徐永莉

首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院

本文基于事故樹(shù)分析法，對(duì)青島中石化輸油管道泄漏特大爆炸事故原因逐步分析，利用最小徑集和基本事件結(jié)構(gòu)重要度，找出預(yù)防控制嚴(yán)重事故后果出現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提出有針對(duì)性的對(duì)策措施。

1 事故原因分析

2013年11月22日，位于山東省青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司東黃輸油管道與排水暗渠交匯處，管道破裂，大量原油泄漏進(jìn)入排水暗渠，形成爆炸混合氣體，現(xiàn)場(chǎng)處置人員采用液壓破碎錘在暗渠蓋板上打孔破碎，產(chǎn)生撞擊火花，引發(fā)爆炸。

事故原因有管道與排水暗渠交叉工程設(shè)計(jì)不合理，管道腐蝕減薄；未對(duì)事故段管道防腐層大修等問(wèn)題及時(shí)跟進(jìn)，隱患排查治理不徹底，輸油管監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)欠缺；管道監(jiān)管和巡護(hù)制度不健全，巡線人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)不足；管道搶維修制度和安全操作規(guī)程針對(duì)性、操作性不強(qiáng)，部分員工缺乏安全操作技能培訓(xùn)，缺乏油氣混合爆炸的危險(xiǎn)意識(shí)和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)；未及時(shí)發(fā)出預(yù)警和對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)公眾采取疏散、警報(bào)和警戒管制等保護(hù)措施，未進(jìn)行燃爆氣體檢測(cè)，盲目動(dòng)用非防爆設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。[1]

2 事故樹(shù)的建立

根據(jù)事故原因分析，參照前人研究成果[2-4]，按照頂事件確定原則，將“輸油管道泄漏爆炸造成多人傷亡”作為頂事件。火源、達(dá)爆燃濃度的油氣和高密度暴露人群作為次頂事件，并用邏輯“與”門(mén)連接，以此類(lèi)推，分析出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本事件和邏輯關(guān)系，建立其事故樹(shù)，如圖1。該事故樹(shù)有35個(gè)中間事件和60個(gè)基本事件，各符號(hào)代表的事件，見(jiàn)表1。

3 事故樹(shù)定性分析

每個(gè)最小割集都表示頂事件發(fā)生的一種可能，即最小割集越多，頂事件發(fā)生的可能性越多，系統(tǒng)的危險(xiǎn)性越大。[5]該事故樹(shù)有26136組最小割集，這說(shuō)明輸油管道發(fā)生泄漏爆炸造成重大人員傷亡事故的危險(xiǎn)性非常大。此外，對(duì)事故樹(shù)的定性分析可從最小徑集和基本事件結(jié)構(gòu)重要度入手。

3.1 最小徑集

在事故樹(shù)中，頂事件不發(fā)生不代表所有基本事件都不發(fā)生，但只要某些基本事件不發(fā)生，頂事件就不會(huì)發(fā)生，這些不發(fā)生的基本事件集合稱(chēng)為徑集。在同一事故樹(shù)中，不包含其他徑集的徑集稱(chēng)為最小徑集。[6]本文利用對(duì)偶樹(shù)法，計(jì)算出51組最小徑集，如下所示：

由結(jié)果可知，P1和P3是導(dǎo)致高密度暴露人群存在的基本事件組合；P2是形成空間密閉的基本事件組合；P4到P7是導(dǎo)致火源存在的基本事件組合；P8到P51是導(dǎo)致管道泄漏的基本事件組合。

3.2 基本事件結(jié)構(gòu)重要度

結(jié)構(gòu)重要度分析是在假設(shè)各基本事件發(fā)生概率相等的基礎(chǔ)上，僅從事故樹(shù)結(jié)構(gòu)上研究各基本事件對(duì)頂事件的影響程度?；臼录Y(jié)構(gòu)重要度系數(shù)越大，對(duì)頂事件影響程度越大，反之亦然。[7]根據(jù)結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)，排出各基本事件對(duì)頂事件的影響順序。

根據(jù)最小徑集求得結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)近似判別值，其順序?yàn)椋?/p>

表1 事故樹(shù)各符號(hào)所代表的事件

3.3 結(jié)果分析

對(duì)事故樹(shù)分析知，輸油管道泄漏爆炸造成人員傷亡的最小割集有26136組，最小徑集有51組，可見(jiàn)輸油管道泄漏爆炸造成人員傷亡事故發(fā)生的可能性很大，但可通過(guò)控制51組最小徑集中的任意一組來(lái)避免事故。

