王科

(映秀灣水力發(fā)電總廠，四川都江堰 611830)

1 概述

在水電站機組檢修過程中，轉(zhuǎn)子吊裝事故發(fā)生的可能性較低，但事故后果非常嚴重，往往伴隨著機毀人亡，是不可接受的重大風險。筆者采用故障樹分析法，找出了轉(zhuǎn)子吊裝作業(yè)起重傷害事故發(fā)生的基本原因，提出了防止事故發(fā)生的人員控制和其他安全對策措施，從而為水電站轉(zhuǎn)子吊裝工序工藝安全設(shè)計標準化和科學化提供依據(jù)。

鑒于水電站機組檢修轉(zhuǎn)子吊裝作業(yè)通常使用單臺橋式起重機或雙臺橋式起重機，因轉(zhuǎn)子吊裝工序工藝需求，目前還不能夠完全杜絕作業(yè)人員進入吊物危險區(qū)，主要有以下兩種情況:

(1)轉(zhuǎn)子吊出或吊入機坑過程中，因轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙偏小，為防止定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生意外擦傷或碰撞，作業(yè)配合人員一般分布于定子四周，每人雙手懸吊5～10 mm 厚的木條并將其伸入轉(zhuǎn)子與定子的空氣間隙內(nèi)上下左右移動。若木條不能自由移動時立即告之起重指揮人員及時糾偏，以防止轉(zhuǎn)子與定子直接接觸而損壞絕緣層。

(2)轉(zhuǎn)子吊出或吊入安裝間存放坑時，待轉(zhuǎn)子懸吊一定高度停穩(wěn)后，起吊作業(yè)配合人員需搬運固定轉(zhuǎn)子的伸縮式支撐墩、懸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子校對螺栓孔等，均需短暫時間進入吊裝危險區(qū)。

2 故障樹分析

故障樹分析法是從結(jié)果到原因找出與該事故有關(guān)的各種因素之間的因果關(guān)系和邏輯關(guān)系的分析方法，這種方法是把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面，按系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的關(guān)系，分析與事故有關(guān)的原因，直到找到基本原因為止。將圖1中各種因果關(guān)系用不同的邏輯門聯(lián)接起來，然后應(yīng)用布爾邏輯運算法則進行簡化運算和分析。通過定性分析，確定各種因素對事故影響的大小，從而可以掌握和制定事故的控制要點;通過定量分析，則能計算出頂上事件發(fā)生的概率。故障樹分析得出的結(jié)論可為實現(xiàn)系統(tǒng)安全目標提供依據(jù)。

通過橋式起重機起重傷害故障樹分析，達到了以下目的:

(1)識別了導(dǎo)致該類事故發(fā)生的基本事件(基本的設(shè)備故障)與人為失誤的組合;

(2)對導(dǎo)致災(zāi)害事故發(fā)生的各種因素及邏輯關(guān)系做出全面、簡潔和形象的描述;

(3)便于查明該類事故系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的各種危險因素，為設(shè)計、施工和管理提供科學依據(jù);

(4)使有關(guān)人員、作業(yè)人員全面了解和掌握各項防災(zāi)要點;

(5)便于進行邏輯運算，進行定性、定量分析和系統(tǒng)評價。

2.1 橋式起重機起重傷害故障樹分析

(1)構(gòu)建橋式起重機起重傷害故障樹圖(圖1)。

(2)求最小割集。

圖1 橋式起重機起重傷害故障樹圖

最小割集表明系統(tǒng)的危險性。每個最小割集都是頂上事件發(fā)生的一種可能渠道，最小割集的數(shù)目越多，系統(tǒng)越危險。

根據(jù)故障樹最小割集最多個數(shù)判別方法，可以判定該故障樹最小割集最多為18個，表征系統(tǒng)危險度較高。

(3)求最小徑集。

最小徑集表示系統(tǒng)的安全性，也就是頂上事件不發(fā)生所需的最低限度的徑集。最小徑集的求法是利用它與最小割集的對偶性，做出與故障樹對偶的成功樹(圖2)。

圖2 橋式起重機起重傷害成功樹圖

利用布爾代數(shù)化簡法求成功樹的最小割集:

得3個最小徑集，分別為:

最小徑集最多為3個。對最小徑集表示的故障樹等效圖進行分析得知，只要控制一個最小徑集不發(fā)生，頂上事件就不發(fā)生，故可以選擇控制事故的最佳方案，對少事件最小徑集加以控制較為有利，即控制X12(人躲閃不及)。

(4)結(jié)構(gòu)重要度分析。

結(jié)構(gòu)重要度分析是從故障樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程度。即在不考慮各種基本事件的發(fā)生概率或者說假定各種基本事件的發(fā)生概率都相等的情況下，分析各種基本事件的發(fā)生對頂上事件的發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度，這是一種定性的重要度分析。結(jié)構(gòu)重要度分析可以采用以下兩種方法。一種是利用最小割集或最小徑集判斷重要度;一種是求結(jié)構(gòu)重要系數(shù)。在此，筆者推薦采用最小割集或最小徑集判斷重要度。

