5.3故障樹分析評價(jià)5.3.1事故樹分析（1）詳細(xì)調(diào)查了解該加油站環(huán)境狀況及各種危險(xiǎn)有害因素，設(shè)想系統(tǒng)可能發(fā)生的事故，并對設(shè)想事故進(jìn)行全面分析，從中找出后果嚴(yán)重且較易發(fā)生的事故（火災(zāi)、爆炸）作為頂上事件。（2）從頂上事件起，一級一級找出直接原因事件到所要分析的深度，按其邏輯關(guān)系畫出事故樹。5.3.2評價(jià)過程5.3.2.1確定頂上事件以加油站發(fā)生火災(zāi)爆炸作為頂上事件進(jìn)行事故樹分析。加油站在運(yùn)行過程中，若稍有不慎，卸油、加油過程或管線、儲罐的泄漏均易導(dǎo)致油蒸氣的逸散過程中若遇到火源，則易發(fā)生火災(zāi)，若撲救不及時(shí)或方法不得當(dāng)將造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。故以“加油站火災(zāi)”作為頂上事件進(jìn)行事故樹分析。5.3.2.2分析原因事件加油站在正常運(yùn)行過程中，發(fā)生“加油站火災(zāi)爆炸”事件必須具備三個(gè)原因事件：油蒸氣逸散、油蒸氣遇到火源、空氣。其中空氣是在正常條件時(shí)存在的事件，因此對油蒸氣逸散和火源兩個(gè)事件進(jìn)行深入分析。1油蒸氣逸散在下面過程中容易發(fā)生油蒸氣逸散：卸油、漏油、加油；2火源（1）明火： 鐵制器具打火、電器設(shè)施打火、防爆設(shè)施損壞、電氣線路短路、吸煙、縱火、飛火； （2）靜電打火： 產(chǎn)生靜電：職工穿化纖服；卸油噴濺；油品流速快。 不能導(dǎo)除靜電：無導(dǎo)靜電設(shè)施；導(dǎo)靜電設(shè)施損壞；I.接地電阻大；II.法蘭無跨接；III.加油機(jī)與儲罐無連接。 （3）雷擊打火： 呼吸管無阻火器、接地電阻大。5.2.2.3編制事故樹從頂上事件“加油站火災(zāi)爆炸”開始，結(jié)合對各個(gè)事件的原因事件查找及判定，層層分析其發(fā)生原因，一直分析到基本事件為止，從而可得知其主要的危險(xiǎn)、有害因素（略：事故樹圖）事故樹圖T5.3.2.4事故樹定性分析將事故樹的機(jī)構(gòu)函數(shù)式展開，展開后對所得各項(xiàng)運(yùn)用布爾代數(shù)運(yùn)算法則（如結(jié)合律、分配律、吸收律等）進(jìn)行處理，可以得到最小割集，將事故樹進(jìn)行變換可以得到事故樹的成功樹，可以得出事故樹的最小徑集，兩者均可以用于求算結(jié)構(gòu)重要度。（1）求最小割集運(yùn)用布爾代數(shù)運(yùn)算法則處理“加油站火災(zāi)”事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)式，求得最小割集。求法如下：T=A1A2A1=X1（X2+X3+X4）（A3+A4+A5）=X1（X2+X3+X4）（X5+A6+X6+X7+X8）+（A7A8）+（X18+X19）=X1（X2+X3+X4）（X5+X6+X7+X8+X9+X10）+（X11+X12+X13）（X14+X15+X16）+X18+X19=X1（X2+X3+X4）（X5+X6+X7+X8+X9+X10+X18+X19+X11X14+X11X15+X11X16+X11X17+X12X14+X12 X15 +X12X16+X12X17+X13X14+X13X15+X13X16+X13X17）由化簡結(jié)果可以得知“加油站火災(zāi)”事件的最小割集有（X1X2X5、X1X2X10、X1X2X18、X1X2X15、X1X2X11X14、X1X2X11X16、X1X2X11X17、X1X3X11X14、共15項(xiàng)。