7沥青厂油罐区事故树分析法Word下载.docx
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6安全系统工程左东红，贡凯青编著北京：
化学工业出版社，2004.4
7长输管道安全：
风险辨识评价控制郑津洋等编著北京：
化学工业出版社，2004.5
8化工厂系统安全工程宋建池等主编北京：
化学工业出版社，2004
9重大危险源辨识及危害后果分析刘诗飞，詹予忠主编北京：
10安全工程试题集罗云主编；
樊运晓副主编北京：
中国经济出版社，2004.5
11安全技术手册（第二版）北京市劳动保护科学研究所《安全技术手册》编写组编北京：
水利电力出版社，1982.7
12安全评价法规汇编北京：
化学工业出版社，2005.4
13安全评价方法应用指南刘铁民等编北京：
化学工业出版社，2005
14危险化学品登记、经营许可证及包装物（容器）管理专辑丛书编委会编北京：
中国劳动社会保障出版社，2003.5
15化工环境保护设计手册化学工业部环境保护设计技术中心站组织编写北京：
化学工业出版社，1998.6
16石油化工安全评价技术匡永泰,高维民主编北京：
中国石化出版社，2005.5
17危险化学品安全评价国家安全生产监督管理局编北京：
中国石化出版社，2003.8
18工业安全评价理论和方法董立斋，巩长春编著北京：
机械工业出版社，1988.10
19《安全评价通则》国家安全生产监督管理局安监管技装字［2003］37号
20《安全预评价导则》国家安全生产监督管理总局（AQ8002-2007）
21《安全现状评价导则》国家安全生产监督管理局安监管规划字［2004］36号
22《安全验收评价导则》国家安全生产监督管理局安监管规划字［2003］79号
23《中华人民共和国安全生产法》等有关法律、法规、标准和文件
四、设计内容及要求
（一）资料
1油罐区规模
某沥青厂轻质油罐区的防火堤长105m、宽64m，防火堤内有8个3000m3储罐。
其中2个汽油储罐，6个柴油储罐，防火堤中间的隔堤将2个汽油储罐和2个柴油储罐分割为一个区域。
汽油泄漏易引起火灾爆炸事故，而且事故后果很严重，本次设计要求对汽油泄漏引起的火灾爆炸事故进行安全评价。
2环境概况
年平均气温：
14℃
极端最高气温：
39℃
极端最低气温：
-25℃
最热月（7月）平均温度：
25℃
最冷月（1月）平均温度：
-3℃
全年主导风向：
东南
冬季主导风向：
偏北
夏季主导风向：
偏南
多年平均风速：
3.3m/s
瞬时最大风速：
10.0m/s
（二）设计内容及要求
1设计内容
对沥青厂油罐区危险性进行安全评价。
2要求
（1）搜集有关沥青厂事故的资料和数据；
（2）对事故树评价法的有关知识进行深入学习；
（3）结合搜集的资料和学习的结果对沥青厂油罐区危险因素进行比较全面的分析；
（4）采用事故树评价法对沥青厂油罐区火灾爆炸事故进行安全评价；
（5）分析的结论及建议。
沥青厂油罐区事故树安全分析报告
前言
石油产品具有易挥发，易燃，易爆，腐蚀性及毒性等特性，因此，石油产品在其储运过程中存在潜在的事故风险。
因而有必要对潜在的事故风险进行评估，并对其不确定性有所了解。
易燃易爆液体是化工生产的原料或产品，普遍存在于化工生产过程中。
石油化工企业分布着大大小小的液体储罐区，如石化生产企业的石脑油、乙烷、甲醇、乙醇、汽油、丙酮等储罐区；
