安全裝置在多米諾效應(yīng)中的作用分析

摘 要：在多米諾效應(yīng)的分析中考慮了安全裝置的作用，并對考慮安全裝置前后的事故擴展概率進行了比較。結(jié)果表明，安全裝置在多米諾效應(yīng)中可以顯著降低事故擴展概率。在多米諾效應(yīng)的分析中忽略了安全裝置的作用會導(dǎo)致分析結(jié)果明顯升高，從而造成整體風(fēng)險偏高。

關(guān)鍵詞：多米諾效應(yīng)；安全裝置；擴展概率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.202

0 引言

多米諾效應(yīng)指的是事故的連鎖反應(yīng)，當(dāng)一個事故發(fā)生時會對其周邊造成影響，從而導(dǎo)致二次甚至更多次事故的發(fā)生。在化工行業(yè)，由于其造成影響的嚴重性，多米諾效應(yīng)已成為一個突出的問題。為預(yù)防事故的發(fā)生和控制事故的擴展，安全裝置是化工類設(shè)備必不可少的防護措施，但在多數(shù)多米諾效應(yīng)的研究中，都忽略了這些安全裝在預(yù)防和控制事故中的作用。這一忽略不僅會造成對多米諾效應(yīng)風(fēng)險的高估，也會在事故的傳播過程的分析上產(chǎn)生差異，從而影響整體分析的合理性和科學(xué)性[1，2]。本文將在多米諾效應(yīng)的分析中綜合考慮安全裝置的作用，探討將安全裝置結(jié)合到多米諾效應(yīng)分析中的方法，比較考慮安全裝置前后的事故發(fā)生概率，明確其在多米諾效應(yīng)中所起到的緩解作用，以期提高整體分析結(jié)果的合理性和精確性。

1 分析方法

1.1 擴展概率計算方法

擴展概率指初始事故產(chǎn)生的物理效應(yīng)對周邊設(shè)備產(chǎn)生破壞作用，進而造成二次事故的概率。計算方法如下[3]：

式中，Pd為事故擴展概率；Y為概率單位值，對于熱輻射作用下的常壓容器Y=12.54-1.847ln（ttf）。ttf為儲罐失效時間，單位為s ，ln（ttf）= -1.13ln（QHL） – 2.67×10-5V+9.9， QHL 為熱輻射強度，單位kw/m2；V為目標設(shè)備的容積，單位m3。

1.2 安全裝置的作用分析

Landucci等[2]在其研究中提出：需要考慮要求時失效概率（PFD）和效率（η）這兩個因素來對安全裝置進行評估。本文主要研究對象為噴淋系統(tǒng)和防火涂層，對于其他安全裝置不做過多介紹。根據(jù)Khakzad等的研究，噴淋系統(tǒng)可以將初始火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強度（Qe）降低為原來（Q0）的0.4倍，其PFD和η分別取5.43×10-3和0.954。在熱輻射強度不超過200 kw/m2的情況下，性能較高的防火涂層可以提供兩個小時的，效率高達0.999的隔熱防護。其要求時失效概率為PFD=0，防護層性能良好時，取保護時間ttfp=60分鐘作為保守值進行分析；性能較差時，保護時間取ttfp=15分鐘。

2 實例分析

圖1為兩個常壓儲罐，儲罐1儲存苯，儲罐2儲存乙醇，充裝量均為70%，其中儲罐1設(shè)有自動噴淋系統(tǒng)（第一類主動安全裝置），儲罐2設(shè)有防火涂層，現(xiàn)以儲罐1發(fā)生池火災(zāi)為例，來分析安全裝置在多米諾效應(yīng)中的作用。

應(yīng)用ALOHA軟件計算儲罐2發(fā)生池火災(zāi)后對儲罐2 的熱輻射強度為20.6 kw/m2，根據(jù)1.1中的公式算得事故擴展概率為9.98×10-6?？紤]安全裝置時，儲罐1的噴淋系統(tǒng)有1-5.43×10-3的概率將原熱輻射強度降為8.24 kw/m2，儲罐2的隔熱涂層可以延長60min的失效時間，則在兩種安全裝置分別處于工作和失效狀態(tài)下的后果如表1。

根據(jù)1.1中的公式算得此種情況下的事故擴展概率，借助貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建模分析，如圖X。

最終通過分析得出：考慮安全裝置的情況下，事故擴展概率為7.01×10-14，可見考慮安全裝置的作用后，事故擴展概率顯著降低了8個數(shù)量級。

3 結(jié)論

提出了將安全裝置的作用結(jié)合到多米諾效應(yīng)分析中的方法，比較了考慮安全裝置前后的事故擴展概率。通過對分析結(jié)果的比較，得出了考慮安全裝置的作用后事故擴展概率顯著下降的結(jié)論。

參考文獻：

[1]Gabriele Landucci，F(xiàn)rancesca Argenti，Alessandro Tugnoli，et al.Quantitative assessment of safety barrier performance in the prevention of domino scenarios triggered by fire. Reliability Engineering and System Safety，2015（143）：30-43.

[2]G.Landucci，A.Necci，G.Antonioni.Risk assessment of mitigated domino scenarios in process facilities. Reliability Engineering and System Safety，2017（160）：37-53.

[3]V Cozzani，G Gubinelli，G Antonioni，et al.The assessment of risk caused by domino effect in quantitative area risk analysis.Journal of Hazardous Materials，2005（A127）：14-30

作者簡介：衣健民（1992-），男，碩士研究生，研究方向：系統(tǒng)安全理論與應(yīng)用。endprint