根據(jù)結(jié)構(gòu)重要度判別原則可知，X12是單個基本事件最小徑集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度最大;其次為X10和X11，為兩個基本事件最小徑集中的事件，結(jié)構(gòu)重要度次之;而X1～X9是9個基本事件組成的最小徑集的事件，其結(jié)構(gòu)重要度最小。結(jié)構(gòu)重要度排序如下:

(5)結(jié)論。

該故障樹有18個最小割集，3個最小徑集，說明發(fā)生事故的可能有18種途徑，因此是較為危險的。首先，只要X12(人躲閃不及)這個基本事件不發(fā)生，就可以保障無擠、壓、碰撞傷害事故的發(fā)生;其次，只要因吊物作業(yè)進行時，X10(危險區(qū)有人)和X11(有人經(jīng)過危險區(qū))兩個基本事件不發(fā)生，亦可保障不發(fā)生擠、壓、碰撞傷害事故。

2.2 人員控制措施

故障樹分析結(jié)論說明，為了防止起重傷害事故的發(fā)生，必須控制人的行為。因此，必須注意以下幾點。

2.2.1 作業(yè)人員分配合理

從事吊運工作的配合人員，在重物起吊前應(yīng)迅速脫離起吊作業(yè)危險區(qū)，并密切注意吊物經(jīng)過的危險區(qū)內(nèi)是否有偶然的不安全因素出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)不安全因素時應(yīng)及時發(fā)出警告，盡量減少作業(yè)人員暴露于危險環(huán)境的頻次。

2.2.2 作業(yè)人員進入吊裝危險區(qū)的時機選擇

(1)轉(zhuǎn)子從發(fā)電機機坑吊入安裝間存放坑。

在轉(zhuǎn)子吊出、轉(zhuǎn)子磁極下阻尼環(huán)露出定子線棒上端部時，定子線棒周圍的作業(yè)配合人員應(yīng)全部撤離吊裝危險區(qū);當轉(zhuǎn)子平移到安裝間、大軸法蘭基本在存放坑中部位置時，將轉(zhuǎn)子垂直下放到一定高度停穩(wěn)后，起吊作業(yè)配合人員迅速搬運伸縮式支撐墩并將其均布在轉(zhuǎn)子剎車環(huán)下，上升鎖定并預(yù)留間隙1～2 cm 后，派兩人進入轉(zhuǎn)子存放坑內(nèi)，其他配合人員旋轉(zhuǎn)懸吊著的轉(zhuǎn)子校對螺栓孔并做好其它設(shè)備保護措施。

(2)轉(zhuǎn)子從安裝間存放坑吊入發(fā)電機機坑。

2人進入轉(zhuǎn)子存放坑內(nèi)，解除固定螺母，待轉(zhuǎn)子垂直起升到一定高度停穩(wěn)后，起吊作業(yè)配合人員上升伸縮式支撐墩鎖定并撤離，轉(zhuǎn)子存放坑內(nèi)的2人在清理法蘭面后迅速撤離，并由該2人搬移轉(zhuǎn)子吊運路線上的支撐墩，其他人員禁止進入吊運危險區(qū);將轉(zhuǎn)子平移到定子線棒上方并垂直下移，當轉(zhuǎn)子磁極下阻尼環(huán)與定子線棒上端部基本平行時停穩(wěn)，起吊作業(yè)配合人員迅速分布于定子四周每人雙手懸吊5～10 mm 厚的木條并將其伸入轉(zhuǎn)子與定子的空氣間隙內(nèi)上下左右移動，轉(zhuǎn)子緩慢下移并糾偏，直到轉(zhuǎn)子垂直下移吊裝到位。

2.3 其他安全對策

(1)起重量在30 t 及以上的橋式起重機，對其起升機構(gòu)的每一套獨立驅(qū)動裝置應(yīng)設(shè)兩套制動器，且每一套制動器均具有能單獨支持額定起重量的制動能力。

(2)檢修單位應(yīng)按照《橋式起重機電氣部分檢修技術(shù)規(guī)程》和《橋式起重機檢修技術(shù)規(guī)程》在每年機組大修前開展行車例行檢修，確保設(shè)備完好。

(3)轉(zhuǎn)子起吊前，檢修單位應(yīng)組織檢查橋式起重機并在其合格后方能進行轉(zhuǎn)子吊運作業(yè)，填寫“橋式起重機吊運重要部件檢查表”，將責任落實到人。

(4)起吊轉(zhuǎn)子至一定高度后，起落三次，檢查橋式起重機起升機構(gòu)動作是否可靠。

3 結(jié)語

筆者采用故障樹分析方法，找出了轉(zhuǎn)子吊裝作業(yè)起重傷害事故發(fā)生的原因，提出了防止事故發(fā)生的多重預(yù)防措施并在實際中應(yīng)用，效果良好，值得推廣。