LNG加气站槽车泄漏事故树分析

狄月峰

摘 要：以一起LNG加气站的槽车泄漏事故为分析案例，运用安全系统工程原理，采用事故树分析法，明确系统，确定顶上事件，绘制事故树，布尔代数法化简事故树，利用近似公式定性分析基本事件的结构重要度，分析了基本事件对事故的影响，提出了可行的防范措施，并引出泄漏事故的应急处置措施。

关键词：LNG槽车 泄漏 事故树应用 防范措施 应急措施

中图分类号：TU582 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（c）-0095-03

随着环境污染日益严重，国家大力提倡使用清洁能源，LNG加气站在能源战略调整的背景下得到了迅猛发展，同时该类型加气站发生安全事故的几率也相应增加。泄露事故是最常见的事故，也是引起火灾、爆炸、窒息等事故的先决条件。就近年接触到的一起泄露事故，采用事故树分析方法，进行危害分析，找到引起事故的主要原因和应对措施，避免类似事故再次发生。

1 事故树（FAT）

事故树也叫故障树，简单来说就是从事故结果出发，通过逻辑推理，找出导致事故发生的原因，简言之从果到因。事故树逻辑推理主要包括：逻辑与门即只有几个事件同时发生，才会导致结果发生；逻辑或门即几个事件中只要有一件发生，就会导致结果发生；条件与门即几个事件发生后必须满足一定条件后才会导致结果发生；条件或门即几个事件中其中一件发生时必须满足一定条件后才会导致结果发生等。

在事故树运用过程中，首先要明确要分析的系统，在系统中要找出要分析的事故（称为顶上事件）作为分析起点；其次，按照逻辑推理找出导致顶上事件发生的原因（称为中间事件）；最后，继续利用逻辑推理找出中间事件发生的原因，直至不可再分为止的事件（称为基本事件）。在这个分析的过程中画出事故树，根据事故树结构进行化简，求出能导致事故发生的基本事件的所有集合（称为最小割集）和不导致事故发生的基本事件的所有集合（称为最小径集），再考虑基本事件的发生对事故的影响程度（称为结构重要度）。概况起来事故树分析的主要步骤包括：明确系统，确定顶上事件，绘制事故树，定性分析，制定防范措施。

2 FAT在事故分析中的应用

2.1 事故概况

2015年9月一辆装有19吨LNG的槽车驶入某大型国企加气站，在接卸LNG液体时，槽车司机未连接好接卸软管并在气动阀门无法正常使用的情况下手动打开此阀门（紧急切断阀），然而司机从LNG工厂灌装完LNG后，忘记关闭手动截止阀（司机事后回忆说），因此，大量LNG液化天然气急速向外扩散，现场弥漫一团白色烟雾。后经消防人员穿好防冻服在水枪掩护下，经过近1个小时的处置成功关闭紧急切断阀，有效阻止一起火灾爆炸事故。

2.2 事故树基本事件分析

本次事故很显然要分析的系统是LNG加气站槽车的卸气过程，顶上事件为LNG槽车发生泄漏，通过对事故后续原因分析，明确了该事件的中间事件和基本事件，建立事故树基本事件分析（见表1）。

根据以上分析表建立事故树模型如图1所示。

2.3 求最小割集

割集是使顶上事件发生的基本事件的集合，最小割集就是能使顶上事件发生的最低数量的基本事件的集合。每个最小割集就是顶上事件发生一种可能性，有几个最小割集就有几种可能，最小割集越多，系统越危险，最小割集里的基本事件又是导致顶上事件发生的最薄弱环节，因此最小割集可以直观地对事件发生危险性排序，进而防范危险性大的事件，忽略危险性小的事件。在求最小割集时，要用布尔代数运算法则化简事故树。

在事故树分析中常用逻辑运算符号乘（·）、加（+），将各个事件连接起来，这种连接式称为布尔代数表达式。运算法则主要包括：

2.4 求最小径集

径集是使顶上事件不发生的基本事件的集合，最小径集就是使顶上事件不发生的最低数量的基本事件的集合。最小径集指明了哪些基本事件不同时发生就可以使顶上事件不发生的安全模式。

最小径集的求法是把事故树顶上事件发生用不发生代替，即把“或”门换成“与”门，把“与”门换成“或”门，可以求出原事故树对偶的成功树，那么求出来的成功树的最小割集就是事故树的最小径集了。

2.5 结构重要度分析（定性分析）

不考虑基本事件发生的概率，仅从事故树结构上分析各基本事件的发生对顶上事件发生影响的重要度，这种分析方法叫结构重要度分析。分析结构重要度主要是在制定安全防范措施时根据轻重缓急使系统达到经济、有效、安全的目的。结构重要度的近似判别式如下[2]：

