趙傳奇， 張巨偉， 張園園， 李晟文

(遼寧石油化工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001)

油庫(kù)儲(chǔ)罐區(qū)F&EI-HAZOP-FTA綜合評(píng)價(jià)模型的建立

趙傳奇， 張巨偉， 張園園， 李晟文

(遼寧石油化工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001)

油庫(kù)一旦發(fā)生事故，由于油庫(kù)的特殊性質(zhì)，必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，不僅破壞周邊設(shè)施，而且會(huì)導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為了最大限度地降低油庫(kù)發(fā)生安全事故的概率，應(yīng)采取有效的評(píng)價(jià)方法對(duì)油庫(kù)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法(DOW)是非常適合儲(chǔ)油罐區(qū)安全評(píng)價(jià)的方法，但是DOW存在嚴(yán)重的不足，在詳細(xì)分析DOW缺陷的基礎(chǔ)上，建立F&EI-HAZOP-FTA綜合評(píng)價(jià)模型，通過(guò)該模型中的F&EI-HAZOP和HAZOP-FTA子模型并利用三角模糊數(shù)方法，建立了“DOW-工藝危險(xiǎn)性影響因素-偏差-保護(hù)層失效概率-DOW實(shí)際評(píng)價(jià)”閉環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸與共享通道。通過(guò)該模型可對(duì)油庫(kù)儲(chǔ)罐區(qū)進(jìn)行更加全面的安全評(píng)價(jià)。

油庫(kù)儲(chǔ)罐區(qū)； F&EI-HAZOP-FTA綜合的評(píng)價(jià)模型； 數(shù)據(jù)傳輸與共享； 三角模糊數(shù)； 安全評(píng)價(jià)

若要保證石油化工行業(yè)的良性發(fā)展，則必須加強(qiáng)石油化工行業(yè)的安全工作。在現(xiàn)代安全管理中，進(jìn)行安全分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)，是進(jìn)行事故預(yù)防的有效途徑[1]。目前使用比較廣泛的安全評(píng)價(jià)方法有：SCL(安全檢查表)、PHA(預(yù)先危險(xiǎn)性分析)、重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法、LEC(生產(chǎn)作業(yè)條件安全評(píng)價(jià))、DOW(道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法)、HAZOP(危險(xiǎn)與可操作性研究)、魚刺圖、FMEA(故障類型及影響分析)、概率風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、ETA(事件樹分析)、日本六階段安全評(píng)價(jià)法、FTA(事故樹分析)等[2-5]。DOW作為一種最早的指數(shù)法，在油庫(kù)儲(chǔ)罐的安全評(píng)價(jià)中得到了廣泛應(yīng)用[6-9]。DOW將結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以表述的單元危險(xiǎn)性進(jìn)行處理，然后將模糊信息用具體數(shù)據(jù)定量表達(dá)，使評(píng)價(jià)結(jié)果較準(zhǔn)確地反映危險(xiǎn)程度，從而為有目標(biāo)、有方向地采取相應(yīng)的預(yù)防、控制措施提供決策依據(jù)。但是，在實(shí)際應(yīng)用中DOW存在缺陷。例如，進(jìn)行分析時(shí)對(duì)管理因素考慮較少，并且不能體現(xiàn)許多工藝的操作情況[10]。HAZOP是一種用于辨識(shí)設(shè)計(jì)缺陷、工藝過(guò)程危害及操作性問(wèn)題的結(jié)構(gòu)化方法[10]；FTA不僅能分析出事故發(fā)生的直接原因，而且能深入揭示事故發(fā)生的潛在原因以及事故發(fā)生的主要影響因素[11]。利用三角模糊數(shù)方法處理FTA中基本事件的模糊和不確定問(wèn)題，用模糊概率表示這些沒(méi)有統(tǒng)計(jì)資料的基本事件的故障概率[12-14]。

