故障樹分析法在預防焙燒爐非停中的應用

徐 才，程 帥

（山東魏橋鋁電有限公司，山東 濱州 256200）

故障樹分析（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）又稱事故樹分析，是安全系統工程中最重要的分析方法。故障樹分析從不期望的事故開始，自上而下、一層層的尋找頂事件的直接原因和間接原因事件，直到基本原因事件，并用邏輯圖把這些事件之間的邏輯關系表達出來。

焙燒爐是氧化鋁生產中關鍵大型設備，擔負著脫除氫氧化鋁附著水和結晶水的重要工藝任務。目前氧化鋁公司焙燒爐系統的規格型號主要包括3000t/d、1500t/d和1350t/d，且系統中關鍵設備（如引風機）均無冗余設計[1]。焙燒爐一旦發生非停事故，一方面將直接影響到成品氧化鋁的產量，并導致燃氣放散，造成直接經濟損失，另一方面也會影響到煤氣發生爐系統及焙燒爐各燃燒站的安全運行。通過近幾年的生產安全事故統計數據來看，焙燒爐非停事故占比較大。

因此，對焙燒爐非停事故進行系統的分析，制定有針對性的措施，預防事故的發生將是今后安全管理中的一項重點工作。

1 焙燒爐非停故障樹的建立

1.1 故障樹圖形元素

焙燒爐非停故障樹圖中主要圖形元素包括頂事件、基本事件（底事件）、中間事件和邏輯門。其中頂事件是結果事件，表示最終事故，用矩形框表示；基本事件（底事件）表示導致其他事件發生的事件，無需進一步推演其發生的原因，位于故障樹最底端，用圓形框表示；邏輯門表示各事件的邏輯關系，本次故障樹分析只采用“與”和“或”兩種邏輯門，“與”邏輯門表示所列事件同時發生時上層事件才會發生，“或”邏輯門表示所列事件其中之一發生時上層事件就會發生。為方便閱讀，部分故障樹分支采取了轉移，轉移符號為三角形，符號內文字表示對應的圖號。圖例及說明如表1。

表1 焙燒爐非停故障樹圖形元素

1.2 焙燒爐非停故障樹的建立

本次建立焙燒爐非停故障樹，以“焙燒爐V19非計劃停車”為頂層事件，結合焙燒、燃氣站等各系統的連鎖，按照工藝操作、設備、人員培訓、電氣儀表等專業分工，層層分析，將可能導致焙燒爐非停的各類原因事件按照邏輯關系全面分解推演，并繪制焙燒爐非停的故障樹圖形[2]。

1.3 焙燒爐非停故障樹

按照上述方法建立的焙燒爐非停故障樹圖形，由于篇幅限制，本文中部分故障樹圖形不能全部列出的均使用轉移符號表示。基本的故障樹圖形見圖1。

2 焙燒爐非停故障樹分析

本次對焙燒爐非停進行故障樹分析，共獲得259個造成非停的底事件。統計結果見表2。

結合以往發生的焙燒爐非停事故，對故障樹中底事件的分布情況，分別按照不同分類方法進行分類統計，分析各類因素的分布規律，初步總結和對比各專業、設備設施等在預防焙燒爐非停中的重要性。

圖1 焙燒爐非停故障樹

表2 焙燒爐非停故障樹底事件統計表

表3 按V19非停連鎖條件分類底事件數量分布

從上表統計數據分析可以看出，按V19非計劃停車條件分類，造成焙燒爐非停的因素主要分布在V19煤氣壓力異常、引風機運行信號異常、P02A02溫度異常、儀表風壓力異常這四個方面，占整個影響因素的79%，特別是V19煤氣壓力單個方面更是占到了45%，這是整個非停預防管理的重點和難點。

表4 按專業分類底事件數量分布

表4統計結果表明，按照不同專業分類，燃氣專業單方面占比較大，達到了36%，脫硫專業占比較少為3%。雖然脫硫專業占比較少，但我們應該看到，由于脫硫專業運行時間較短，還沒有發生過相關的事故案例，容易在工作中忽視而導致焙燒爐非停事故的發生，需要引起我們的重視。

表5 按管理內容分類底事件數量分布

從表5統計數據來看，設備設施和操作及培訓方面是預防焙燒爐非停的主要管理內容，總的占比為80%，這是我們一直以來強調的基礎管理工作，必須抓嚴抓好。規章制度方面雖然所占比例不多，但我們也應該看到，當前規章制度仍有部分需要進一步補充完善的，以便于我們在日常工作實現標準化和規范化管理。

3 結論

（1）應用故障樹分析法，可以對焙燒爐非停事故進行全面和系統的分析，查明相關系統可導致事故發生的底事件。

（2）按照不同分類方法，對造成焙燒爐非停的底事件進行總結分析，可以總結出事故發生的規律，從而在日常工作中能有效抓住工作重點。

（3）各單位可以根據本單位實際，針對氧化鋁焙燒爐非停故障樹的底事件，分別制定相應的防范措施，形成焙燒爐非停預防工作手冊，明確責任分工，嚴格落實執行，從而保障整個系統的運行穩定性，有效預防和減少焙燒爐的非停事故，降低安全風險與經濟損失。