王 赫,劉盛華,郝立群,林 琳,任麗輝
(遼寧省糧食科學研究所,沈陽 110032)
糧食是人民群眾不可或缺的基本生活資料,對于人口數量占全球1/4之多的中國,更是關乎國家穩(wěn)定與安全的重要戰(zhàn)略物資。確保糧食的儲備數量真實和質量安全,是我國一項長期的重要國策。
當前,我國各類糧食儲備總量已達6億t,且存儲量呈逐年遞增趨勢。此外,糧食儲備庫的單庫儲量也在不斷增大,多地糧食單庫儲量已由5 000 t增至30 000 t。倉房類型多種多樣,既有先進標準倉房、也有落后老舊倉型。設備設施方面既有全自動機械化設備、也有笨重粗糙簡陋設備。作業(yè)操作方面更是繁復龐雜,既有普遍性、也有特殊性。總體來看是點多面廣、勞動強度大、作業(yè)環(huán)境差、人員收入低。為確保糧食儲備庫安全保障技術快速發(fā)展,開展危險源辯識,通過標準、適用的判定方法,對危險源進行定性或定量評估,確定危險等級,對后續(xù)研究及安全生產作業(yè)與管理有著極其重要的現實意義與作用。本文通過故障樹法分析某糧食倉儲企業(yè)火災事故致因因素,找出影響糧庫火災事故的主要因素,提出控制措施,以提高糧庫安全生產作業(yè)與管理水平。
故障樹分析法(Fault Tree Analysis,簡稱FTA)是一種得到廣泛應用的系統(tǒng)安全分析方法。該技術方法于1961年由美國貝爾實驗室首次提出,是根據系統(tǒng)可能發(fā)生的事故或已經發(fā)生的事故結果,來研究與事故發(fā)生有關的原因、條件和規(guī)律,進而實施危險的辨識。當前安全工程領域常用其對事故進行定性或定量分析。故障樹分析法一般包括以下幾方面工作內容:確定頂事件;將導致頂事件發(fā)生全部基本事件應用邏輯門進行關聯(lián),以此建造故障樹;對故障樹進行定性分析,規(guī)范化故障樹并計算基本事件的最小割集或最小徑集;對故障樹進行定量分析,計算各基本事件對頂事件發(fā)生的結構重要度,或通過基本事件發(fā)生概率計算頂事件發(fā)生概率等;根據定性和定量分析結果,確定各事件類型的危險性大小、發(fā)生概率,尋找系統(tǒng)設計上的薄弱環(huán)節(jié);提出相應安全保障措施,預防故障發(fā)生或提高系統(tǒng)安全可靠性。故障樹法是一種圖形演繹法,表達清楚易懂,各因素之間的邏輯關系清晰,可有效找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),在系統(tǒng)設計中有助于確定潛在隱患或故障,通過定量或定性分析,使診斷更加可靠并具有指導性[1]。
某糧庫由于糧庫自身問題引起糧食自燃,火勢未得到有效控制而蔓延,釀成重大火災事故。火災持續(xù)2 h。后經消防部隊全力撲救,至12:00左右明火全部撲滅。本起火災事故造成該糧庫設備和糧食大部損壞,糧庫部分損毀。雖無人員傷亡,但直接經濟損失較大。
按照故障樹編制原則,以糧庫火災事故為頂事件,根據糧庫火災發(fā)生事故的主要類型,將中間事件劃分為2類,包括糧庫起火A1和消防設施缺失A2,并進一步分析各種導致事故發(fā)生的致因因素,編制出故障樹(見圖1)。故障樹中各事件編號及說明見表1。根據圖1故障樹可以看出,導致糧庫火災事故的基本事件共11個。
表1 糧庫火災故障樹基本事件
最小割集在事故樹中,若所有的基本事件全部發(fā)生,則頂上事件必然發(fā)生。但在多數情況下,只要某個或某幾個基本事件發(fā)生了,頂上事件就會發(fā)生。通常把故障樹中能使頂上事件發(fā)生的基本事件的集合稱為割集;能使頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合稱為最小割集。按照圖1故障樹所示的各個事件之間的關系,運用邏輯運算的方法,求出其最小割集[2]。
圖1 糧庫火災故障樹
經計算,該故障樹的最小割集為10組,即:
按照經驗,設定各事件失效概率,根據布爾代數運算規(guī)則,則糧庫發(fā)生火災的頂事件失效概率計算如下:
根據結構重要度判斷法則,當最小割集中只含一個基本事件,則該基本事件的結構重要度最大,當最小割集的基本事件數不等,基本事件少的割集中的基本事件的結構重要度大,可得
Iφ(1)=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)=Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)=Iφ(9)>Iφ(10)=Iφ(11)
由此可見,Xi(i=1,2,3,4,5,6,7,8,9)重要度相同且最高,X10,X11次之。
根據本起事故的故障樹分析,我們將控制措施歸納為表2:
表2 控制措施