求最小徑集T=A1+A2+X1= X2X3X4+A3A4A5+X1= X2X3X4+ X2X3X4X8X8X10（A7+A8）A5+X1= X2X3X4+ X2X3X4X8X8X10（X11X12X13+ X14X15X16X17）A5+X1= X2X3X4+ X2X3X4X8X8X10（X11X12X13+ X14X15X16X17）X18X19+ X1最小割集：X2X3X4、X5X6X7X8X9X10X11X12X13X18X19、X5X6X7X8X9X10X15X18X14X16X17X19、X1共4項(xiàng)。根據(jù)最小徑集得出結(jié)構(gòu)重要度順序?yàn)椋篒1I2=I3=I4I5=I6=I7=I8=I9=I10=I18=I19I11=I12=I13=I14=I15=I16=I175.3.2.5分析結(jié)果討論（1）從加油站火災(zāi)事故模型可以看出加油站發(fā)生火災(zāi)爆炸須具備三個(gè)基本條件，即油蒸氣、火源、空氣。但一般情況下，只要有油蒸氣和火源即可引發(fā)加油站火災(zāi)或爆炸。（2）從事故樹的最小割集有51個(gè)之多，即此事件的發(fā)生51種渠道，并且它的發(fā)生必然是51個(gè)最小割集中的某個(gè)最小割集的基本事件同時(shí)存在的結(jié)果。據(jù)此，加油站管理、操作人員可以根據(jù)51個(gè)最小割集中各基本事件的特性及其可能發(fā)生的條件作出比較全面的預(yù)防措施，從而保證工程運(yùn)行過程中的安全性。因此加油站火災(zāi)原因較為復(fù)雜的，同時(shí)可以看出引發(fā)加油站火災(zāi)或爆炸主要有以下幾方面的原因：油蒸氣外逸有兩種情況容易大量外逸，一是在卸油和加油這兩個(gè)過程中，特別是在卸油時(shí)，油蒸氣的逸出量更大，1m3的油，就會有1m3的油蒸氣逸出。二是儲罐或輸油道質(zhì)量較差、漏油、滲油引起的。明火明火主要是本站或外來人員吸煙遺留火種，或者是加油站內(nèi)使用明火做飯或取暖。 靜電 加油站卸油、加油、量油作業(yè)都容易產(chǎn)生靜電，達(dá)到一定條件靜電就會打火，操作人員如果穿著化纖服裝會產(chǎn)生靜電，所以加油站的儲罐、加油機(jī)、管線必須設(shè)置導(dǎo)除靜電設(shè)施，工作人員嚴(yán)禁穿著化纖服裝。 雷擊 雷擊引起加油站或油庫發(fā)生火災(zāi)或爆炸的事故很多，加油站儲油罐必須作防雷接地，且其電阻值不得大于10。裝有阻火器的油罐一般不再設(shè)避雷針，在雷雨季節(jié)必須經(jīng)常檢測接地裝置。（3）通過事故樹最小徑集可以看出控制加油站火災(zāi)或爆炸應(yīng)從兩方面入手，一是限制蒸汽的外逸，一是控制火源?？刂朴驼魵馔庖輵?yīng)從卸油、加油以及儲罐、管道漏油入手，控制火源應(yīng)從控制明火、靜電打火、雷擊入手；而加油站的防火管理要著重以下幾點(diǎn)： 加油站選址、設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備質(zhì)量必須符合國家有關(guān)安全規(guī)定。 加油站及儲罐、配管、呼吸閥、安全閥、阻火器、法蘭跨接線、靜電接地裝置必須經(jīng)常檢查、維護(hù)、保持良好的工作狀態(tài)。 