機場油庫火災事故故障樹分析研究

楊月新　蔡泓均

摘? 要：機場油庫在民航安全中占有重要地位。文章構(gòu)建了以機場油庫火災事故為頂上事件的故障樹，考慮了31個基本事件。通過對故障樹結(jié)構(gòu)進行分析化簡，得到了10個最小徑集合，計算了各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，并分析了導致事故發(fā)生的三種主要原因。最終提出機場油庫火災事故的預防措施，為保障油庫安全提供了一定的科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機場油庫;火災事故;故障樹;安全管理

中圖分類號：TE88? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）08-0055-02

Abstract： Airport oil depot plays an important role in civil aviation safety. In this paper， a fault tree is constructed， which takes the fire accident of the airport oil depot as the top event， and 31 basic events are considered. Through the analysis and simplification of the fault tree structure， 10 minimum path sets are obtained， the structural importance of each basic event is calculated， and the three main causes of the accident are analyzed. Finally， the preventive measures of fire accidents in airport oil depot are put forward， which provides a certain scientific basis for ensuring the safety of oil depot.

Keywords： airport oil depot; fire accident; fault tree; safety management

機場油庫是儲存和收發(fā)航空燃油的獨立設(shè)施。隨著機場吞吐量的逐年增加，航空油料的需求量也相應增長[1]。由于航空煤油具有閃點低、易揮發(fā)、易燃爆等特點，極易出現(xiàn)火災爆炸事故，造成巨大的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染[2]。

針對油庫安全運行已有多種研究分析方法。母元江[3]從事故致因理論、安全分析方法等多角度對油庫安全系統(tǒng)工程進行了詳細的總結(jié)。李衛(wèi)東[4]和李新戰(zhàn)[5]通過對油罐火災和爆炸故障樹進行分析，提出了風險控制方案和事故預防措施。隨著民航安全要求的日益提高，基于故障樹的安全評價方法也日益應用廣泛。

故障樹分析（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）又稱事故樹分析，是從結(jié)果到原因逐層找出與事故相關(guān)的各因素間邏輯關(guān)系的分析方法[6]。該方法通過用“邏輯門”自上而下地分析某一事故，直至找出導致事故發(fā)生的基本事件，從而找出對應的安全對策[7]。本文通過建立機場油庫火災事故故障樹，分析發(fā)生原因和預防措施，對于保障機場油庫的安全生產(chǎn)、民航的平穩(wěn)運行都有著極其重要的意義。

1 機場油庫火災故障樹建立

針對機場油庫特性，通過對火災事故的資料收集和分析建立故障樹，如圖1所示。該故障樹考慮了引起機場油庫火災事故的主要原因，共包含31個基本事件。

2 故障樹分析

2.1 最小割集合與最小徑集合

最小割集合與最小徑集合分別指能或不能導致頂上事件發(fā)生的基本事件的最低限度集合[8]。最小割集合越少，最小徑集合越多，頂上事件就越不容易發(fā)生，系統(tǒng)越安全。根據(jù)該故障樹結(jié)構(gòu)，機場油庫如果發(fā)生火災事故，必須滿足著“火源”和“油蒸汽”都發(fā)生，同時還需“達到燃燒極限”的條件。利用故障樹對應的成功樹，求解出該故障樹的最小徑集合，如表1所示。

根據(jù)以上分析，對階數(shù)較小的最小徑集合進行控制對預防事故的發(fā)生具有較好效果。故本故障樹優(yōu)先考慮序號為1-3的最小徑集合。

2.2 結(jié)構(gòu)重要度

結(jié)構(gòu)重要度是假設(shè)各基本事件發(fā)生概率相等的情況下對頂上事件發(fā)生的影響程度，按下式計算：

式中，I（i）-基本事件Xi的結(jié)構(gòu)重要度;Kj-最小徑集合;ni-基本事件Xi所在最小徑集合所包含的基本事件個數(shù)。

根據(jù)上式計算出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度并排序：

I（13）=I（14）=I（15）=0.25>I（9）=I（10）=I（11）=I（12）=0.125>I（1）=I（2）=I（3）=I（5）=I（6）=I（7）=I（19）=I（20）=I（21）=0.000256>I（4）=I（8）=0.000229>I（29）=I（30）=I（31）=0.000191>I（25）=I（26）=I（27）=I（28）=0.000095>I（16）=I（17）=I（18）=I（22）=I（23）=I（24）=0.000057

