米；
162×81-2×3.14×302=7470 m2
换算成等面积的圆：
r=(1955.045/3.14) ^0.5=48.77m  约49米
① 燃烧速度
本项目储罐区存放原油按最大储量计算，总储量50000立方米，原油比重0.89， 燃烧速度Vo＝0.0185 kg/m2•s， 热波速度Vt=0.785m/h，计算池火灾的危害。
② 火焰高度
设液池为一半径为r的圆池，其火焰高度可按下式计算：
h=84r[(dm/dt)/ρ0（2gr）^0.5] ^0.6
式中：h—火焰高度，m
      r—液池半径，m;
      ρ0—周围空气密度，kg/m3;一般取ρ0=1.29；
      g—重力加速度，9.8m/s2;
      dm/dt—燃烧速度，kg/m2•s
储罐区为一个不规章的长方形，面积为7470 m2，折算成单位圆半径为25m,计算油料的火焰高度按圆形计算
h=84×49×{0.091225/[1.29×(2×9.8×49)^0.5]}^0.6=41.086m
③计算火灾热辐射通量
液池燃烧时放出的总热辐射通量用下式计算：
Q=（∏r2+2∏r）(dm/dt) •η•{HC/[72(dm/dt)^0.6+1]}
Q—总热辐射通量W
HC—液体燃烧热 J/kg
η—效率因子取0.13-0.35，这里取中间值0.24。
计算原油的热辐射通量：
Q=（3.14×492+2×3.14×49）×0.0185×0.24×{3.3×107/[72×(0.0185)^0.6+1]}
=2.06×108W
④ 计算目标入射热辐射强度
假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离（X）处的入射热辐射强度为：
I=QTC/4∏X2
I—热辐射强度 W/m2;
Q—总热辐射通量 W；
TC—热传导系统，在无相对理想的数据时，可取值为1；
X—目标点到液池中心距离m。
⑤ 火灾损失
火灾通过辐射热的方式影响周围环境。当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等，火灾损失估算建立在辐射量与损失等级的相应关系基础上，附表5-12给出火灾不同入射通量造成伤害或损失的情况。
附表5-12 热辐射的不同入射通量所造成的损失
入射通量/(kw•m2)        对设备的损害        对人的伤害
37.5        操作设备全部损坏        1%死亡/10s
100%死亡/1min
25        在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量        重大烧伤/10s
100%死亡/1min
12.5        有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量        1度烧伤/10s
1%死亡/1min
4.0                20s以上感觉疼痛，未必起泡
1.6                长期辐射无不舒服感
根据热辐射的不同入射通量造成的损失表，查到：当造成的损失为操作设备全部损坏，对人1%死亡/10s的目标点，到液池中心的距离X可用下述公式求解：
油料破坏距离和安全距离计算如下：
X=[ QTC/(4∏I)]^0.5=[2.06×108×1)/(4×3.14×37.5×103)]^0.5 =20.96m
即距储罐区防火堤20.96m处之内，火灾可致设备全部损坏，人1%死亡/10s,100%死亡/1min。
X=[ QTC/(4∏I)]^0.5=[(2.06×108×1)/(4×3.14×25×103)]^0.5 =25.6m
即距储罐区防火堤25.6m处之内，对设备的损害：火灾可在无火焰，长期辐射下，木材燃烧的最小能力；对人的伤害：重大烧伤人/10s,100%死亡/1min。
X=[ QTC/(4∏I)]^0.5=[(2.06×108×1)/(4×3.14×12.5×103)]^0.5=36.22m
即距储罐区防火堤36.22m处之内，对设备的损害：火灾在有火焰时木材燃烧，塑料熔化的最低能量；对人的伤害：1度烧伤/10s，1%死亡/1min。
X=[ QTC/(4∏I)]^0.5=[(2.06×108×1)/(4×3.14×4.0×103)]^0.5=64.03m
即距储罐区防火堤64.03m处，则人20s以上感觉疼痛而不起泡，火灾才不致造成伤害。
X=[ QTC/(4∏I)]^0.5=[(2.06×108×1)/(4×3.14×1.6×103)]^0.5=101.25m
即距储罐区防火堤101.25m处，则长期辐射无不舒服感。

总体看了这份报告，觉得写的一般。 事故模拟图也没有，不知道是不是被删掉了的缘故

chuyinzhong

谢谢楼主分享

samuel329

不错 谢谢啊

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楼主辛苦了，谢谢