危险化学品生产环节火灾爆炸事故原因及重要度研究_姜伟.pdf

第 44 卷 第 2 期安全Vol44 No22023 年 2 月Safety SecurityFeb 2023引用格式:姜伟，杨宁，李吉祥，等危险化学品生产环节火灾爆炸事故原因及重要度研究 J 安全，2023，44(2):6065作者简介:姜伟(1982)，女，博士，副教授，主要研究方向为安全文化、安全管理等。Email:jiangweicumtbeducn通信作者:武宗豪(1998)，男，山西人，硕士研究生，主要研究方向为职业健康与安全。Email:wuzonghao34126comDOI:1019737/jcnkiissn10023631202302010危险化学品生产环节火灾爆炸事故原因及重要度研究姜伟1副教授杨宁2李吉祥1武宗豪1宁子淇1(1中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院，北京 100083;2威海市能源事业发展中心，山东 威海 264299)【摘要】为了预防和减少危化品生产环节火灾爆炸事故的发生，将 AcciMap 模型与网络层次分析法结合，建立危化品生产环节火灾爆炸事故原因重要度分析方法，并以某化工厂“522”火灾爆炸事故为例，对该方法进行验证。结果表明:造成事故发生的原因集中在法规和公司管理层面，且安全培训不到位、操作规程存在缺陷、操作过程中未明确脱水量及脱水作业规定未通过评审 4 项为事故主要影响原因，其权重值均超过 01，通过此方法可明确危化品生产环节事故预防的重点。【关键词】危险化学品;生产环节;爆炸事故;AcciMap;网络层次分析法(ANP)中图分类号:X91文献标识码:A文章编号:10023631(2023)02006006基金资助:中国矿业大学(北京)大学生创新训练项目(202212011)Study on the Causes and Importance of Fire and ExplosionAccidents in the Production of Dangerous ChemicalsJIANG Wei1YANG Ning2LI Jixiang1WU Zonghao1NING Ziqi1(1School of Emergency Management and Safety Engineering，China University of Mining andTechnologyBeijing，Beijing 100083，China;2Weihai Energy Business DevelopmentCenter，Weihai Shandong 264299，China)Abstract:To obtain the important influencing factors of fire and explosion accidents in the production of haz-ardous chemicals and prevent and reduce the occurrence of accidents，this paper combines Accimap with ana-lytic network process to establish an analysis method for the importance of the causes of fire and explosion ac-cidents in the production of hazardous chemicals，and takes the 522 fire and explosion accident in a chem-ical plant as an example to verify this method The research results show that the causes of accidents are con-centrated at the level of regulations and company management，and the four main influential causes of acci-dents are inadequate safety training，deficiencies in operation procedures，failure to clarify the amount of wa-ter removal during operation and failure to submit the dewatering operation regulations for review，all ofwhich have a weight value of more than 01，which clarifies the key work of accident prevention in the pro-duction of hazardous chemicalsKeywords:hazardous chemicals;production;explosion accidents;AcciMap;analytic network process(ANP)062023 年第 2 期专项研究危险化学品生产环节火灾爆炸事故原因及重要度研究0引言危险化学品(以下简称“危化品”)事故易发生在生产环节，事故类型多为爆炸类事故。据统计，生产环节重特大事故中，爆炸事故占 6309%12。由于危化品生产环节爆炸事故危险大、原因种类繁多且原因之间存在复杂关系。因此，对事故原因之间关系进行分析，并找到影响危化品生产环节爆炸事故的主要因素，对危化品安全有着重要意义。