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5.3故障树分析评价5.3.1事故树分析（1）详细调查了解该加油站环境状况及各种危险有害因素，设想系统可能发生的事故，并对设想事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故（火灾、爆炸）作为顶上事件。（2）从顶上事件起，一级一级找出直接原因事件到所要分析的深度，按其逻辑关系画出事故树。5.3.2评价过程5.3.2.1确定顶上事件以加油站发生火灾爆炸作为顶上事件进行事故树分析。加油站在运行过程中，若稍有不慎，卸油、加油过程或管线、储罐的泄漏均易导致油蒸气的逸散过程中若遇到火源，则易发生火灾，若扑救不及时或方法不得当将造成严重的人员伤亡和财产损失。故以“加油站火灾”作为顶上事件进行事故树分析。5.3.2.2分析原因事件加油站在正常运行过程中，发生“加油站火灾爆炸”事件必须具备三个原因事件：油蒸气逸散、油蒸气遇到火源、空气。其中空气是在正常条件时存在的事件，因此对油蒸气逸散和火源两个事件进行深入分析。1油蒸气逸散在下面过程中容易发生油蒸气逸散：卸油、漏油、加油；2火源（1）明火： 铁制器具打火、电器设施打火、防爆设施损坏、电气线路短路、吸烟、纵火、飞火； （2）静电打火： 产生静电：职工穿化纤服；卸油喷溅；油品流速快。 不能导除静电：无导静电设施；导静电设施损坏；I.接地电阻大；II.法兰无跨接；III.加油机与储罐无连接。 （3）雷击打火： 呼吸管无阻火器、接地电阻大。5.2.2.3编制事故树从顶上事件“加油站火灾爆炸”开始，结合对各个事件的原因事件查找及判定，层层分析其发生原因，一直分析到基本事件为止，从而可得知其主要的危险、有害因素（略：事故树图）事故树图T5.3.2.4事故树定性分析将事故树的机构函数式展开，展开后对所得各项运用布尔代数运算法则（如结合律、分配律、吸收律等）进行处理，可以得到最小割集，将事故树进行变换可以得到事故树的成功树，可以得出事故树的最小径集，两者均可以用于求算结构重要度。（1）求最小割集运用布尔代数运算法则处理“加油站火灾”事故树的结构函数式，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）由化简结果可以得知“加油站火灾”事件的最小割集有（X1X2X5、X1X2X10、X1X2X18、X1X2X15、X1X2X11X14、X1X2X11X16、X1X2X11X17、X1X3X11X14、共15项。求最小径集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项。根据最小径集得出结构重要度顺序为：I1I2=I3=I4I5=I6=I7=I8=I9=I10=I18=I19I11=I12=I13=I14=I15=I16=I175.3.2.5分析结果讨论（1）从加油站火灾事故模型可以看出加油站发生火灾爆炸须具备三个基本条件，即油蒸气、火源、空气。但一般情况下，只要有油蒸气和火源即可引发加油站火灾或爆炸。（2）从事故树的最小割集有51个之多，即此事件的发生51种渠道，并且它的发生必然是51个最小割集中的某个最小割集的基本事件同时存在的结果。据此，加油站管理、操作人员可以根据51个最小割集中各基本事件的特性及其可能发生的条件作出比较全面的预防措施，从而保证工程运行过程中的安全性。因此加油站火灾原因较为复杂的，同时可以看出引发加油站火灾或爆炸主要有以下几方面的原因：油蒸气外逸有两种情况容易大量外逸，一是在卸油和加油这两个过程中，特别是在卸油时，油蒸气的逸出量更大，1m3的油，就会有1m3的油蒸气逸出。二是储罐或输油道质量较差、漏油、渗油引起的。明火明火主要是本站或外来人员吸烟遗留火种，或者是加油站内使用明火做饭或取暖。 静电 加油站卸油、加油、量油作业都容易产生静电，达到一定条件静电就会打火，操作人员如果穿着化纤服装会产生静电，所以加油站的储罐、加油机、管线必须设置导除静电设施，工作人员严禁穿着化纤服装。 雷击 雷击引起加油站或油库发生火灾或爆炸的事故很多，加油站储油罐必须作防雷接地，且其电阻值不得大于10。装有阻火器的油罐一般不再设避雷针，在雷雨季节必须经常检测接地装置。（3）通过事故树最小径集可以看出控制加油站火灾或爆炸应从两方面入手，一是限制蒸汽的外逸，一是控制火源。控制油蒸气外逸应从卸油、加油以及储罐、管道漏油入手，控制火源应从控制明火、静电打火、雷击入手；而加油站的防火管理要着重以下几点： 加油站选址、设计、施工和设备质量必须符合国家有关安全规定。 加油站及储罐、配管、呼吸阀、安全阀、阻火器、法兰跨接线、静电接地装置必须经常检查、维护、保持良好的工作状态。 卸油、加油站必须做好现场监护，按照规程操作，防止冒顶跑油。 加强火源管理，杜绝火种，严禁闲杂人员入内。生产工作人员要熟练掌握操作技术和防火安全管理规定。5.4“蒸汽云雾爆炸伤害模型计算法”评价5.4.1爆炸的伤害分区爆炸的伤害分区即为人员的伤害区域。