储存企业的石油库、危险化学品仓库等储罐区。
其构成危险源的临界量仅20t。
因此，石化企业的储罐区一般都属于重大危险源，事故发生风险值高，波及面广，事故后果严重，因此必须对其重点进行安全评价。
大量事故表明，火灾爆炸事故是易燃易爆液体储罐区多发事故，这主要是易燃易爆液体本身固有的危险性以及储存设施不健全和安全管理不利造成的
从本次设计要求针对给出的材料可知，沥青厂油罐区8个储罐中，两个储罐储存的是汽油，汽油的闪点和燃点都很低，闪点为-50～-20℃，燃点仅比闪点高3～6℃.剩下6个储罐储存的是柴油，柴油在常压下的闪点在55℃以上，燃点接近80℃。
由于汽油本身存在的危险性，其极易因储存设施不健全和安全管理不当发生事故，造成很大的危险事故，引起火灾爆炸。
汽油泄漏易引起火灾爆炸事故，并且事故后果严重。
根据材料要求，本价采用事故树分析法，针对汽油引起的泄漏引起的火灾爆炸事故进行安全评价。
目录
一．概述
1.1沥青厂情况介绍
1.2青岛当地环境概况
1.3FTA评价方法介绍
1.4沥青厂油罐区主要存储化工品及存储设备介绍
1.5沥青厂沥青生产主要方法
二．沥青厂油罐区事故树安全分析
2.1沥青厂地理位置分析
2.2沥青厂油罐区状况
2.3危险危害因素及事故隐患辨识
2.4定性定量分析
2.5安全对策措施
2.6评价结论与建议
三．参考文献
四．附件附图
4.1沥青厂布局图
4.2沥青厂罐区布局图
4.3沥青厂消防设施布局图
4.4沥青厂储罐图
4.5防爆操作柱
4.6防爆控制箱
4.7泡沫灭火消防管头
一．概述
1.1沥青厂情况介绍
①沥青厂地理位置：
该沥青厂始建于1998年，位于开发区北侧，厂西侧是印花玻璃厂，东侧是空地，后侧距胶州湾海岸约100m。
②沥青厂区域分布：
该沥青厂内区域分为装卸区，生产装置区，轻质油罐区，办公行政区，附属设施区（配电室，锅炉房），循环水系统（水塔，水泵，污水处理池）。
占地面积56000平方米。
主要生产道路用沥青，副产品有柴油，汽油等。
该沥青厂采用物理分离方法，经减压蒸馏将原料油层层分离出汽油，柴油，沥青等产品。
③沥青厂油罐区划分：
该沥青厂轻质油罐区的防火堤长105m、宽64m，防火堤内有8个3000m3储罐。
其中2个是汽油储罐，6个是柴油储罐，防火堤中间的隔堤将2个汽油储罐和2个柴油储罐分割为一个区域，另4个柴油储罐是另一个区域。
④沥青厂具体布局图见附图4.1
⑤沥青厂沥青厂罐区布局图见图4.2
⑥沥青厂消防设施布局图见图4.3
⑦沥青厂储罐图见图4.4
1.2青岛当地环境概况
1.3FTA评价方法介绍
1.3.1事故树分析（FTA）
事故树分析是采用逻辑方法，将事故的因果关系形象的描述为一种有方向的逻辑树：
把系统可能发生或者已经发生的事故（顶事件）作为分析起点，将导致事故的原因事件按因果关系逐层列出，用树形图表示出来，构成一种逻辑模型。
然后再定性定量的分析时间发生的各种可能途径和发生概率，找出避免事故发生的各种方案并且优选出最佳安全对策。
FTA法形象，清晰，逻辑性强，能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。
1.3.2事故树分析程序：
明确熟悉系统
↓
确定顶端事件
收集系统资料→绘制事故树←分析系统故障及异常
↑←修改并完善事故树→↑
进行事故树定性分析
制定防灾对策，完善系统
图1：
事故树分析程序
1.4沥青厂油罐区主要存储化工品及存储设备介绍
