化学工程与工艺专业《化工安全与环保》课程教学探讨

王茜　赵磊

【摘 要】本课程讲授内容的变化在突出教材重点的基础上，引入了与本课程紧密相关的安全工程重要分析方法事故树分析方法，在教学效果上看既提高了学生对重点知识的掌握程度又达到了拓宽学生知识面的目的。

【关键词】事故树；化工安全；中毒

0 引言

化工安全与环保是化学工程与工艺专业的一门必修课，以安全理论为指导与化工生产实践密切结合，围绕火灾、爆炸和中毒事故的预防，构建了一个比较完整、通用的化工安全技术体系。本课程是一门综合性和交叉性的课程[1]。由于本专业学生在安全系统工程方面知识的匮乏，导致学习过程中往往单一的变成对化学知识的学习而无法与安全有更深层次的结合。因此，在本课程的教学过程中融入一些安全系统工程中重要的分析方法显得尤为重要和迫切。

1 内容讲解和学习方法

本文以第五章中毒事故与通风置换技术中的中毒事故预防知识讲解为例[2]，引入安全系统工程中事故树分析方法对中毒事故的预防进行深入讲解。

1.1 事故树介绍

事故树是用来描述事故因果关系的且有方向性的“树”，在安全系统工程，它是一种重要的分析事故原因的方法[3]。它可以对各种系统的危险性进行安全性评价，既可用来定性分析，可以用来进行定量分析[4]。

事故树进行分析的步骤如下：

（1）绘制事故树。在认真了解相关的安全操作规程，及总结收集相关类似的事故资料的基础上，认真绘制出氯气急性中毒的事故树见图1。

（2）运用布尔代数求最小割集。最小割集是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合，事故树的最小割集越多，事故系统就越复杂，事故发生的几率也越大，在最小割集太多不好分析时，也经常利用事故树的成功树求出事故树的最小径集，针对最小径集进行定性或定量分析，最终作出事故的控制措施。

（3）结构重要度分析，是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率，分析各基本事件的发生对顶上事件发生所产生的影响程度。

（4）每一組最小割集是反映事故树中可能引起顶上事件发生的一个基本事件组合，据此可有的放矢地制定预防控制措施。

T-氯气急性中毒；M1-氯气泄漏；M2-泄漏区防护不当；X1-泄漏区氯气浓度达到有害浓度；X2-氯气瓶体破裂；X3-氯气瓶出口阀损坏；X4-人员不会使用防护用具；X5-泄漏区无防护用具；X6-防护用具失效

图1 氯气中毒事故树

1.2 事故树分析

事故树定性分析：

（1）求最小割集：

T=M1·X1·M2

=（X2+X3）·X1·（X4+X5+X6）

=X1X2X4+X1X2X5+X1X2X6+X1X3X4+X1X3X5+X1X3X6

事故树有6个最小割集，数目较多分析起来较为繁杂。

（2）求最小径集：由对偶成功树得：

T'=M1'+X1'+M2'

=X2'X3'+X1'+X4'X5'X6'

由上式可知本事故树有三个最小径集，相比最小割集要简单，最小径集分别是

P1={X1}

P2={X2，X3}

P3={X4，X5，X6}

（3）结构重要度分析：本事故树的最小径集中，P1只有单元素X1，所以X1的重要度系数最大，P2中有两元素，且该两元素不在其他径集中重复出现，所以X2与X3重要度系数相等且小于X1，P3中有三个元素且不在其他径集中重复出现，所以X4、X5、X6重要度系数相等且重要度系数最小。按结构重要度系数排序有

I？椎（1）>I？椎（2）=I？椎（3）>I？椎（4）=I？椎（5）=I？椎（6）

（4）定性分析：综上说明事故树的最小割集有6个，比较多，说明发生氯气泄漏中毒的途径是比较多的，而最小径集有3个相对较少，表明只要控制住3种途径的基本事件不发生，就能避免氯气泄漏中毒事故的发生。

从最小径集的分析结果来看，不管氯气泄漏与否，如果氯气储存场所的氯气浓度不超标则不会造成人员伤害事故，但一旦氯气泄漏想要氯气浓度不超标往往不容易做到。因而，防止瓶破裂与瓶出口阀损坏就显得尤为重要，最后也要做好防护用具的储备工作预防措施。

（1）首先最重要的是严格控制氯气瓶库的氯气浓度，加强通风。

（2）严格按照《压力容器安全技术监察规程》进行管理，加强对瓶体及其附件的检查。

（3）重视起防护用具的管理及相关安全教育。

2 结论

通过引入了与《化工安全与环保》课程紧密相关的安全工程重要分析方法事故树分析方法，对中毒事故与通风置换技术加以系统化地讲解，对本课程的教学进行初步探索。在以后的教学中要继续完善改进，以适应应用型人才培养的要求。

【参考文献】

[1]黄燕，庄园琳，吴世逵，等.化工安全工程课程教学改革探索[J].化工高等教育，2017（1）：50-52.

[2]温路新，李大成，刘敏，等.化工安全与环保[M].北京：科学出版社，2015.

[3]徐志胜，姜学鹏.安全系统工程[M].北京：机械工业出版社，2012.

[4]卜全民，王涌涛，汪德爟.事故树分析法的应用研究[J].西南石油大学学报，2007，29（4）：141-144.

[责任编辑：朱丽娜]