为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况,一种简单但也较为合理的预测程序是将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。根据人员因爆炸而伤亡概率的不同,将爆炸危险源周围由里向外依次划分。死亡区：该区内的人员如缺少防护，则被认为将无列外的蒙受严重伤害或死亡,其内径为零,外径记为R0.5,表示外圆周围处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50%,它与爆炸量间的关系由下式（超压冲量准则）确定: R0.5=13.6(WTNT/1000)0.37 重伤区：该区内的人员如缺少防护,则绝大多数人员将遭受严重伤 害,极少数人员可能死亡或受轻伤。其内径就是死亡半径R0.5,外径记为Re0.5,代表该处人员因冲击波作用而耳膜破裂的概率为50%，它要求的冲击波峰值超压为44000Pa，应用超压准则确定。轻伤区：该区内的人员如缺少防护，则绝大多数人员将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或平安无事，死亡的可能性极小。该区内径为Re0.5，外径记为Re0.01，表示外边界处耳膜因冲击波作用而破裂的概率为1%，它要求的冲击波峰值超压为17000Pa，应用超压准则确定。安全区：该区内的人员即使无防护，绝大多数人员也不会受伤，死亡的概率则几乎为零。该区内径为Re0.01，外径为无穷大。5.4.2爆炸影响的计算过程5.4.2.1冲击波超压在计算中爆炸冲击波参数用式（7-1）、（7-2）计算。. 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 冲击波正相最大超压，Pa； P0 大气压力，取 105Pa式中：目标到蒸汽云中心的距离，m； 爆源总能量，E0 用下式计算： (7-4)式中：W蒸汽云对爆炸冲击波有实际贡献的燃料质量，kg； 燃料的燃烧热，J/kg。 5.4.2.2爆炸伤害区计算依据人员伤害区死亡区与爆炸量间的关系由下式给出： (7-5)式中：Mtnt爆源的TNT当量，kg。按下式计算： 式中：TNT爆热，可取为4.50106J/kg。重伤区要求的冲击波峰值超压为44000Pa，用超压值由式（7-2）即可计算出重伤区外径。轻伤区要求的冲击波峰值超压为17000Pa，用超压值由式（7-6）即可计算出轻伤区外径。轻微伤害区该区内径为，外径为无穷大。建筑物及设施的破坏区爆炸能不同程度地破坏周围的建筑物和设施，造成直接经济损失。根据爆炸破坏模型，可估计建筑物和设施的不同破坏程度，据此可将危险源周围分为几个不同的区域。冲击波压力及其效应表超压 （105Pa）冲击波破坏效应0.002某些大的椭圆形玻璃破裂0.003产生喷气式飞机的冲击音0.007某些小的椭圆形玻璃破裂0.01窗玻璃全部破裂0.02有冲击碎片飞出0.03民用住房轻微损坏0.05窗户外框损坏0.06屋基受到损坏0.08树木折枝，房屋需修理方能居住0.10承重墙损坏，屋基向上错动0.15屋基破坏，30%树木倾倒，动物耳膜破坏*0.290%树木倾倒，钢筋混凝土柱扭曲*0.3油罐开裂，钢柱倒塌，木柱折断*0.5货车倾覆，民用建筑物全部损坏，人肺部受伤*0.7砖墙全部破坏*1.0油罐压坏选取表中后5项作为冲击波对建筑物和设施的破坏标准，将超压值代入，即可求出不同超压值下的破坏半径。 5.4.2.3汽油贮罐蒸汽云爆炸计算过程 略5.4.2.4汽油蒸汽云雾爆炸伤害分析 油罐区有汽油油罐2个，汽油储量合计60 m3。分别选取1个和2个 汽油贮罐作为对象，评价其发生蒸气云雾爆炸对人体的伤害程度。蒸气云雾爆炸冲击波超压对人员的伤害情况，按照上述计算方法,确定蒸汽云雾爆炸冲击波超压对人员的伤害情况见表。蒸汽云雾爆炸冲击波超压对人体的伤害情况表(单位:m)范围1个汽油储罐（30m3）2个汽油储罐（60m3）死亡半径R0.516.9521.91重伤半径Re0.557.1762.13轻伤半径Re0.01129.42134.33死亡区016.95021.91重伤区16.9557.1721.9162.13轻伤区57.17129.4262.13134.33安全区129.42134.335.4.3评价结果讨论从表中计算结果来看:单个汽油贮罐发生蒸汽云雾爆炸事故时,距贮罐中心位置16.95m内的人员可能大部分死亡;距贮罐中心位置16.9557.17m的暴露人员内脏将严重挫伤,可引起死亡;距贮罐中心位置57.17129.42m内的暴露人员将会出现中度或轻度的损伤；两个汽油贮罐发生蒸汽云雾爆炸事故时,距贮罐中心位置21.91m内的人员可能大部分死亡；距贮罐中心位置21.9162.13m的暴露人员内脏将严重挫伤,可引起死亡；距贮罐中心位置62.13134.33m内的暴露人员将会出现轻度或中度的损伤。从加油站的平面布置图可以看出,汽油贮罐发生蒸汽云雾爆炸后,其对人体的伤害及其对周围的建构筑物及设备的破坏范围覆盖整个加油站及东面、北面和西面民居，后果是非常严重的。
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