①汽油：
英文名为：
ULP，外观为透明液体，主要成分是C4～C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。
按研究法辛烷值分为90号、93号、97号三个牌号。
具有较高的辛烷值和优良的抗爆性，用于高压缩比的汽化器式汽油发动机上，可提高发动机的功率，减少燃料消耗量；
具有良好的蒸发性和燃烧性，能保证发动机运转平稳、燃烧完全、积炭少；
具有较好的安定性，在贮运和使用过程中不易出现早期氧化变质，对发动机部件及储油容器无腐蚀性。
物化性质：
汽油为油品的一大类，是四碳至十二碳复杂烃类的混合物，虽然为无色至淡黄色的易流动液体，但很难溶解于水，易燃，馏程为30℃至205℃，空气中含量为74～123克/立方米时遇火爆炸。
②柴油：
又称油渣，是石油提炼后的一种油质的产物。
主要由原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、石油焦化等过程生产的柴油馏分调配而成；
也可由页岩油加工和煤液化制取。
分为轻柴油（沸点范围约180～370℃）和重柴油（沸点范围约350～410℃）两大类。
由不同的碳氢化合物混合组成，主要成分是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃。
它的化学和物理特性位于汽油和重油之间，沸点在170℃至390℃间，比重为0.82~0.845kg/l。
③油罐：
按材料分为钢、钢筋混凝土和砖石三种，钢油罐有立式（包括拱顶式和浮顶式圆筒形）、球壳式（球形）和卧式（圆筒形）；
按结构主要有原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、动物植物油脂储罐等。
该沥青厂采用的是立式圆筒形拱顶钢油罐。
1.5沥青厂沥青生产主要方法
该沥青厂生产沥青主要采用蒸馏法。
蒸馏法：
是将原油经常压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等轻质馏分，再经减压蒸馏（残压10~100mmHg）分出减压馏分油，余下的残渣符合道路沥青规格时就可以直接生产出沥青产品，所得沥青也称直馏沥青，是生产道路沥青的主要方法。
根据概述所述青岛当地地理气候环境概况分析该沥青厂可知：
①全年主导风向：
该沥青厂位于开发区北侧，厂西侧是印花玻璃厂，东侧是空地，位于全年主导风向及冬夏两季主导风向的下风侧。
②河流海洋分布：
该沥青厂附近无河流，但后侧距胶州湾海岸约100m，因此应注意生产工业污水的排放及污染问题，并且要关注涨潮海水上升高度问题，防止罐区被海水淹并且造成腐蚀。
③气温：
7月和1月平均温度为25℃和-3℃，温度较适宜。
但应采取措施防止极端气温出现，影响生产，导致事故发生。
④地理位置分析：
该沥青厂位于开发区北侧，远离人群聚集地和商业聚集中心。
适合建大型化工企业。
⑤地质条件分析：
青岛地质以花岗岩为主，较为坚硬，不宜形成地质塌陷。
①沥青厂轻质油罐区的防火堤长105m、宽64m，防火堤内有8个3000m3储罐。
②油罐区柴油的存储温度一般为50℃左右，如温度高于50℃，可用循环水系统冷却到规定温度。
③油罐区汽油的存储温度以35℃以下为宜。
因此要配置循环冷却水系统，随时检测温度降温。
④综上所述，沥青厂油罐区储存温度要具体分析，柴油罐以50℃为宜。
