武漢成品油管道工程模糊綜合安全評價

張 偉 朱治堯 張舒蕊 朱俊茹沈陽工學院 能源與水利學院

?

武漢成品油管道工程模糊綜合安全評價

張 偉 朱治堯 張舒蕊 朱俊茹
沈陽工學院 能源與水利學院

【摘要】成品油管道在輸送過程中存在眾多危險有害因素，對危險有害因素進行分類，利用層次分析法對評價指標進行目標層、準則層以及方案層的劃分，然后運用模糊綜合評價法確定管道輸送過程中各因素的權(quán)重值，用模糊評價的方法進行分析，確定各個指標層的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重大小確定相應的政策方案。

【關鍵詞】層次分析法；模糊評價；安全評價

成品油是指汽油、柴油、煤油及其他符合國家產(chǎn)品質(zhì)量標準，具有相同用途的乙醇汽油和生物柴油等替代燃料。眾所周知，成品油具有易爆、易燃、易揮發(fā)、有毒、和易與靜電聚集的流體等特性。我國目前主要的運輸方式是管道運輸，管道輸送具有損耗少、運費低、占地少、污染低等優(yōu)點，還可以降低裝車、卸車、運輸?shù)炔僮鬟^程中成品油的蒸發(fā)損耗及爆炸的危害。但是管道一旦發(fā)生損壞或破裂，將會造成成品油泄漏，并引起爆炸、火災等事故，就會造成嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。根據(jù)在成品油管道輸送過程中所存在的危險有害因素。根據(jù)安全評價指標體系建立原則，制定出和實際情況相對應的安全評價指標體系，并使用層次分析法和模糊綜合法，對成品油管道運輸安全評價體系進行分析及計算，從而確定每一個危險有害因素的權(quán)重比例大小，再根據(jù)權(quán)重大小制定出能避免各種危險發(fā)生的有效保護措施。

1　權(quán)重確定

利用模糊綜合評價法和層次分析法對武漢成品油管道工程的安全現(xiàn)狀進行評價，確定每個危險有害因素權(quán)重大小。根據(jù)表1確定。

表1　判斷矩陣元素的標度方法

對于元素A1，…，AN來說，通過兩兩比較，得到兩兩比較判斷矩陣A，即 A=（aij）n×n

其中判斷矩陣具有如下性質(zhì)：

2　成品油安全評價體系的構(gòu)建和矩陣判定

2.1安全指標體系

根據(jù)安全評價指標體系的建立原則，結(jié)合成品油管道運輸中存在的幾個危險有害因素，確定成品油管道運輸中的安全評價包括管道方面、環(huán)境方面、人員方面。并將其作為評價體系的準則層，在準則層的下面再劃分個不一樣的評價指標構(gòu)成指標層，形成一個完整的成品油管道運輸?shù)陌踩笜梭w系，如下圖。

圖　武漢成品油管道工程指標體系建立圖

2.2判斷矩陣的確立

對各級指標的權(quán)重進行一致性檢驗。首先比例標度，根據(jù)兩兩比較的標度和判斷原理，再運用模糊數(shù)學理論，可以得到1～9的比例標度。按兩兩比較的結(jié)果構(gòu)成的矩陣稱為判斷矩陣，為A=[aij]n×n。

3　模糊綜合評價的權(quán)重計算

3.1準則層的權(quán)重計算

對二級準則層計算。成品油管道運輸3個準則層，A1為管道因素、A2為環(huán)境因素、A3為人員因素。二級指標的判斷矩陣根據(jù)表1得：

用“和積法”計算其最大特征值和特征向量如下：

按列對A規(guī)范化，即對判斷矩陣A每一列按照公式（1）正規(guī)化得到：

由公式（2）行相加的和向量得出：w1=1.9， w2=0.78，w3=0.32；

計算矩陣最大特征，最后進行判斷矩陣的一致性檢驗。隨機一致性檢驗指標，見表2。

表2　平均隨機一致性指標R.I.