對(duì)最小徑集分析知，P8到P51中均包含“偷盜破壞”和“外單位破壞”，這兩個(gè)基本事件在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中很難控制，并且據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，原油泄漏的大部分原因是由于偷盜導(dǎo)致的，因此，通過(guò)這些途徑采取控制措施無(wú)法完全預(yù)防事故發(fā)生。對(duì)于產(chǎn)生火源的基本事件組合P4和P7來(lái)說(shuō)，當(dāng)中包含“煙頭”和“外單位動(dòng)火”，由于輸油管道所處的環(huán)境是開(kāi)放式的，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，周?chē)h(huán)境變化不定，要徹底消除這兩個(gè)基本事件是非常困難的，但可通過(guò)加強(qiáng)管理，減少其產(chǎn)生。而徑集P1、P2、P3可通過(guò)管道鋪設(shè)前合理設(shè)計(jì)和管道泄漏發(fā)生后采取有效的應(yīng)急措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度分析知，P1、P2、P3中基本事件對(duì)頂事件發(fā)生概率影響較大，應(yīng)優(yōu)先對(duì)其采取預(yù)防控制措施。

4 事故預(yù)防控制措施

（1）合理設(shè)計(jì)輸油管道。

當(dāng)輸油管道通過(guò)居民區(qū)時(shí)，即使有符合法律法規(guī)規(guī)定的安全距離，但那只是安全的基準(zhǔn)尺度，不是防止事故發(fā)生的嚴(yán)格管理高限[8]，這為事故發(fā)生時(shí)存在高密度人群提供條件。同時(shí)，輸油管道與排水暗渠交叉，原油泄漏到排水暗渠中，使其存在于相對(duì)密閉的空間內(nèi)，并且排水暗渠旁邊存在熱力管道，加速原油揮發(fā)，降低油氣爆炸下限，擴(kuò)大爆炸極限，使油氣更易發(fā)生爆炸。再加上輸油管道系統(tǒng)缺乏安全監(jiān)測(cè)預(yù)警和防控技術(shù)裝置，原油泄漏不能及時(shí)被處理，延誤最佳救援時(shí)間。因此，輸油管道必須要與城市建設(shè)和市政管網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃，安裝監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置。

（2）提高應(yīng)急處置能力。

先期泄露到排水暗渠內(nèi)的原油，由于天氣的原因，在暗渠口處凝固，阻止了后期泄漏到排水暗渠的原油流出，在長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)里，沒(méi)有人對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，也沒(méi)有采取與風(fēng)險(xiǎn)相匹配的應(yīng)急措施，泄漏的原油不斷揮發(fā)出氣體，與混合氣體在排水暗渠內(nèi)蔓延、擴(kuò)散、積聚，達(dá)到爆炸極限，遇火源，導(dǎo)致爆炸事故發(fā)生。

作為應(yīng)急處置人員，應(yīng)對(duì)其作出正確研判，并立刻采取防止油氣發(fā)生火災(zāi)爆炸和疏散事故現(xiàn)場(chǎng)人員的應(yīng)急措施。第一，及時(shí)清理排污口處凝固的油品，抽出、回收排水暗渠內(nèi)的油品，疏通管線。要嚴(yán)格控制油品的流速，防止產(chǎn)生靜電火花，發(fā)生爆炸。第二，設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，對(duì)排水暗渠內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)，降低暗渠內(nèi)油氣濃度，并對(duì)油氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，按其變化情況調(diào)整實(shí)施措施。第三，停止事故周?chē)磺型鈫挝粍?dòng)火作業(yè)，所用作業(yè)工具應(yīng)采用有防爆措施的專(zhuān)業(yè)工具，控制一切火源。即使油氣濃度不在爆炸極限范圍內(nèi)，也要防止火災(zāi)事故發(fā)生。第四，要第一時(shí)間采取預(yù)警、設(shè)置警戒區(qū)、交通管制等措施疏散周?chē)?。同時(shí)，要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判和處置能力。在事故發(fā)生時(shí)，能準(zhǔn)確判斷事故的風(fēng)險(xiǎn)性，正確做出安全決策，控制事態(tài)擴(kuò)大。

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.山東省青島市“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故調(diào)查報(bào)告[EB/OL].http://www.chinasafety.gov.cn/newpage/Contents/Channel_5498/2014/0110/229142/content_229142.htm,2014/1/11

[2]沈斐敏,伍良.管道燃?xì)饣馂?zāi)爆炸事故樹(shù)分析[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2003,29(1):42-45

[3]張啟波,賈穎,閆曉靜.石油天然氣長(zhǎng)輸管道危險(xiǎn)性分析[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2008,18(7):134-138

[4]陳利瓊,張鵬,梅云新,等.油氣管道危害辨識(shí)故障樹(shù)分析方法研究[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2007,26(2):18-30

[5]李紅民.FTA在高層建筑防火安全管理中的運(yùn)用[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2010,6(4):153-156

[6]張景林,崔國(guó)璋.安全系統(tǒng)工程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2002

[7]郝彩霞,許彥,龔聲武.事故樹(shù)分析法在LPG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故中的應(yīng)用[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2012,8(1):154-159

[8]劉鐵民,徐永莉,王浩.重特大事故頻發(fā)凸顯生產(chǎn)安全的系統(tǒng)脆弱性——2013年幾起特大事故反思[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2014,10(4):5-12