卸油、加油站必須做好現(xiàn)場監(jiān)護(hù)，按照規(guī)程操作，防止冒頂跑油。 加強(qiáng)火源管理，杜絕火種，嚴(yán)禁閑雜人員入內(nèi)。生產(chǎn)工作人員要熟練掌握操作技術(shù)和防火安全管理規(guī)定。5.4“蒸汽云霧爆炸傷害模型計(jì)算法”評價(jià)5.4.1爆炸的傷害分區(qū)爆炸的傷害分區(qū)即為人員的傷害區(qū)域。為了估計(jì)爆炸所造成的人員傷亡情況,一種簡單但也較為合理的預(yù)測程序是將危險(xiǎn)源周圍劃分為死亡區(qū)、重傷區(qū)、輕傷區(qū)和安全區(qū)。根據(jù)人員因爆炸而傷亡概率的不同,將爆炸危險(xiǎn)源周圍由里向外依次劃分。死亡區(qū)：該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù)，則被認(rèn)為將無列外的蒙受嚴(yán)重傷害或死亡,其內(nèi)徑為零,外徑記為R0.5,表示外圓周圍處人員因沖擊波作用導(dǎo)致肺出血而死亡的概率為50%,它與爆炸量間的關(guān)系由下式（超壓沖量準(zhǔn)則）確定: R0.5=13.6(WTNT/1000)0.37 重傷區(qū)：該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù),則絕大多數(shù)人員將遭受嚴(yán)重傷 害,極少數(shù)人員可能死亡或受輕傷。其內(nèi)徑就是死亡半徑R0.5,外徑記為Re0.5,代表該處人員因沖擊波作用而耳膜破裂的概率為50%，它要求的沖擊波峰值超壓為44000Pa，應(yīng)用超壓準(zhǔn)則確定。輕傷區(qū)：該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù)，則絕大多數(shù)人員將遭受輕微傷害，少數(shù)人將受重傷或平安無事，死亡的可能性極小。該區(qū)內(nèi)徑為Re0.5，外徑記為Re0.01，表示外邊界處耳膜因沖擊波作用而破裂的概率為1%，它要求的沖擊波峰值超壓為17000Pa，應(yīng)用超壓準(zhǔn)則確定。安全區(qū)：該區(qū)內(nèi)的人員即使無防護(hù)，絕大多數(shù)人員也不會受傷，死亡的概率則幾乎為零。該區(qū)內(nèi)徑為Re0.01，外徑為無窮大。5.4.2爆炸影響的計(jì)算過程5.4.2.1沖擊波超壓在計(jì)算中爆炸沖擊波參數(shù)用式（7-1）、（7-2）計(jì)算。. Ps =0.137Z-3+0.119 Z-2+0.269 Z-10.019（7-1）Z=R2（P0/E0）1/3 （7-2）Ps= / P0 (7-3) Ps =0.137Z-3+0.119 Z-2+0.269 Z-10.019Z=R3（P0/E0）1/3 Ps=17000/ P0 （7-6）式中：Ps 沖擊波正相最大超壓，Pa； P0 大氣壓力，取 105Pa式中：目標(biāo)到蒸汽云中心的距離，m； 爆源總能量，E0 用下式計(jì)算： (7-4)式中：W蒸汽云對爆炸沖擊波有實(shí)際貢獻(xiàn)的燃料質(zhì)量，kg； 燃料的燃燒熱，J/kg。 5.4.2.2爆炸傷害區(qū)計(jì)算依據(jù)人員傷害區(qū)死亡區(qū)與爆炸量間的關(guān)系由下式給出： (7-5)式中：Mtnt爆源的TNT當(dāng)量，kg。按下式計(jì)算： 式中：TNT爆熱，可取為4.50106J/kg。