汽油罐以35℃以下为宜，最高不得超过35℃。
2.3危险危害因素及事故隐患辨识
油罐区危险危害因素辨识主要是辨识汽油，柴油和罐体及罐区环境方面分析。
2.3.1油罐区火灾危险性分析
①易燃性
沥青厂油罐区采用立式圆筒形拱顶钢油罐，存储有汽油，柴油。
汽油，柴油遇火，受热以及与氧化剂接触时，有发生燃烧的危险；
特别是汽油，极易挥发并且闪点很低，其蒸发的蒸汽与空气形成可燃性混合物，在一定浓度范围内遇点火源就会发生燃烧。
汽油属于甲B类火灾危险品，柴油属于乙B类火灾危险品。
②易爆性
汽油易挥发，当汽油蒸汽与空气混合达到一定混合比范围时，遇明火，电火花就会发生爆炸。
③易产生静电
汽油的电阻率在1012Ω•cm左右，是电导率极低的非极性物质；
。
在汽油装卸，灌装，泵送等作业过程中，汽油沿着管道流动与管壁摩擦，以及在运输过程中与罐的冲击，油流的喷射等，都会产生静电。
静电集聚产生静电荷，极易导致油罐燃烧爆炸。
④易蒸发，扩散，流淌
汽油极易蒸发，1kg汽油大约能蒸发0.4L的汽油蒸气，并且汽油蒸发的气体密度大于空气，易随风飘散。
无风时，沿地面可以扩散至50m以外。
挥发的汽油蒸气在储存场所地面扩散，在低洼处聚集，火灾危险性大大增加。
汽油和柴油密度均小于1，可以沿着水面地面流动，聚集于低洼处。
油品扩散的程度、强弱与其本身的粘度有关，粘度低则流动性强。
重油的粘度虽然较高，但是随着温度的升高，粘度会降低，流动性增加；
油的粘度很低。
⑤受热膨胀性
油罐里存储的油品受热，温度升高，蒸汽压升高，体积膨胀。
如若容器内灌装的油品过满，或者密闭存储容器中，管道输油后不及时排空，并且无泄压装置，就会进一步导致容器膨胀和管件破坏，以至引起爆炸，继而引起火灾；
另一方面，如果温度过低，油品及罐内的空气体积受冷收缩，容器内出现负压，也会使容器受到外界大气压力作用而被压瘪变形至报废损坏。
⑥喷溅溢出
如若油罐中存储的油品含水，着火爆炸时，可能发生沸腾，继而喷溅溢出。
燃烧的油品大量向外溢出，甚至猛烈喷溅，易形成巨大的火柱。
火柱顺风喷射时，喷射距离可达120m左右。
不仅容易使火势蔓延至临近油罐，扩大燃烧面积，还严重威胁扑救人员的人身安全。
⑦毒性
汽油蒸汽属于低毒性易燃液体，可引起急性中毒，慢性中毒。
:
急性中毒:
对中枢神经系统有麻醉作用。
轻度中毒症状有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态不稳、共济失调。
高浓度吸入出现中毒性脑病。
极高浓度吸入引起意识突然丧失、反射性呼吸停止。
可伴有中毒性周围神经病及化学性肺炎。
部分患者出现中毒性精神病。
液体吸入呼吸道可引起吸入性肺炎。
溅入眼内可致角膜溃疡、穿孔，甚至失明。
皮肤接触致急性接触性皮炎，甚至灼伤。
吞咽引起急性胃肠炎，重者出现类似急性吸入中毒症状，并可引起肝、肾损害。
慢性中毒:
神经衰弱综合征、植物神经功能症状类似精神分裂症。
皮肤损害。
⑧腐蚀性
腐蚀又分为外腐蚀和内腐蚀，外腐蚀指土壤条件、湿度等环境因素引起的腐蚀，内腐蚀是输运介质作用于管道内壁造成的。
腐蚀会导致罐体受损，以至罐体损坏，造成油品泄漏。
2.3.2油罐区起火原因分析
①明火引燃引爆
油罐区附近烟道的火星，经过车辆喷出的火星，鞭炮和烧纸的飞火，罐区内违章吸烟、明火、气焊作业等都会引燃地面残留泄漏的汽油，或引爆空气中扩散的汽油蒸汽。
如果汽油蒸汽扩散到配电室，锅炉房等处，则更易引起燃烧或爆炸。
