户内管道供气系统泄漏事故树分析

作者：刘芳1 刘建辉2　来源：1.重庆大学城市建设与环境工程学院 2.深圳市燃气集团　评论：　更新日期：2013年02月03日

序号	概率重要度	临界重要度	序	概率重要度	临界重要度	序号	概率重要度	临界重要度	序号	概率重要度	临界重要度
X₁	0.816438	O.63180	X₂	0.813124	0.364659	X₃	0.00274	0.002825	X₄	0.002706	0.000125
X₅	0.002768	0.005056	X₆	0.00273	0.001850	X₇	0.002802	0.007818	X₈	0.002741	0.002923
X₀	0.002774	0.005541	X₁₀	0.00278l	0.006123	X₁₁	0.003137	0.000507	X₁₂	0.003572	0.035074
X₁₃	0.00358	0.000612	X₁₄	0.002883	0.014381	X₁₅	0.002722	0.001388	X₁₆	O.004005	0.013317
X₁₇	0.002706	0.000112	X₁₈	0.002862	O.012672	X₁₉	0.004494	0.020425	X₂₀	0.002706	0.000113
X₂₁	0.002709	0.000349	X₂₂	0.002739	0.002712	X₂₃	0.002778	0.005922	X₂₄	0.002746	0.003342
X₂₅	0.002727	0.001801	X₂₆	0.002706	8.7024E.05	X₂₇	0.002745	0.003261	X₂₈	0.002745	0.003253
X₂₉	0.002705	2.1802E_07	X₃₀	0.002774	0.005603	X₃₁	0.002974	0.021702	X₃₂	0.002756	0.004122
X₃₃	0.002706	0.000123	X₃₄	0.002715	0.000776	X₃₅	0.002706	8.7133E-05	X₃₆	0.002802	0.007812
X₃₇	0.003458	0.060676	X₃₈	0.00316	0.036667	X₃₉	0.002707	0.000149	X₄₀	0.002822	0.009409
X_4l	0.002797	0.007433	X₄₂	0.183397	0.354918	X₄₃	0.002863	0.0127099	X₄₄	0.002705	2.1802E-07
X₄₅	0.003645	0.075789	X₄₆	0.002938	0.018753

3 事故树分析

(1)结构重要度计算

结构重要度指从事故树结构来分析各基本事件的重要程度，是在假定各基本事件发生概率相等的条件下，分析了各基本事件的发生对顶上事件的发生所产生的影响程度，是定性的分析。由事故树图可知：或门13个，与门1个，或门较多，因此本文的结构重要度按最小径集来判断各基本事件的结构重要度。

　　　最小径集为：P₁={x₁,x₂}

P₂=x₃，x₄，…x₄₆，x₄₇，x₄₈}

则，其结构重要度为：

I_Φ(1)= I_Φ(2)= I_Φ(3)= I_Φ(4)= …I_Φ(48)

(2)顶上事件发生的概率

利用最小径集求顶上事件的概率：

g= q_p1×q_p2=[1一(1一q₁)(1一q₂)]×[1一(1一 q₃)…(1一q₄₇)(1一q₄₈)]=0.012407

(3)概率重要度Ig(i)的计算

概率重要度反映基本事件发生概率变化引起顶上事件发生概率的变化程度，可以看出减少哪一个可以有效地降低顶上事件的发生概率g。所求值见表3。

计算过程省略，其值见表3，经过排序得：

I_g(1)> I_g(2)> I_g(42) > I_g(19)> I_g(16)> I_g(45)> I_g(13)> I_g(12)> I_g(37)> I_g(38) > I_g(11)> I_g(31)> I_g(46)> I_g(14)> I_g(43)> I_g(18)> I_g(40)> I_g(7)> I_g(36)> I_g(41)> I_g(10)> I_g(23)> I_g(30)> I_g(9)> I_g(5)>I_g(32)> I_g(24)> I_g(27)> I_g(28)> I_g(8)> I_g(3)> I_g(22)> I_g(6)> I_g(25)> I_g(15)> I_g(34)> I_g(21)>I_g(39)> I_g(4)> I_g(33)> I_g(20)> I_g(17)> I_g(35)> I_g(26)> I_g(29)> I_g(44)