2.6 结果分析

通过对图1事故树进行定性分析，LNG槽车泄露事故树最小割集有12个，最小径集有2个，即导致此次槽车泄露事故的可能性有12种，但只要采取2个径集中的任一个，LNG槽车泄露事故就可避免。第一方案中{X0 X1}是最佳方案，只要保证气动阀完好有效，就可及时关闭阀门，避免事故进一步扩大，通过结构重要度也验证了基本事件X0、X1是泄露事故发生中的主要原因。第二个方案{X2 X3 X4 X5 X6 X7}是控制泄露事故发生的管理措施，这一方案基本事件较多，能做到逐个控制不是一件容易的事情，所以这种方案在某种意义上说不理想。

3 防范措施

从上述分析可知，在LNG卸车过程中，只有设备出现故障和管理出现问题的事件同时发生时，LNG泄露事故才会发生，因此预防此类事故的预防措施从如下几方面入手：责令承运商开展汽车槽车日常检查和维护保养，经常检查安全附件（如安全阀、压力表、液位计、增压器、紧急切断阀、连接接头、管道阀门、导静电装置等）性能，及时排除故障，确保性能完好；加强承运商的管理，提高承运商的准入门槛，除要符合国家有关的资质外，要取得业主方的准入资格证。在日常监管中建立承运商黑名单制度，曝光违规违章行为；明确承运人员在卸液过程的安全职责，完善卸液操作规程，监督承运商是否严格落实执行；强作业现场安全监护，在卸液全过程承运商和业主方实行“双确认、双监护”，卸液的每步操作均需双方签字确认，并由双方人员全程监控；加强对操作人员的岗位培训，提高从業人员的技能水平，安全意识和责任心，从而降低因操作失误发生事故的几率；加强应急预案演练，强化协调配合能力，并要配备空气呼吸器、防冻服、防爆工具等应急物资，熟练掌握使用方法，提高应急处置能力。

4 应急措施

LNG槽车一旦发生泄漏事故，如果处置措施不当，极有可能造成燃烧甚至爆炸，对现场消防救援人员形成威胁，所以处置过程中采取科学的处置对策，可确保现场救援人员的生命安全。那如果发泄了泄漏有哪些处置方法和措施？如果是罐体外部装卸气相、液相管路发生泄漏紧急止漏，最直接的也是最快的方式就是关阀断料，槽车的紧急切断阀的设计就是应急用的，该阀有手动和自动控制两种方式，要确保控制方式有效；如果是储罐本体发生了泄漏，可采用塞楔堵漏阀、冷冻堵漏法以及塞楔-冷冻联合堵漏法，在堵漏时要使用防爆堵漏工具，在处置过程中应对泄漏的LNG气体进行驱散，可采用喷雾水驱散和稀释；如果堵漏措施无效或无法堵漏，槽车又无法在短时间内转移时，可采取倒罐的方式把槽车里的LNG导入加气站的LNG储罐内，类似卸液过程；如果无法实施关阀、堵漏、倒罐这三种措施时，只能采取放空方式，现场做好警戒，严格控制火源包括静电，救援人员要做好防低温、防窒息的个体防护，利用喷雾水枪稀释驱散，进行气体检测确保环境安全。当LNG槽车一旦起火燃烧，应在冷却事故罐的基础上，做好警戒、疏散、消灭火源等准备工作，适时利用大量高倍泡沫隔绝空气、窒息灭火。

本起事故案例中消防人员通过关阀断料的方式成功处置了泄漏事故。

5 结语

国内天然气事业增长势头强劲，使用槽车运输LNG越来越多，杜绝此类事故需要我们加强承运商管理，监督承运商履行安全职责，强化承运人员安全意识，自觉执行各项操作规程，在重大作业现场实行双确认、双监护制度，加强应急演练，提高应急处置能力。同时槽车储罐作为特种设备政府和企业从设计、制造、安全、使用、检验、修理、改造7个环节全过程一体化的监察制度，实现其闭环管理，防止在液体天然气接卸现场出现泄漏事故，保证液体天然气站场的安全。

参考文献

[1] 徐志胜.安全系统工程[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2] 杨帆.液化天然气泄漏的事故树分析[J].科技导报，2011，29（17）：45-47.

[3] 宋峰彬.液化天然气接收站槽车区LNG泄漏事故树分析[J].化学工程与装备，2011（11）：188-189.

[4] 孙兰会.关于事故树的结构重要度分析[J].科技通報，2015，31（4）：248-250.