油罐未装阻火器，液压安全阀或者各个封闭口封闭不严密，外部明火则极易蔓延至油罐内，引起更大的燃烧和爆炸。
②静电火花引起火灾爆炸
汽油的电阻率在1012Ω•cm左右，电导率极低，极易聚集静电，并且静电荷消散慢。
如果油罐的接地电阻过大（一般大于100Ω），消除静电的装置失灵，浮顶等孤立导体与油罐接触不良，很容易由于聚集静电荷而放电形成电火花，引燃或引爆汽油蒸气，发生火灾或爆炸。
工人穿着化纤品衣物也会摩擦产生静电。
③碰撞摩擦火花引起火灾爆炸
油罐量油孔口不是用有色金属制作，钢尺放入或拉出时易与孔口边缘摩擦产生火花；
钢铁制造的工具开启孔口或搬运时，相互撞击易产生火花，这两种情况都易引燃引爆泄漏的汽油蒸汽。
④电气火花引起火灾爆炸
油罐的主要电气设备（输电设备，线路，泵房电机，照明设备等），如果发生短路，漏电，接地，负荷过大等故障时，会产生电弧，电火花，高热，这些都极易引燃或引爆泄漏的汽油及油蒸气。
泵房电机，灯具，开关等采用非防爆或防爆等级不够的型号时，也易点燃引爆泄漏的汽油蒸气。
⑤自燃引起火灾爆炸
油罐中可能存在含硫的沉积物。
沉积物在消除时可能发生自燃，油品加热时温度超过闪点也会引起自燃，从而引起火灾爆炸。
⑥气候原因引起火灾或爆炸
主要是由雷击引起。
油罐顶孔口闭合不严密，未安装阻火器，避雷设计安装不合理或发生故障，金属罐接地电阻过大（大于100Ω）使静电荷消除不了，在雷击时极易引起火灾或者爆炸。
⑦纵火引起火灾爆炸
出于报复，竞争，破坏等多方面原因，油罐区内也可能发生由于纵火引起的火灾和爆炸事故。
根据资料统计，油罐区内发生的火灾爆炸事故中，引起事故的原因：
明火引燃引爆占67%，静电火花引起火灾爆炸占13%，碰撞摩擦火花，电气事故等其他原因占12%，综上所述，可以看出，明火引燃引爆是油罐区火灾爆炸事故的最主要的原因。
2.3.3油罐区设备故障分析
①罐体损坏包括由于负压引起的罐体压瘪受损破坏；
外层防腐涂料脱落；
内层防静电涂层失效脱落；
外力引起罐体损坏造成外溢等。
②法兰连接不良引起连接部位泄漏。
③管道焊缝不合格，油品从焊缝裂隙泄漏渗出，或因焊缝不合格引起管道断裂等。
④阻火器连接处接触不良，安装不当使阻火器失效。
⑤罐底板严重麻点、蚀坑及凹陷；
罐底大面积蚀抗或穿孔；
罐底被腐蚀后剩余厚度超过允许范围；
罐体底层壁板与底板边缘之间焊缝产生裂纹或渗漏等；
罐底中幅板焊缝砂眼、裂纹或渗漏。
2.3.4罐区火灾危害及燃烧特点分析
①爆炸的危险性大
爆炸是罐区火灾的一个显著特点。
储罐主要是钢制的。
强火焰作用时间超过1分钟，框架、储罐、管道会出现坍塌破裂，大面积的油品流淌出储罐，形成大范围的火灾。
在火场强热辐射的作用下，储存有液态物料的储罐、管道内部压力会剧烈增加，导致由于压力超过极限引起的物理性爆炸，并因此引发一系列连续的化学物理爆炸。
爆炸和燃烧经常相伴发生。
火灾爆炸使储罐、建筑结构倒塌，人员伤亡，管道设备移位破裂，燃料喷洒流淌，使火场情况更为复杂，给扑救火灾带来很大的困难。
②形成大面积燃烧
汽油柴油等油品具有良好的流动性，当其从储罐或者管道内泄漏时，便会四处流淌扩散，遇火源形成大面积燃烧;
火灾中周边储罐或者管道的爆炸飞火、装置的倒塌等也会造成大面积火灾。
③火灾扑救难度大
油罐区火灾的爆炸特点决定了火灾扑救的难度。
火灾现场油品泄漏造成喷溅流淌，严重影响着灭火行动，给火灾扑救带来了很大的困难。