2.3 事故原因

基本事件的結(jié)構(gòu)重要度越高，對頂上事件的影響越大。故可以根據(jù)最小徑集合及結(jié)構(gòu)重要度分析事故發(fā)生的主要原因。

原因1，通風不良，對應基本事件{X13，X14，X15}。航空燃油的揮發(fā)是自發(fā)過程，而油氣濃度達到燃燒極限是頂上事件發(fā)生的必需條件。因此無排風設(shè)備、排風設(shè)備損壞、未定時排風是導致火災事故的最主要原因。

原因2，航油泄露，對應基本事件{X9，X10，X11，X12}。該方案從可燃物的角度分析油庫火災事故。儲油設(shè)備腐蝕、設(shè)備密封不良、操作失誤導致閥門未完全關(guān)閉、焊縫缺陷等，都可能導致火災事故。

原因3，存在著火源，對應基本事件{X1，X2，X3，X5，X6，X7，X19，X20，X21}。機場油庫內(nèi)的火源具有多種形式，存在明火、撞擊火花和人體靜電三個因素是火災事故防范工作的重點。

3 預防措施

通過故障樹分析，針對機場油庫火災事故提出以下預防措施：

（1）加強通風。良好的通風能夠有效控制油蒸汽濃度，使其難以達到燃燒極限。通過安裝并檢修排風設(shè)施、定時排風、設(shè)置油蒸汽濃度監(jiān)測儀等方法，是最有效的防止火災事故發(fā)生的安全措施。

（2）防止泄露。航油泄露是發(fā)生火災事故的必要條件，因此定期對設(shè)備進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)腐蝕裂紋、焊縫缺陷等安全隱患;加強員工管理，避免人為錯誤操作;定期巡檢密封系統(tǒng)、閥門等設(shè)備，保障機場油庫安全運行。

（3）控制著火源。機場油庫火源有很多種，其中明火、撞擊火花和人體靜電是影響較大的三種形式。因此可根據(jù)引起火花的原因制定相應的防護措施，防止火災事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語

本文構(gòu)建了以機場油庫火災事故為頂上事件的故障樹，考慮了31個基本事件。通過對故障樹結(jié)構(gòu)進行分析化簡，得到了10個最小徑集合，計算了各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，并分析了導致火災事故發(fā)生的三種主要原因。依據(jù)故障樹分析的結(jié)論進一步提出安全防范措施，為機場油庫風險管理提供理論依據(jù)，具有一定的實際應用價值。

參考文獻：

[1]高俊.努力提升民航高質(zhì)量發(fā)展的新境界——學習習近平新時代中國特色社會主義思想的初步體會[J].民航管理，2018（5）：7-12.

[2]汪愛華.油庫安全管理與評價方法研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013（15）：218-218.

[3]母元江，王豐.油庫安全系統(tǒng)工程[M].中國石化出版社，2007：22-48.

[4]李衛(wèi)東.基于故障樹分析的油庫火災爆炸研究[J].當代化工，2015（07）：158-160.

[5]李新戰(zhàn)，黃坤，陳建霞.油庫火災爆炸故障樹分析[J].油氣儲運，2010（29）：21-23.

[6]Wu X ， Xiao C Y ， Xu X Y . Research on a Nonlinear Fuzzy Comprehensive Assessment Method for Oil & Gas Pipeline Failure Based on Fault Tree Analysis[J]. Applied Mechanics and Materials， 2012， 187：304-310.

[7]唐國祥，王帥，李安琪.事故樹分析方法在油庫安全管理中的運用[J].科技展望，2016（22）：163-164.

[8]朱大奇，于盛林.基于故障樹最小割集的故障診斷方法研究[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2002（03）：107-110.