根據(jù)公式4，得出λmax=3.05

A-B判斷矩陣一致性檢驗

因為C.I.=0.025＜0.1，滿足層次分析法一致性。

3.2指標層的權(quán)重計算

三級指標層計算。成品油管道運輸中的管道因素有3個指標層，A11為管道自燃，A12管道質(zhì)量，A13管道腐蝕。

三級指標的判斷矩陣為：

同樣方法得出：λmax=3.08

A-B判斷矩陣一致性檢驗

因為C.I.=0.04＜0.1，滿足層次分析法的一致性。

成品油管道運輸中環(huán)境因素有3個指標層，A21為洪水、A22為地震，A23為雷電。三級指標體系的判斷矩陣：

經(jīng)檢驗符合要求。由于成品油管道運輸中人員因素的標度值和環(huán)境因素一樣，計算結(jié)果同環(huán)境指標層計算。

表3　武漢成品油管道工程各危險有害因素權(quán)重值

表3中各危險有害因素的權(quán)重大小已計算出，根據(jù)各自權(quán)重大小，制定出相應的安全防護措施。

4　安全對策措施

從表3可以看出，管道本身的危險有害因素所占權(quán)重最大，其中最大的是管道質(zhì)量，然后是管道腐蝕的影響，最后可能發(fā)生的是管道自燃。著重從以下幾方面進行防護：

（1）成品油運輸管道腐蝕的安全防護：從外腐蝕方面進行的防腐措施。從內(nèi)腐蝕方面進行的防腐措施

（2）運輸管道質(zhì)量的安全防護：管道直徑的設計值應盡量大些。管道的焊接質(zhì)量符合要求，焊縫須作無損探傷檢查。為了防止低溫脆性，要使用奧氏體不銹鋼以及鋁、鎳銅合金的管材。要了解管道的載荷分布、管道強度、設計強度、管道的材料、管壁的厚度等各方面系數(shù)。根據(jù)輸送介質(zhì)的性質(zhì)、溫度、壓力和流量等因素正確選擇管材，不可隨意選用代材或誤用。

（3）防止管道自燃的安全防護：加強對含硫油品的工藝管理，減少活性硫生成量，定期檢查管道的腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，消除自燃事故的隱患。在對管道進行維護時，空氣難免會進入管道，所以在空氣進入管道前用硫化鐵清洗劑對管道進行清洗，消除設備內(nèi)的硫化鐵。防止空氣進入后硫化鐵自燃而引起的火災事故。及時清洗管道，避免管道內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)焦、積炭情況，這樣就可防止管道自燃。

參考文獻

[1]楊春玲，張茂靜.礦井安全的模糊綜合評判[J].煤炭技術(shù)，2005，（1）：37-39

[2]商同林.埋地管道腐蝕評價與維修方法[J].油氣儲運，2004，（10）：23-25

[3]鄭偉，帥健，鄭賢斌.埋地長輸管道腐蝕狀況檢測技術(shù)[J].石油化工設備，2007，（6）：73-76

[4]周小博.PCM，在埋地管道檢測中的應用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2005，19（2）：161-163

[5]梁瑞，張春燕，姜峰，等.天然氣管道泄漏爆炸后果評價模型對比分析[J].中國安全科學學報.2007，（8）：131-135

[6]戚愛華.我國油氣管道運輸發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析[J].國際石油經(jīng)濟，2009，17（12）：57-59

[7]宋艾玲，梁光川.王文耀.世界油氣管道現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].油氣儲運，2006，（10）：1-6

[8]王少杰.油氣管道安全管理問題及加強措施[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2004，31（4）：179

[9]楊祖佩，高愛茹.我國天然氣管道的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].城市燃氣，2001，（12）：19-22

[10]丁建林.我國油氣管道技術(shù)和發(fā)展趨勢[J].油氣儲運.2003，（9）：22-25

[11]秦波濤，李增華.改進層次分析法用于礦井安全性綜合評價[J]西安科技大學學報，2002，（2）：127-129

[12]祝馨.長輸管道的腐蝕與防護[J].石油化工腐蝕與防護，2006，（1）：51-52

[13]陶菊春，吳建民.綜合加權(quán)評分法的綜合權(quán)重確定新探[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2001，（8）：43-48