机场油库火灾事故故障树分析研究

杨月新　蔡泓均

摘  要：机场油库在民航安全中占有重要地位。文章构建了以机场油库火灾事故为顶上事件的故障树，考虑了31个基本事件。通过对故障树结构进行分析化简，得到了10个最小径集合，计算了各基本事件的结构重要度，并分析了导致事故发生的三种主要原因。最终提出机场油库火灾事故的预防措施，为保障油库安全提供了一定的科学依据。

关键词：机场油库;火灾事故;故障树;安全管理

中图分类号：TE88         文献标志码：A         文章编号：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

机场油库是储存和收发航空燃油的独立设施。随着机场吞吐量的逐年增加，航空油料的需求量也相应增长[1]。由于航空煤油具有闪点低、易挥发、易燃爆等特点，极易出现火灾爆炸事故，造成巨大的经济损失和环境污染[2]。

针对油库安全运行已有多种研究分析方法。母元江[3]从事故致因理论、安全分析方法等多角度对油库安全系统工程进行了详细的总结。李卫东[4]和李新战[5]通过对油罐火灾和爆炸故障树进行分析，提出了风险控制方案和事故预防措施。随着民航安全要求的日益提高，基于故障树的安全评价方法也日益应用广泛。

故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）又称事故树分析，是从结果到原因逐层找出与事故相关的各因素间逻辑关系的分析方法[6]。该方法通过用“逻辑门”自上而下地分析某一事故，直至找出导致事故发生的基本事件，从而找出对应的安全对策[7]。本文通过建立机场油库火灾事故故障树，分析发生原因和预防措施，对于保障机场油库的安全生产、民航的平稳运行都有着极其重要的意义。

1 机场油库火灾故障树建立

针对机场油库特性，通过对火灾事故的资料收集和分析建立故障树，如图1所示。该故障树考虑了引起机场油库火灾事故的主要原因，共包含31个基本事件。

2 故障树分析

2.1 最小割集合与最小径集合

最小割集合与最小径集合分别指能或不能导致顶上事件发生的基本事件的最低限度集合[8]。最小割集合越少，最小径集合越多，顶上事件就越不容易发生，系统越安全。根据该故障树结构，机场油库如果发生火灾事故，必须满足著“火源”和“油蒸汽”都发生，同时还需“达到燃烧极限”的条件。利用故障树对应的成功树，求解出该故障树的最小径集合，如表1所示。

根据以上分析，对阶数较小的最小径集合进行控制对预防事故的发生具有较好效果。故本故障树优先考虑序号为1-3的最小径集合。

2.2 结构重要度

结构重要度是假设各基本事件发生概率相等的情况下对顶上事件发生的影响程度，按下式计算：

式中，I（i）-基本事件Xi的结构重要度;Kj-最小径集合;ni-基本事件Xi所在最小径集合所包含的基本事件个数。

根据上式计算出各基本事件的结构重要度并排序：

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

基本事件的结构重要度越高，对顶上事件的影响越大。故可以根据最小径集合及结构重要度分析事故发生的主要原因。

原因1，通风不良，对应基本事件{X13，X14，X15}。航空燃油的挥发是自发过程，而油气浓度达到燃烧极限是顶上事件发生的必需条件。因此无排风设备、排风设备损坏、未定时排风是导致火灾事故的最主要原因。

原因2，航油泄露，对应基本事件{X9，X10，X11，X12}。该方案从可燃物的角度分析油库火灾事故。储油设备腐蚀、设备密封不良、操作失误导致阀门未完全关闭、焊缝缺陷等，都可能导致火灾事故。

原因3，存在着火源，对应基本事件{X1，X2，X3，X5，X6，X7，X19，X20，X21}。机场油库内的火源具有多种形式，存在明火、撞击火花和人体静电三个因素是火灾事故防范工作的重点。

3 预防措施

通过故障树分析，针对机场油库火灾事故提出以下预防措施：

（1）加强通风。良好的通风能够有效控制油蒸汽浓度，使其难以达到燃烧极限。通过安装并检修排风设施、定时排风、设置油蒸汽浓度监测仪等方法，是最有效的防止火灾事故发生的安全措施。

（2）防止泄露。航油泄露是发生火灾事故的必要条件，因此定期对设备进行检查，及时发现腐蚀裂纹、焊缝缺陷等安全隐患;加强员工管理，避免人为错误操作;定期巡检密封系统、阀门等设备，保障机场油库安全运行。

（3）控制着火源。机场油库火源有很多种，其中明火、撞击火花和人体静电是影响较大的三种形式。因此可根據引起火花的原因制定相应的防护措施，防止火灾事故的发生。

4 结束语

本文构建了以机场油库火灾事故为顶上事件的故障树，考虑了31个基本事件。通过对故障树结构进行分析化简，得到了10个最小径集合，计算了各基本事件的结构重要度，并分析了导致火灾事故发生的三种主要原因。依据故障树分析的结论进一步提出安全防范措施，为机场油库风险管理提供理论依据，具有一定的实际应用价值。

参考文献：

[1]高俊.努力提升民航高质量发展的新境界——学习习近平新时代中国特色社会主义思想的初步体会[J].民航管理，2018（5）：7-12.

[2]汪爱华.油库安全管理与评价方法研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（15）：218-218.

[3]母元江，王丰.油库安全系统工程[M].中国石化出版社，2007：22-48.

[4]李卫东.基于故障树分析的油库火灾爆炸研究[J].当代化工，2015（07）：158-160.

[5]李新战，黄坤，陈建霞.油库火灾爆炸故障树分析[J].油气储运，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]唐国祥，王帅，李安琪.事故树分析方法在油库安全管理中的运用[J].科技展望，2016（22）：163-164.

[8]朱大奇，于盛林.基于故障树最小割集的故障诊断方法研究[J].数据采集与处理，2002（03）：107-110.