基于FRAM的化工装置事故情景推演研究

由于过程风险态势高、安全管控难度大,化工装置易发生非计划停车停产、有毒有害物质泄漏以及火灾爆炸等事故,给社会、经济和环境造成了巨大的负面影响。事故致因模型是解决事故情景构建与推演问题的重要工具,但传统模型无法全面捕捉系统要素间的非线性交互关系或者拘泥于系统要素错误的原因分析及其消除措施的有效制定。因此,本工作引入功能共振分析方法(FRAM),从整体系统的功能特征角度对化工装置事故情景开展推演研究。FRAM通过识别和描述基本功能、评估各功能的性能变化、确定功能共振的可能性以及制定性能变化的响应措施等步骤,能够深入回溯事故发生过程和演化情景,从而揭示化工装置事故的致因机理、挖掘化工装置的薄弱环节。以BP德克萨斯炼油厂爆炸事故为例,研究结果表明,该事故的主要原因是液位计B2、高液位报警器B3、加热炉S2和换热器S3产生了功能共振,从而引发了8种共振影响因素,并导致了12种功能失效连接。与时间与事件序列图(STEP)、事故地图(AcciMap)的分析结果进行了对比,验证了FRAM用于化工装置事故情景推演的可行性、有效性和合理性。