因此，針對(duì)各安全評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，本文提出一種綜合的安全評(píng)價(jià)模型——F&EI-HAZOP-FTA綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。首先，建立影響一般工藝危險(xiǎn)性和特殊工藝危險(xiǎn)性因素與HAZOP偏差對(duì)應(yīng)的通道；其次，分析產(chǎn)生偏差的原因，隨后利用三角模糊數(shù)方法確定偏差原因發(fā)生的概率，然后建立FTA圖，計(jì)算保護(hù)層失效概率；第三，建立保護(hù)層失效概率與影響因素取值對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；第四，根據(jù)保護(hù)層失效概率，確定影響因素最恰當(dāng)取值。這樣，F(xiàn)&EI、HAZOP和FTA三種安全評(píng)價(jià)方法被完整地結(jié)合在一起，而且彼此之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ辣淮蛲ǎ梢杂行У貙?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與共享，利用三種評(píng)價(jià)方法建立的評(píng)價(jià)模型進(jìn)行儲(chǔ)油罐區(qū)的安全評(píng)價(jià)，可以最大程度地避免主觀的影響因素導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失真。

1 基于道化學(xué)評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)

1.1 評(píng)價(jià)對(duì)象概述

該單位汽油儲(chǔ)罐都是內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，包括容積為2.0×104m3的儲(chǔ)罐3座、容積為1.0×104m3的儲(chǔ)罐1座、容積為0.5×104m3的儲(chǔ)罐2座，汽油儲(chǔ)罐的總?cè)莘e達(dá)到8.0×104m3，庫(kù)區(qū)總占地面積為20.717 5×104m2。

1.2 物質(zhì)系數(shù)的確定

根據(jù)由美國(guó)消防協(xié)會(huì)規(guī)定的物質(zhì)可燃性Nf和化學(xué)活性(或不穩(wěn)定性)Nr，物質(zhì)系數(shù)可從DOW的附錄A中查到。從附錄中可查得原油的物質(zhì)系數(shù)，汽油的物質(zhì)系數(shù)MF=16。

1.3 工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)的確定

1.3.1 一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1

(1)放熱化學(xué)反應(yīng)危險(xiǎn)系數(shù)及吸熱反應(yīng)危險(xiǎn)系數(shù)。此評(píng)價(jià)單元中儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的是汽油，不會(huì)發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)，也不會(huì)發(fā)生吸熱反應(yīng)，因此汽油儲(chǔ)罐的放熱化學(xué)反應(yīng)危險(xiǎn)系數(shù)和吸熱反應(yīng)危險(xiǎn)系數(shù)均取0。

(2)物料處理與輸送危險(xiǎn)系數(shù)。因?yàn)閮?chǔ)罐內(nèi)是Nf=3的汽油，且儲(chǔ)罐沒(méi)有采取任何遮蔽措施，具有發(fā)生火災(zāi)、爆炸的可能性，因此汽油的物料處理與輸送危險(xiǎn)系數(shù)取0.85。

(3)封閉單元或室內(nèi)單元危險(xiǎn)系數(shù)。在此評(píng)價(jià)單元中，儲(chǔ)罐沒(méi)有任何遮蔽措施，因此汽油儲(chǔ)罐的封閉單元或室內(nèi)單元危險(xiǎn)系數(shù)取0。

(4)通道危險(xiǎn)系數(shù)。通向庫(kù)區(qū)外面的道路不止一個(gè)，因此，根據(jù)選取原則，汽油儲(chǔ)罐的通道危險(xiǎn)系數(shù)取0。

(5)泄漏危險(xiǎn)系數(shù)。該評(píng)價(jià)單元周邊是防止油品泄漏時(shí)發(fā)生重大事故的地下儲(chǔ)液池，儲(chǔ)液池的容量足夠可以承擔(dān)發(fā)生泄漏時(shí)泄漏液的轉(zhuǎn)移，可降低事故發(fā)生的可能性。因此泄漏危險(xiǎn)系數(shù)取0.50。

(6)一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)。經(jīng)計(jì)算得一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)：F1=0.85+0.50+1.00=2.35。

1.3.2 特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2

(1)毒性物質(zhì)危險(xiǎn)系數(shù)。根據(jù)汽油物質(zhì)系數(shù)和特性表可知，汽油為低毒物質(zhì)，NH=1.00。根據(jù)公式F2A=0.20NH，計(jì)算可得汽油的毒性物質(zhì)危險(xiǎn)系數(shù)為0.20。