(4)临界重要度的计算

临界重要度是在概率重要度的基础上，从系统结构概率变化敏感度和自身发生概率的双重角度衡量各基本事件的重要度标准，可以找出容易实现并且有效地控制对象。

计算过程省略，其值见表3，经过排序得：I_G(1)> I_G(2)> I_G(42)> I_G(45)> I_G(37)> I_G(38)> I_G(12)> I_G(31)> I_G(31)>I_G(1)>I_G(19)>I_G(46)>I_G(14)>I_G(16)>I_G(43)>I_G(18)>I_G(40)>I_G(7)>I_G(36)>I_G(41)>I_G(10)> I_G(23)> I_G(30)> I_G(9)> I_G(5)> I_G(32)> I_G(24)> I_G(27)> I_G(28)> I_G(8)> I_G(3)> I_G(22)> I_G(6)> I_G(25)> I_G(15)> I_G(34)> I_G(13)> I_G(11)> I_G(21)> I_G(39)> I_G(4)> I_G(33)> I_G(20)> I_G(17)> I_G(35)> I_G(26)> I_G(29)> I_G(44)

(5)分析结论

①从户内供气系统泄漏事故树的逻辑门看，或门的个数是13，，而与门只有一个。或门占了绝大多数，可见系统的危险性较大。从最小径集、最小割集可知，整个户内燃气供气系统泄漏事故树有2个最小径集，88个最小割集。也就是说发生泄漏事故有88种可能性。但从2个径集可得出，只要采取方案中的任何一个，燃气供气系统泄漏就可以避免。

第一方案(X₁、X₂)是最佳方案，只要保证燃气报警器正常工作且灵敏可靠就可以预防泄漏事故的发生。其次是第二方案(X₃、X₄、X₅…X₄₅、X₄₆)，为保证燃气供气系统不泄漏就需要户内相关的燃气设施如胶管、旋塞、流量表、调压器、户内管道及管件、炉具、热水器等处于良好的状态，并且用户使用方面还得加强安全意识，避免不恰当的操作方式造成的燃气泄漏的发生。

根据结构重要度排序可知，造成泄漏的主要原因：在46个基本事件中，燃气报警器失灵X₁，和报警器人为或意外损坏X₂，在泄漏中占据重要位置，其次是用户使用失误X₄₅、炉具本体漏气X₃₇、炉具故障X₃₈、旋塞故障X₁₂、管道管件连接处漏气X₃₁等。

②通过计算顶上事件发生的概率可知，户内燃气供气系统泄漏的发生概率为0.012407，参考相关资料可知，户内燃气供气系统泄漏的发生概率较高需要详细分析，以减少户内燃气供气系统的发生概率。

据概率重要度分析可知，报警器失灵X₁，报警器人为或意外损坏X₂的概率重要度居于首位，对系统影响最大。其次是热水器铜接头连接处漏气X₄₂、旋塞本体漏气X₁₉、球阀安装连接处泄漏X₁₆、用户使用失误X₄₉、旋塞本体漏气X₁₃对系统影响较大。最后管道暗设X₂₉、热水器超期使用X₄₄对系统的影响最小可忽略不计。

从临界重要度分析可知，报警器失灵X₁，报警器人为或意外损坏X₂的临界重要度最大。热水器铜接头连接处漏气X₄₂、用户使用失误X₄₂、炉具本体漏气X₄₅炉具故障X₃₈的临界重要度较大。管道暗设X₂₉热水器超期使用X₄₄临界重要度最小可忽略。

4 结语

　根据事故树理论，对户内燃气泄漏事故树进行了定性和定量分析，可以得到以下结论：

　确保燃气报警器正常工作是减少户内供气泄漏的重要手段。因此，建议：室内应安装燃气报警器，能减少户内供气系统泄漏事故的概率。

热水器、炉具、旋塞、球阀泄漏或其连接处出现漏气常常是泄漏事故发生的主要原因。建议：燃气公司认真做好日常的安全检查，同时用户也要积极配合燃气公司的安全检查，接受安全检查人员建议，及时发现安全隐患。

户内泄漏事故发生的人为因素也占极大的比例，用户使用失误也常常是泄漏事故发生的主要原因。建议应当对人的不安全行为的主客观因素采取针对性措施。如燃气公司定期开展燃气安全使用知识的普及宣传，并利用每次的安全检查对用户宣传燃气安全使用的方法。

参考文献

[1] 汪元辉主编，安全系统工程，天津：天津大学出版社，1998.

[2] 沈斐敏，管道燃气火灾爆炸事故树分析，工业安全与环保，2003.

[3] 沈斐敏，管道燃气火灾爆炸事故树分析(续)，工业安全与环保，2003.

[4] 范克危，事故树方法在高层住宅管道液化石油气泄漏事故分析中的应用，天然气与石油，2003.