王茜 趙磊
【摘 要】本課程講授內(nèi)容的變化在突出教材重點(diǎn)的基礎(chǔ)上,引入了與本課程緊密相關(guān)的安全工程重要分析方法事故樹分析方法,在教學(xué)效果上看既提高了學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握程度又達(dá)到了拓寬學(xué)生知識(shí)面的目的。
【關(guān)鍵詞】事故樹;化工安全;中毒
0 引言
化工安全與環(huán)保是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門必修課,以安全理論為指導(dǎo)與化工生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合,圍繞火災(zāi)、爆炸和中毒事故的預(yù)防,構(gòu)建了一個(gè)比較完整、通用的化工安全技術(shù)體系。本課程是一門綜合性和交叉性的課程[1]。由于本專業(yè)學(xué)生在安全系統(tǒng)工程方面知識(shí)的匱乏,導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程中往往單一的變成對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)而無法與安全有更深層次的結(jié)合。因此,在本課程的教學(xué)過程中融入一些安全系統(tǒng)工程中重要的分析方法顯得尤為重要和迫切。
1 內(nèi)容講解和學(xué)習(xí)方法
本文以第五章中毒事故與通風(fēng)置換技術(shù)中的中毒事故預(yù)防知識(shí)講解為例[2],引入安全系統(tǒng)工程中事故樹分析方法對(duì)中毒事故的預(yù)防進(jìn)行深入講解。
1.1 事故樹介紹
事故樹是用來描述事故因果關(guān)系的且有方向性的“樹”,在安全系統(tǒng)工程,它是一種重要的分析事故原因的方法[3]。它可以對(duì)各種系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),既可用來定性分析,可以用來進(jìn)行定量分析[4]。
事故樹進(jìn)行分析的步驟如下:
(1)繪制事故樹。在認(rèn)真了解相關(guān)的安全操作規(guī)程,及總結(jié)收集相關(guān)類似的事故資料的基礎(chǔ)上,認(rèn)真繪制出氯氣急性中毒的事故樹見圖1。
(2)運(yùn)用布爾代數(shù)求最小割集。最小割集是導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合,事故樹的最小割集越多,事故系統(tǒng)就越復(fù)雜,事故發(fā)生的幾率也越大,在最小割集太多不好分析時(shí),也經(jīng)常利用事故樹的成功樹求出事故樹的最小徑集,針對(duì)最小徑集進(jìn)行定性或定量分析,最終作出事故的控制措施。
(3)結(jié)構(gòu)重要度分析,是從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程度。即在不考慮各基本事件的發(fā)生概率,分析各基本事件的發(fā)生對(duì)頂上事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度。
(4)每一組最小割集是反映事故樹中可能引起頂上事件發(fā)生的一個(gè)基本事件組合,據(jù)此可有的放矢地制定預(yù)防控制措施。
T-氯氣急性中毒;M1-氯氣泄漏;M2-泄漏區(qū)防護(hù)不當(dāng);X1-泄漏區(qū)氯氣濃度達(dá)到有害濃度;X2-氯氣瓶體破裂;X3-氯氣瓶出口閥損壞;X4-人員不會(huì)使用防護(hù)用具;X5-泄漏區(qū)無防護(hù)用具;X6-防護(hù)用具失效
圖1 氯氣中毒事故樹
1.2 事故樹分析
事故樹定性分析:
(1)求最小割集:
T=M1·X1·M2
=(X2+X3)·X1·(X4+X5+X6)
=X1X2X4+X1X2X5+X1X2X6+X1X3X4+X1X3X5+X1X3X6
事故樹有6個(gè)最小割集,數(shù)目較多分析起來較為繁雜。
(2)求最小徑集:由對(duì)偶成功樹得:
T'=M1'+X1'+M2'
=X2'X3'+X1'+X4'X5'X6'
由上式可知本事故樹有三個(gè)最小徑集,相比最小割集要簡單,最小徑集分別是
P1={X1}
P2={X2,X3}
P3={X4,X5,X6}
(3)結(jié)構(gòu)重要度分析:本事故樹的最小徑集中,P1只有單元素X1,所以X1的重要度系數(shù)最大,P2中有兩元素,且該兩元素不在其他徑集中重復(fù)出現(xiàn),所以X2與X3重要度系數(shù)相等且小于X1,P3中有三個(gè)元素且不在其他徑集中重復(fù)出現(xiàn),所以X4、X5、X6重要度系數(shù)相等且重要度系數(shù)最小。按結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)排序有
I?椎(1)>I?椎(2)=I?椎(3)>I?椎(4)=I?椎(5)=I?椎(6)
(4)定性分析:綜上說明事故樹的最小割集有6個(gè),比較多,說明發(fā)生氯氣泄漏中毒的途徑是比較多的,而最小徑集有3個(gè)相對(duì)較少,表明只要控制住3種途徑的基本事件不發(fā)生,就能避免氯氣泄漏中毒事故的發(fā)生。
從最小徑集的分析結(jié)果來看,不管氯氣泄漏與否,如果氯氣儲(chǔ)存場(chǎng)所的氯氣濃度不超標(biāo)則不會(huì)造成人員傷害事故,但一旦氯氣泄漏想要氯氣濃度不超標(biāo)往往不容易做到。因而,防止瓶破裂與瓶出口閥損壞就顯得尤為重要,最后也要做好防護(hù)用具的儲(chǔ)備工作預(yù)防措施。
(1)首先最重要的是嚴(yán)格控制氯氣瓶庫的氯氣濃度,加強(qiáng)通風(fēng)。
(2)嚴(yán)格按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行管理,加強(qiáng)對(duì)瓶體及其附件的檢查。
(3)重視起防護(hù)用具的管理及相關(guān)安全教育。
2 結(jié)論
通過引入了與《化工安全與環(huán)?!氛n程緊密相關(guān)的安全工程重要分析方法事故樹分析方法,對(duì)中毒事故與通風(fēng)置換技術(shù)加以系統(tǒng)化地講解,對(duì)本課程的教學(xué)進(jìn)行初步探索。在以后的教學(xué)中要繼續(xù)完善改進(jìn),以適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。
【參考文獻(xiàn)】
[1]黃燕,莊園琳,吳世逵,等.化工安全工程課程教學(xué)改革探索[J].化工高等教育,2017(1):50-52.
[2]溫路新,李大成,劉敏,等.化工安全與環(huán)保[M].北京:科學(xué)出版社,2015.
[3]徐志勝,姜學(xué)鵬.安全系統(tǒng)工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.
[4]卜全民,王涌濤,汪德爟.事故樹分析法的應(yīng)用研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào),2007,29(4):141-144.
[責(zé)任編輯:朱麗娜]