(2)負(fù)壓操作危險(xiǎn)系數(shù)。在該評(píng)價(jià)單元內(nèi)，儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存壓力都是常壓，絕對(duì)壓力約為0.1 MPa，大于66.7 kPa，因此負(fù)壓操作危險(xiǎn)系數(shù)取0[2]。

(3)燃燒范圍或其附近的操作危險(xiǎn)系數(shù)。本評(píng)價(jià)單元設(shè)置了汽油油氣回收流程，也設(shè)置了惰性化氣體氮?dú)獾膾呔€流程進(jìn)行回收，但是不能避免氣體的混入，有造成火災(zāi)、爆炸事故的可能性，因此該危險(xiǎn)系數(shù)取0.50。

(4)粉塵爆炸危險(xiǎn)系數(shù)。儲(chǔ)罐區(qū)粉塵的濃度遠(yuǎn)低于火災(zāi)爆炸的下限濃度，故儲(chǔ)罐區(qū)不會(huì)發(fā)生粉塵爆炸。因此，汽油儲(chǔ)罐的粉塵爆炸危險(xiǎn)系數(shù)取0。

(5)釋放壓力危險(xiǎn)系數(shù)。該評(píng)價(jià)單元在常壓即0.1 MPa(14.5磅/英寸2)下操作，所以釋放壓力危險(xiǎn)系數(shù)取0.18。

(6)低溫危險(xiǎn)系數(shù)。評(píng)價(jià)單元內(nèi)油罐汽油為常溫條件儲(chǔ)存，即使在冬季天氣氣溫-6 ℃時(shí)，由于及時(shí)采取保溫措施，溫度不會(huì)降到可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的范圍，因此整個(gè)評(píng)價(jià)單元的低溫危險(xiǎn)系數(shù)取0。

(7)易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)能量的危險(xiǎn)系數(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)[8]，查得汽油儲(chǔ)罐的該危險(xiǎn)系數(shù)為0.47。

(8)腐蝕危險(xiǎn)系數(shù)。在評(píng)價(jià)單元中，儲(chǔ)罐防腐采用涂刷內(nèi)、外防腐漆方式，其他設(shè)備及管線防腐采用涂刷外防腐漆方式，同時(shí)儲(chǔ)存的液體無(wú)腐蝕性，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境良好，故汽油儲(chǔ)罐的腐蝕危險(xiǎn)系數(shù)取0.10。

(9)泄漏-接頭和填料處泄漏的危險(xiǎn)系數(shù)。在接頭、墊片和填料處及軸的密封處，由于使用年限已久或者是由于操作失誤，不可避免地產(chǎn)生少量的漏油現(xiàn)象，因此泄漏-接頭和填料處泄漏的危險(xiǎn)系數(shù)取0.10。

(10)明火設(shè)備使用的危險(xiǎn)系數(shù)。明火設(shè)備的使用考慮的是工藝過(guò)程中的設(shè)備，在評(píng)價(jià)單元內(nèi)，熬制防水或防腐瀝青距離油罐較遠(yuǎn)，不是考慮的對(duì)象，因此此項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)取0。

(11)熱油交換系統(tǒng)的危險(xiǎn)系數(shù)。汽油的儲(chǔ)油罐內(nèi)沒(méi)有設(shè)置熱油交換系統(tǒng)，因此汽油儲(chǔ)罐的熱油交換系統(tǒng)的危險(xiǎn)系數(shù)應(yīng)取0。

(12)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備危險(xiǎn)系數(shù)。在評(píng)價(jià)單元中，油品外運(yùn)的主要設(shè)施為泵。當(dāng)評(píng)價(jià)單元中使用功率大于75馬力(約為55.125 kW)時(shí)，選取轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備危險(xiǎn)系數(shù)為0.50。

(13)特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)。計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)：F2=0.20+0.50+1.00+0.18+0.47+0.10+0.10+0.50=3.05。

1.3.3 工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)的確定 工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3=F1F2=7.17。

1.4 火災(zāi)爆炸指數(shù)(F&EI)的確定

F&EI系數(shù)及危險(xiǎn)等級(jí)見(jiàn)表1。

表1 F&EI系數(shù)及危險(xiǎn)等級(jí)