关于危化品事故的研究，狄莎莎等3 利用典型蝴蝶结数学模型将爆炸事故原因树和爆炸事件原因树相互作用结合，对“11.22”中石化东黄输油管道油气泄漏爆炸事故发生的主要原因和其他后果进行分析;袁利伟4 通过对危化品典型事故案例的剖析，归纳总结火灾、爆炸事故的事故致因模式，建立事故伤害数学模型;陈日辉等5 运用事故树分析法对导致酒精储罐区发生火灾爆炸的原因进行分析，建立酒精储罐火灾爆炸事故树模型，然后计算确定事故树中各类事件的重要程度及各类事件间的关系;Baksh 等6 使用贝叶斯网络方法计算液化天然气火灾爆炸事故不良事件发生的后验概率;Halloul 等7 为了识别和评估原油罐着火爆炸的风险，提出一种新的模糊故障树分析方法与专家访谈相结合。根据国内外学者研究，可以看出目前主要使用事故致因模型对危化品事故原因进行定性或定量的研究，但是危化品事故原因复杂，这些研究并不能清晰分析事故原因的重要度和主要原因。因此，为全面获得危化品生产环节火灾爆炸事故原因，建立各原因之间的联系，本文将 AcciMap 模型与网络层次分析法(Analytic Network Process，ANP)结合，建立对危险化学品生产环节火灾爆炸事故的原因重要度分析方法，并以某化工厂“5.22”火灾爆炸事故为例进行验证。1研究方法分析1 1AcciMap 模型AcciMap 模型是 asmussen 于 l997 年提出的系统事故致因模型，该方法从政府政策与预算、监管机构与协会、相关企业管理、技术和运营管理、事故进程与人员活动、设备与环境等维度分析事故致因及其相互关系8。AcciMap 模型可用于各种社会技术系统环境中，能够在立法、法规和组织因素影响的同时，更全面地了解事故的发生方式和原因9。目前，AcciMap 模型已在医疗、交通、火灾爆炸等多个领域进行应用1012，可以更好地阐述复杂事故的原因，补充社会技术系统的各个级别。学者运用 AcciMap 模型对事故层次进行划分与补充，在法律、政府、监管、企业、从业者、设备环境各方面全面分析事故原因13。AcciMap 模型对于危化品爆炸事故原因分析有应用价值，可以深层次挖掘补充事故原因，并且建立各层级原因之间的联系14。1 2网络层次分析法(ANP)通过 AcciMap 模型对危化品爆炸事故的影响因素进行定性分析，并在此基础上结合 ANP 对其中的原因进行定量计算，以达到定性分析与定量分析相结合的目的。Thomas15 于 1996 年提出 ANP，是一个有力的决策模型，应用行业广泛，目前许多学者将此方法应用于方案的选取、优先级的确定等工作中，可以量化指标，用数字来清晰比较。ANP 主要有 2 种应用:一种是直接应用已有的网络结构研究，建立相应的指标体系或评估模型，如 BOC(Benefits，Opportunities，Costs and isks)分析网、模糊分析网络1620;另一种是结合其他方法一起进行应用，如灰色模糊评价法、模糊综合评价法、人因分析和分类系统模型、决策试验和评价试验法、模糊数据包络分析等2129。将 ANP 运用到危化品生产环境爆炸事故原因中，通过量化各种原因指标，或将不能量化的多个原因指标共同分析，可以充分考虑不同层面元素之间的关联性或反馈关系。本文使用 yaanp 软件进行 ANP 分析。yaanp软件是一个基于 ANP 的综合评估助手软件，它可以为使用 ANP 的决策过程提供模型的构建和计算30。1 3AcciMap 模型与 ANP 的结合通过上述分析可以看出，利用 AcciMap 模型可以定性分析危化品生产环节爆炸事故原因，编制出原因列表，并建立各层级原因之间的联系。然后运用 ANP 对 AcciMap 模型分析出的事故原因构造网16专项研究2023 年第 2 期危险化学品生产环节火灾爆炸事故原因及重要度研究络层次的典型结构，通过绘制网状图建立事故原因连接，对存在关联的原因运用 19 分度法进行重要性两两对比，构造 ANP 超矩阵计算事故原因权重，具体计算可由 yaanp 软件实现，完成原因定量计算，最终实现事故原因重要度分析。2事故原因权重分析2 1事故描述2019 年 5 月 22 日 4 30 左右，某化工车间气分岗位当班操作工陈某，按照内主操郭某安排，先到气分装置 2 层 V401 罐进行脱水操作，完成后至 3层 V402(操作压力 182MPa)进行脱水操作。陈某用 F 型铁质扳手打开靠近 V402 体的根部，开度约一半，再开远端，先旋开 2 圈左右，在看到 V402 底部脱水管口有水排出后，又旋开了一圈。在水已排净，丙烷气体从脱水管道喷出后，陈某未能及时关闭远端，喷出的气体遇静电起火，随即陈某用 F 型铁质扳手关闭远端，旋关了 15 圈后，由于此时火势加大，未完全关闭，随后陈某又尝试关闭靠近 V402罐体的根部，但火势较大，已无法控制，进而导致燃爆，陈某双手受伤。2 2事故原因分析根据 AcciMap 模型划分的系统层级，结合事故调查报告中事故过程描述，将事故原因分为法规与公司管理、人的不安全行为、物料设备与环境 3 个方面，具体事故原因指标，见表 1。表 1某化工厂“522”事故原因分析Tab1Analysis of the causes of the 522accident in a chemical plant一级指标二级指标序号法规与公司管理 A1安全培训不到位a1操作规程存在缺陷a2操作过程中未明确脱水量a3安全管理制度未落实a4脱水作业规定未通过评审a5脱水作业防范措施不到位a6隐患排查整改不彻底a7人的不安全行为 A2陈某未及时关闭根部阀门b1设计易燃易爆装置附近使用 F 型铁质扳手b2V402 罐底阀门旋开 3 圈b3续表一级指标二级指标序号物料设备与环境 A3液态丙烷泄露c1液态丙烷点燃c2静电产生c3液态丙烷高速喷出c4缺少阀门自动关闭装置c5缺少液态丙烷泄露自动报警装置c6缺少除静电装置c7根据表 1，得到法规与公司管理、人的不安全行为、物料设备与环境 3 个层面的原因，但是这些原因之间并不相互独立，原因之间相互影响，存在关联，接下来将使用 ANP 对化工厂事故原因进行权重分析。2 3事故原因权重分析首先根据 AcciMap 模型，对表 1 中各层级原因进行分析，建立各层级原因之间的