火灾发生后，如果在初期得不到控制，则多以大火场的形式出现。
因此，为控制发展迅猛的火势，需投入较多的灭火力量。
并且由于火灾燃烧物的特殊性，需要选用合适的扑灭媒介和化学物质等，比如不能一味的用水扑救，必要时采取泡沫灭火。
④火灾损失大
罐区火灾造成的直接经济损失和管道运输停工及恢复生产重建厂房罐区等的间接经济损失，一般高于其它类型的火灾。
重大或特大火灾还会造成持久的损失，并对环境造成恶劣影响。
⑤燃烧速度快
发生火灾后，油品的燃烧速度快，火势蔓延迅速。
原因有，一是发生爆炸，在可能的范围内形成高温燃烧区，火势迅速向各个方向蔓延，甚至引起再次爆炸，进一步形成更大面积的燃烧。
二是油品热值大，燃烧后产生的热辐射，迅速加热周围相邻的储罐管道等设备，致使相邻储罐管道等设备内的物料迅速增压、挥发或分解，为火势扩大创造了条件。
三是油品流淌扩散性强，特别是由于压力温度增加引起的油品挥发产生的可燃气体的扩散，增加了火势瞬间扩大的危险性。
2.4.1编制事故树
事故树见下图：
2.4.2结构函数式
T=Aba=aX10X1+aX10X2+aX10X3+aX10X4+aX10X5+aX10X6+aX10X7+aX10X8X9+aX11X1+aX11X2+aX11X3+aX11X4+aX11X5+aX11X6+aX11X7+aX11X8X9+aX12X1+aX12X2+aX12X3+aX12X4+aX12X5+aX12X6+aX12X7+aX12X8X9+aX13X1+aX13X2+aX13X3+aX13X4+aX13X5+aX13X6+aX13X7+aX13X8X9+aX14X1+aX14X2+aX14X3+aX14X4+aX14X5+aX14X6+aX14X7+aX14X8X9
2.4.3最小割集
通过分析该事故树14个基本事件可以得出下列40个最小割级。
K1=｛a，X10，X1｝；
K2=｛a，X10，X2｝；
K3=｛a，X10，X3｝；
K4=｛a，X10，X4｝；
K5=｛a，X10，X5｝；
K6=｛a，X10，X6｝；
K7=｛a，X10，X7｝；
K8=｛a，X10，X8X9｝；
K9=｛a，X11，X1｝；
K10=｛a，X11，X2｝；
K11=｛a，X11，X3｝；
K12=｛a，X11，X4｝；
K13=｛a，X11，X5｝；
K14=｛a，X11，X6｝；
K15=｛a，X11，X7｝；
K16=｛a，X11，X8X9｝；
K17=｛a，X12，X1｝；
K18=｛a，X12，X2｝；
K19=｛a，X12，X3｝；
K20=｛a，X12，X4｝；
K21=｛a，X12，X5｝；
K22=｛a，X12，X6｝；
K23=｛a，X12，X7｝；
K24=｛a，X12，X8X9｝；
K25=｛a，X13，X1｝；
K26=｛a，X13，X2｝；
K27=｛a，X13，X3｝；
K28=｛a，X13，X4｝；
K29=｛a，X13，X5｝；
K30=｛a，X13，X6｝；
K31=｛a，X13，X7｝；
K32=｛a，X13，X8X9｝；
K33=｛a，X14，X1｝；
K34=｛a，X14，X2｝；
K35=｛a，X14，X3｝；
K36=｛a，X14，X4｝；
K37=｛a，X14，X5｝；
K38=｛a，X14，X6｝；
K39=｛a，X14，X
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