汽油儲(chǔ)罐的工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)為7.17。由此可確定，其火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)為7.17×16=114.72，由表1可知其危險(xiǎn)等級(jí)為中等。

1.5 安全措施補(bǔ)償系數(shù)的確定

1.5.1 工藝控制補(bǔ)償系數(shù)C1的計(jì)算

(1)應(yīng)急電源補(bǔ)償系數(shù)。本儲(chǔ)油罐區(qū)供電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)，消防電動(dòng)閥設(shè)應(yīng)急電源，因此補(bǔ)償系數(shù)取0.98。

(2)冷卻補(bǔ)償系數(shù)。庫(kù)區(qū)設(shè)有消防泵房2座，消防水儲(chǔ)量為9 000 m3，庫(kù)區(qū)采用穩(wěn)高壓消防水系統(tǒng)，且在評(píng)價(jià)單元中設(shè)置了備用的冷卻系統(tǒng)，因此冷卻補(bǔ)償系數(shù)取0.97。

(3)抑爆補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元中采用了易爆裝置，因此抑爆補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(4)緊急停車裝置補(bǔ)償系數(shù)。在評(píng)價(jià)單元中，儲(chǔ)罐區(qū)沒(méi)有設(shè)置緊急停車裝置，因此緊急停車裝置補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(5)計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)償系數(shù)。儲(chǔ)罐區(qū)能夠在一定程度上減輕工人的負(fù)擔(dān)，但是不能遙控儲(chǔ)罐區(qū)的重要設(shè)備，因此計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)償系數(shù)取0.99。

(6)惰性氣體保護(hù)補(bǔ)償系數(shù)。掃線罐的惰性氣體儲(chǔ)量比較大，而且電腦控制吹掃所有的儲(chǔ)罐，因此惰性氣體保護(hù)補(bǔ)償系數(shù)取0.94。

(7)操作指南或操作規(guī)程補(bǔ)償系數(shù)。本評(píng)價(jià)單元均遵守操作規(guī)程且有章可尋，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.97。

(8)活性化學(xué)物質(zhì)檢查補(bǔ)償系數(shù)。評(píng)價(jià)單元中沒(méi)有活性化學(xué)物質(zhì)大綱檢查，且員工沒(méi)有獲得應(yīng)用于本職工作的活性化學(xué)物質(zhì)指南，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(9)其他工藝過(guò)程危險(xiǎn)分析補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元內(nèi)，采取了安全檢查表評(píng)價(jià)方法，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.98。

(10)工藝控制補(bǔ)償系數(shù)。計(jì)算工藝控制補(bǔ)償系數(shù)：C1=0.98×0.97×0.99×0.94×0.97×0.98=0.84。

1.5.2 危險(xiǎn)性物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)C2的計(jì)算

(1)遠(yuǎn)距離控制閥補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元中可以遠(yuǎn)距離操控閥門，在緊急情況下可以迅速地將儲(chǔ)罐、管線隔離，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.98。

(2)備用卸料裝置補(bǔ)償系數(shù)。在儲(chǔ)罐區(qū)沒(méi)有安裝備用泄料裝置，因此該項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(3)排放系統(tǒng)補(bǔ)償系數(shù)。該評(píng)價(jià)單元設(shè)置了安全可靠的排放系統(tǒng)，因此排放系統(tǒng)補(bǔ)償系數(shù)取0.97。

(4)聯(lián)鎖裝置補(bǔ)償系數(shù)。所有儲(chǔ)油罐均設(shè)有液位檢測(cè)及高低限液位報(bào)警，高限液位報(bào)警與儲(chǔ)罐進(jìn)口控制閥聯(lián)鎖，低限液位報(bào)警與裝船、裝車泵聯(lián)鎖，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.98。

(5)危險(xiǎn)性物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)。計(jì)算危險(xiǎn)性物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)：C2=0.98×1.00×0.97×0.98=0.93。

1.5.3 防火措施補(bǔ)償系數(shù)C3的計(jì)算

(1)泄漏檢測(cè)裝置補(bǔ)償系數(shù)。該檢測(cè)裝置能夠使系統(tǒng)免受損壞，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.94。

