油储系统火灾事故应急过程本质安全的风险源分析方法研究

Emergency process safety of oil reservoir fire accident is an important part in the whole life cycle safety of oil reservoir system. Mining the potential risk sources of the passive emergency process in advance design stage has a great significance for avoiding and reducing the accident’s loss as well as improving the safety level of the system lifecycle. In the project, the emergency process safety is taken as the research aim, and the risk source identification, translation and the evaluation of design measure are studied in detail. In the risk source identification of emergency process, the identification method of the hierarchical risk source connected with incident causal chain is put forward. The risk sources of the emergency process are identified according to the order of event causal chain, so that the inner mechanism and causes of accident extension and secondary accidents in the emergency process are revealed. Based on the essential safe theory, the hierarchical translation method from risk sources into design measures is proposed from the view of point of the system principle, structure and control. From the view of point of the human, machine, environment and process, the multidimensional fuzzy comprehensive evaluation method of design measures is put forward to decide the reasonable and actual safe measures. Eventually, it will lay the foundation for forming a set of systematic and integrated theory and method of the active protection design on emergency security for oil reservoir fire accident.

油储火灾事故应急过程安全是油储系统全生命周期安全的重要组成部分，在事前设计阶段充分挖掘事故应急过程潜藏的风险源，从系统设计角度实现风险源事前主动预防，对避免和减小事故损失，提高系统全生命周期的安全水平，具有重要意义。课题以应急过程本质安全为目标，研究风险源识别、转化及设计对策的评价问题。通过研究应急过程风险源的识别，提出事件因果链连接的层次型风险源识别方法，根据事件因果链的顺序结构分层辨识应急过程风险源，揭示应急过程中的事故扩展、演化和二次事故产生的内在机理和原因；基于本质安全理论，提出从系统原理、结构、控制等多个层面实现风险源向事前设计对策的分层转化方法；从人、机、环境对设计对策的影响角度，提出设计对策的多维模糊综合评价方法，确定应对应急过程风险源的合理可行的安全对策。为最终形成一套较为系统、完整的油储系统火灾事故应急过程安全的事前主动防护设计理论和方法奠定基础。

大量油储系统火灾事故应急处置过程中产生的次生或二次事故充分证实——在事故的事中应对和事后重建过程存在潜在的风险因素。识别、分析和处置这些风险因素，可进一步提高系统全生命周期本质安全管理。本项目统计了近40年国内外100例油库区典型火灾爆炸事故，总结出了19个导致二次事故发生的影响因素。从本质安全设计角度，将应急过程风险源分为事故风险源和设计对策风险源。针对事故风险源，面向已发生事故，提出基于事件因果链连接的层次型风险源识别方法，根据事件因果链顺序结构分层辨识；面向未发生事故，提出基于故障树和根原因的风险源分析方法，建立二次事故故障树，进行关键因素辨析，找出事故发生的直接、间接和根本原因。针对设计对策风险源，提出运用德尔菲方法，从人-机-环境-过程建立了安全性评价指标进行辨识。根据识别出的风险源，提出从系统原理、结构、控制层面实现风险源向事前设计对策转化方法。针对可能的事前设计对策，构建了成本、结构、安全和环境组成的多维评价指标体系，建立了模糊综合评价模型确定实际的安全对策。为确定各风险因素对二次事故发生的影响程度，建立了人、物、环境和管理因素组成的致因因素分类体系。运用解释结构模型法建立了致因因素ISM模型，找出了导致二次事故发生的直接、间接和根本因素；采用AHP法确定出各因素的权重。为更客观准确掌握致因因素对二次事故发生的定量化影响，提出基于FTA-MBN模型的致因因素分析方法，求取了二次事故故障树的44个最小割集、基本事件概率重要度、中间事件和顶事件发生概率，计算了各基本事件的后验概率值、敏感度值和影响力分析，获知了导致二次事故发生的最可能的途径。并以实际事故案例模拟验证了所提方法的有效性。开发了油储系统火灾事故信息系统原型，实现了案例查询、搜索、统计、分析等功能。研究成果对丰富本质安全设计理论与方法体系，揭示事故演化机制具有重要的科学意义，对应急过程安全的事前本质安全设计和分析具有重要的应用参考价值。