重傷區(qū)要求的沖擊波峰值超壓為44000Pa，用超壓值由式（7-2）即可計(jì)算出重傷區(qū)外徑。輕傷區(qū)要求的沖擊波峰值超壓為17000Pa，用超壓值由式（7-6）即可計(jì)算出輕傷區(qū)外徑。輕微傷害區(qū)該區(qū)內(nèi)徑為，外徑為無窮大。建筑物及設(shè)施的破壞區(qū)爆炸能不同程度地破壞周圍的建筑物和設(shè)施，造成直接經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)爆炸破壞模型，可估計(jì)建筑物和設(shè)施的不同破壞程度，據(jù)此可將危險(xiǎn)源周圍分為幾個(gè)不同的區(qū)域。沖擊波壓力及其效應(yīng)表超壓 （105Pa）沖擊波破壞效應(yīng)0.002某些大的橢圓形玻璃破裂0.003產(chǎn)生噴氣式飛機(jī)的沖擊音0.007某些小的橢圓形玻璃破裂0.01窗玻璃全部破裂0.02有沖擊碎片飛出0.03民用住房輕微損壞0.05窗戶外框損壞0.06屋基受到損壞0.08樹木折枝，房屋需修理方能居住0.10承重墻損壞，屋基向上錯動0.15屋基破壞，30%樹木傾倒，動物耳膜破壞*0.290%樹木傾倒，鋼筋混凝土柱扭曲*0.3油罐開裂，鋼柱倒塌，木柱折斷*0.5貨車傾覆，民用建筑物全部損壞，人肺部受傷*0.7磚墻全部破壞*1.0油罐壓壞選取表中后5項(xiàng)作為沖擊波對建筑物和設(shè)施的破壞標(biāo)準(zhǔn)，將超壓值代入，即可求出不同超壓值下的破壞半徑。 5.4.2.3汽油貯罐蒸汽云爆炸計(jì)算過程 略5.4.2.4汽油蒸汽云霧爆炸傷害分析 油罐區(qū)有汽油油罐2個(gè)，汽油儲量合計(jì)60 m3。分別選取1個(gè)和2個(gè) 汽油貯罐作為對象，評價(jià)其發(fā)生蒸氣云霧爆炸對人體的傷害程度。蒸氣云霧爆炸沖擊波超壓對人員的傷害情況，按照上述計(jì)算方法,確定蒸汽云霧爆炸沖擊波超壓對人員的傷害情況見表。蒸汽云霧爆炸沖擊波超壓對人體的傷害情況表(單位:m)范圍1個(gè)汽油儲罐（30m3）2個(gè)汽油儲罐（60m3）死亡半徑R0.516.9521.91重傷半徑Re0.557.1762.13輕傷半徑Re0.01129.42134.33死亡區(qū)016.95021.91重傷區(qū)16.9557.1721.9162.13輕傷區(qū)57.17129.4262.13134.33安全區(qū)129.42134.335.4.3評價(jià)結(jié)果討論從表中計(jì)算結(jié)果來看:單個(gè)汽油貯罐發(fā)生蒸汽云霧爆炸事故時(shí),距貯罐中心位置16.95m內(nèi)的人員可能大部分死亡;距貯罐中心位置16.9557.17m的暴露人員內(nèi)臟將嚴(yán)重挫傷,可引起死亡;距貯罐中心位置57.17129.42m內(nèi)的暴露人員將會出現(xiàn)中度或輕度的損傷；兩個(gè)汽油貯罐發(fā)生蒸汽云霧爆炸事故時(shí),距貯罐中心位置21.91m內(nèi)的人員可能大部分死亡；距貯罐中心位置21.9162.13m的暴露人員內(nèi)臟將嚴(yán)重挫傷,可引起死亡；距貯罐中心位置62.13134.33m內(nèi)的暴露人員將會出現(xiàn)輕度或中度的損傷。從加油站的平面布置圖可以看出,汽油貯罐發(fā)生蒸汽云霧爆炸后,其對人體的傷害及其對周圍的建構(gòu)筑物及設(shè)備的破壞范圍覆蓋整個(gè)加油站及東面、北面和西面民居，后果是非常嚴(yán)重的。