(2)鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)補(bǔ)償系數(shù)。該汽油儲(chǔ)罐沒(méi)有涂抹防止火災(zāi)發(fā)生的涂料，因此不考慮此補(bǔ)償措施，此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取1.00 。

(3)消防水供應(yīng)補(bǔ)償系數(shù)。油庫(kù)內(nèi)設(shè)消防水池儲(chǔ)備最大一次消防所需的水量，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.97。

(4)特殊系統(tǒng)補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元中沒(méi)有設(shè)置特殊的滅火系統(tǒng)，不考慮此項(xiàng)防火措施，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(5)噴灑系統(tǒng)補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元中沒(méi)有設(shè)置噴灑系統(tǒng)，不考慮此項(xiàng)防火措施，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(6)水幕補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元中沒(méi)有設(shè)置水幕系統(tǒng)，不考慮此項(xiàng)防火措施，因此此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取1.00。

(7)泡沫裝置補(bǔ)償系數(shù)。在本評(píng)價(jià)單元中，固定式泡沫滅火系統(tǒng)采用低倍數(shù)空氣泡沫，此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.97。

(8)手提式滅火器補(bǔ)償系數(shù)。該評(píng)價(jià)單元配備固定式干粉滅火裝置及推車式和手提式干粉滅火器，此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.98。

(9)電纜保護(hù)補(bǔ)償系數(shù)。電纜采用直埋敷設(shè)方法和與工藝管架共架的電纜橋架敷設(shè)相結(jié)合的方式，此項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)取0.94。

(10)防火措施補(bǔ)償系數(shù)。計(jì)算防火措施補(bǔ)償系數(shù)：C3=0.94×0.97×0.97×0.98×0.94=0.81。

1.5.4 安全措施補(bǔ)償系數(shù)的確定 安全措施補(bǔ)償系數(shù)確定如下：C=C1C2C3=0.84×0.93×0.81=0.63。

1.6 暴露面積的確定

暴露半徑用R=F&EI×0.84×0.304 8求得[8]，然后根據(jù)暴露半徑求出暴露區(qū)域面積S=πR2。計(jì)算可得暴露半徑為29.37 m，暴露面積為2 708.55 m2。

1.7 最大可能財(cái)產(chǎn)損失(MPPD)的確定

該汽油儲(chǔ)罐區(qū)原來(lái)成本為120萬(wàn)元，價(jià)格增長(zhǎng)系數(shù)為1.1，財(cái)產(chǎn)(指更換)價(jià)值=原成本×0.82×增長(zhǎng)系數(shù)=108.24(萬(wàn)元)；危害系數(shù)確定為0.62，基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)=暴露區(qū)域的更換價(jià)值×危害系數(shù)=67.11(萬(wàn)元)。

1.8 實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)的確定

實(shí)際MPPD=基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失×安全措施補(bǔ)償系數(shù)=67.11×0.63=42.28(萬(wàn)元)。

2 汽油儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸后果的綜合評(píng)價(jià)

2.1 F&EI-HAZOP子模型的建立

建立F&EI-HAZOP子模型的關(guān)鍵是建立影響一般工藝危險(xiǎn)性和特殊工藝危險(xiǎn)性因素與偏差數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。影響一般工藝危險(xiǎn)性的因素有：吸熱反應(yīng)及放熱化學(xué)反應(yīng)、物料處理與輸送、密閉式或室內(nèi)工藝單元、通道、排放和泄漏控制；影響特殊工藝危險(xiǎn)性的因素有：毒性物質(zhì)、負(fù)壓、易燃范圍內(nèi)及接近易燃范圍的操作惰性化、低溫、易燃及不穩(wěn)定物質(zhì)的質(zhì)量、腐蝕與磨蝕、接頭和填料處的泄漏、明火設(shè)備的使用、熱油交換系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。

所建立的F&EI-HAZOP子模型如圖1所示。圖1中，影響因素及衍生偏差后括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為各種危險(xiǎn)影響因素及衍生偏差的代碼。

圖1 F&EI-HAZOP子模型

2.2 HAZOP-FTA子模型的建立

所建立的HAZOP-FTA子模型如圖2所示，圖2中，n表示可能發(fā)生的所有基本事件的數(shù)量。在實(shí)際分析過(guò)程中，產(chǎn)生不同偏差的原因數(shù)量可能不同，每個(gè)保護(hù)層事故樹圖的原因事件數(shù)量也不一定相同，實(shí)際系統(tǒng)不一定每個(gè)保護(hù)層都需要考慮，根據(jù)實(shí)際情況，分析特別需要考慮的保護(hù)層。

圖2 HAZOP-FTA子模型

2.3 基于F&EI-HAZOP子模型的汽油儲(chǔ)罐區(qū)偏差的確定

2.3.1 汽油儲(chǔ)罐區(qū)的偏差 汽油儲(chǔ)罐區(qū)的影響因素及偏差見(jiàn)表2。

2.3.2 偏差原因及發(fā)生概率的確定 本文對(duì)于偏差的發(fā)生概率運(yùn)用了三角模糊數(shù)方法進(jìn)行確定，對(duì)于無(wú)法獲得精確概率的基本事件，采用專家打分法，一般選用3人以上的專家組成評(píng)估小組。對(duì)于專家給出的概率值采用3σ法進(jìn)行模糊處理。取各基本事件概率的均值為m，方差為σ，假設(shè)各基本事件的概率值服從正態(tài)分布，又設(shè)a=b=3σ，將各個(gè)基本事件的概率模糊表征為：<3σ，m，3σ>，然后取其平均發(fā)生概率。

表2 汽油儲(chǔ)罐區(qū)的影響因素及偏差

(1)

式中，xk為第k相的概率值，k=1，2，3，…，n。

本文通過(guò)3人組成的專家對(duì)基本事件發(fā)生的概率進(jìn)行打分，再利用式(1)和3σ法確定基本事件的模糊概率，然后取其平均發(fā)生概率。偏差原因及其發(fā)生概率見(jiàn)表3。

表3 偏差原因及其發(fā)生概率

續(xù)表3

2.4 基于HAZOP-FTA子模型的汽油儲(chǔ)罐區(qū)保護(hù)層失效概率的計(jì)算

1c與1e保護(hù)層失效FTA圖如圖3所示。圖3中，xij表示各偏差發(fā)生的概率，i為1至5的整數(shù)，j表示保護(hù)層c或e；T代表偏差類型。

(a) 1c

(b) 1e

1c保護(hù)層失效概率：

pTc=1-(1-x1c)(1-x2c)(1-x3c)· (1-x4c)(1-x5c)

=1-(1-1.0×10-3)(1-3.0×10-3)· (1-5.0×10-3)(1-80.0×10-3)· (1-50.0×10-3)

=0.13

1e保護(hù)層失效概率：

pTe=1-(1-x1e)(1-x2e)(1-x3e)· (1-x4e)(1-x5e)

=1-(1-0.1×10-3)(1-1.0×10-3)· (1-60.0×10-3)(1-30.0×10-3)· (1-60.0×10-3)

=0.14

按同樣的方法，可計(jì)算其他保護(hù)層的失效概率，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 各保護(hù)層的失效概率

2.5 基于F&EI-HAZOP-FTA綜合評(píng)價(jià)模型的汽油儲(chǔ)罐區(qū)新增風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)保護(hù)層失效概率可知，汽油儲(chǔ)罐一般工藝危險(xiǎn)性考慮人為因素增加的風(fēng)險(xiǎn)為1c層、1e層、1f層保護(hù)層失效概率之和，即：

F1增=0.13+0.14+0.16=0.43

汽油儲(chǔ)罐特殊工藝危險(xiǎn)性考慮人為因素增加的風(fēng)險(xiǎn)為2c層、2d層、2f層、2g層保護(hù)層失效概率之和，即：

F2增=0.11+0.06+0.07+0.38=0.62

汽油儲(chǔ)罐工藝危險(xiǎn)性對(duì)比見(jiàn)表5。

表5 汽油儲(chǔ)罐工藝危險(xiǎn)性風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比

2.6 汽油儲(chǔ)罐區(qū)最初評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估結(jié)果

汽油儲(chǔ)罐區(qū)最初評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，采用綜合評(píng)估模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償之后，汽油儲(chǔ)罐區(qū)的危險(xiǎn)等級(jí)由中等變?yōu)榉浅４螅矣捎诠に囄ｋU(xiǎn)性的增加，危害系統(tǒng)和暴露面積相應(yīng)地增加，財(cái)產(chǎn)損失也相應(yīng)地變大。

表6 汽油儲(chǔ)罐區(qū)最初評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)利用F&EI-HAZOP子模型，得到了汽油儲(chǔ)罐區(qū)的一般工藝危險(xiǎn)性和特殊工藝危險(xiǎn)性的影響因素與偏差數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，確定了偏差產(chǎn)生的原因，彌補(bǔ)了DOW對(duì)管理因素考慮較少的缺陷。

(2)利用HAZOP-FTA子模型，得到了一般工藝危險(xiǎn)性因素3個(gè)可能失效的保護(hù)層及特殊工藝危險(xiǎn)性4個(gè)可能失效的保護(hù)層，繪制保護(hù)層失效FTA圖；利用三角模糊數(shù)方法確定了各偏差原因的發(fā)生概率，利用FTA圖確定了保護(hù)層失效的概率；根據(jù)保護(hù)層失效的概率，確定了一般工藝危險(xiǎn)性和特殊工藝危險(xiǎn)性新增的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)根據(jù)新增的風(fēng)險(xiǎn)，采用綜合評(píng)估模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償之后，汽油儲(chǔ)罐區(qū)的危險(xiǎn)等級(jí)由中等變?yōu)榉浅４螅矣捎诠に囄ｋU(xiǎn)性的增加，危害系統(tǒng)和暴露面積相應(yīng)增加，財(cái)產(chǎn)損失也相應(yīng)變大。

(4)采用F&EI-HAZOP-FTA綜合的評(píng)價(jià)模型，可以更全面合理地分析油庫(kù)儲(chǔ)罐區(qū)的安全隱患，為系統(tǒng)安全分析提供一種新的途徑。F&EI-HAZOP-FTA綜合評(píng)價(jià)模型為了從根本上保證油庫(kù)儲(chǔ)罐區(qū)的安全提供了理論支撐。

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(編輯 宋錦玉)

Establishment of the Oil Storage Tank Area F&EI-HAZOP-FTA Comprehensive Evaluation Model

Zhao Chuanqi， Zhang Juwei， Zhang Yuanyuan， Li Shengwen

(SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity，F(xiàn)ushunLiaoning113001，China)

Due to the special nature of oil depot, the occasional accident happening in the oil depot would damage the surrounding facilities, which inevitably would lead to a large number of casualties and property losses masses. To minimize the probability of oil depot safety accidents, the effective evaluation methods should be adopted for the oil depot safety evaluation. DOW was the evaluation method of safety evaluation which was very suitable for oil tank area. But DOW chemical evaluation method also had serious deficiencies. By the detailed analysis of the flaws of the DOW chemical evaluation method on the basis, the F&EI-HAZOP-FTA comprehensive evaluation model was established. Through the model of F&EI-HAZOP and HAZOP-FTA model, the "preliminary evaluation of DOW chemical process risk factors-deviation, protective layer failure probability, DOW chemical actual evaluation" closed-loop channel of data transmission and sharing was found. The safety assessment to oil tank area could be obtained more comprehensive through the model.

Oil storage tank area； F&EI-HAZOP-FTA comprehensive evaluation model； Data transfer and sharing； Triangular fuzzy number； The safety evaluation

1672-6952(2017)01-0053-08

投稿網(wǎng)址：http://journal.lnpu.edu.cn

2016-05-10

2016-07-10

趙傳奇(1990-)，男，碩士研究生，從事石化設(shè)備安全評(píng)價(jià)、結(jié)構(gòu)完整性及災(zāi)害預(yù)防方面的研究；E-mail：1143161010@qq.com。

張巨偉(1962-)，男，碩士，教授，從事安全工程、石油化工設(shè)備的安全評(píng)價(jià)等方面的研究；E-mail：z6682201@126.com。

X937

A

10.3969/j.issn.1672-6952.2017.01.011