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            液化石油气储罐安全的模糊综合评价

            文档作者: 李会芳 解琪 王林元        文档来源: 1.西南石油大学研究生部2.中国石化江汉油田公司采油 3.西南石油大学化工学院
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            更新时间: 2021年01月08日
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            第34卷第2期 天然气勘探与开发 液化石油气储罐安全的模糊综合评价 李会芳 解琪2 王林元 (1.西南石油大学研究生部2.中国石化江汉油田公司采油q-艺研究院3.西南石油大学化工学院) 摘要根据液化石油气储罐发生事故的情况,通过调查研究,将危险物质与设备、职工素质、作业环境、综合 管理四个因素作为模糊评价模型的一级评价指标,建立液化石油气储罐安全评价指标体系,进而通过建立评语集、 确定评价因素的权重、确定权重等级的隶属度来完成液化石油气储罐安全可靠性的计算,最终确定其安全等级。 解决了传统的安全评价方法中需将所有因素定量化的问题。图I表4参8 关键词液化石油气储罐模糊数学安全评价 0 引言 液化石油气是石油炼制过程中得到的一部分含 碳数较少的碳氢化合物,是重要的燃料及化工原料。 但是液化石油气的爆炸极限仅为1.5% 一9.5%【l J, 爆炸下限低且爆炸范围宽,极易发生燃烧与爆炸,是 十大危险化学品之一,在存储和运输过程中,存在极 大的事故潜在危险性。稍有不慎将会引起重大财产 损失和人员伤亡。 液化石油气储罐发生火灾与爆炸事故是由多种 因素造成的。传统的安全评价方法主要有检查表法 和事故树分析法,利用这些方法基本能找出液化石 油气储罐的事故隐患,但这些方法需要把所有的因 素都定量化,而这是非常困难的 】。液化石油气储 罐的安全状况是一个复杂的多因素、多变量、多层次 的人机系统 3 J,安全评价系统从完好状态到故障状 态是由一系列中间状态相互联系、相互渗透的,这种 中问状态既不是“安全”又不是“危险”,而是呈“亦 此亦彼”的模糊状态。因此需要有一种既能描述系 统复杂性和模糊性,又能将评价人员的经验定量表 示出来的综合评价方法 。 模糊评价是利用模糊数学的基本理论隶属度来 将模糊信息定量化,能合理地选择因素阈值,再利用 传统数学方法对多因素进行定量评价,从而科学合 理地得出评价结论 J。其优点在于注重因素在影 响程度上的差异。 1 液化石油气储罐评价指标体系的建立 根据液化石油气储罐发生事故的具体情况,经 过调查研究,将危险物质与设备、职工素质、作业环 境、综合管理四个因素作为评价模型的一级评价指 标[5】,建立液化石油气储罐安全评价指标体系。其 指标框图如图1所示。 2 液化石油气储罐安全的模糊数学综 合评价模型 模糊综合评价的步骤为:确定评价因素 确 定评价标准一确定权重、隶属度 进行评价一评 价结论 】。 2.1 建立因素集 建立评价对象的因素集 ,U={ , ,?, },因素集 含有n个评价因素(评价指标),即 Ul,v2,? , ,满足 :U,且 n = ,i≠J.,且 『,进一步对一级因素集划分,得到二级因素集 , = {U ,?, },i=1,2,?,n;Ul,v2,?, 分 别含有m ,m:,? ,m 个因素。本文将U=i职工素 质、危险物质与设备、作业环境、综合管理},作为液 化石油气储罐安全评价的一级评价指标。U,={受 教育程度、职业培训情况、安全意识、身体情况}, = {危险品特性、设备布置、设备设施安全},U3= {作业场所、环境情况、公用设施},U ={组织机构、 安全技术措施计划、安全管理制度、制度实施情况} 作者简介李会芳,女,1985年出生,西南石油大学2008级在读硕士研究生;研究方向为含硫气田安全生产技术。地址:(610500)四川省 成都市新都区新都大道8号西南石油大学顽08级四班。电话:13880424165。E—mail:huagong044@126.COl// · 69· 学兔兔 www.xuetutu.com 天然气勘探与开发 2011年4月出版 组 织 机 构 液化石油气储罐安全评价 综合管理 l l 作业环境 I I危险物质与设备I l 职工素质 安 全 技 术 措 施 计 划 安 全 管 理 制 度 制 度 实 施 情 况 作 业 场 所 环 境 情 况 公 用 设 施 危 险 品 特 性 设 备 布 置 设 备 设 施 安 全 图1 液化石油气安全评价指标体系框图 分别作为液化石油气储罐安全评价的二级评价因 素集。 2.2 建立评语集 根据液化石油气储罐安全隐患发生的统计情 况,将液化石油气储罐安全状况分为5级,分别为: 安全、较安全、一般、较危险、危险,即评价集V= { , :, ,, , }={安全,较安全,一般,较危险,危 险};将事故的严重程度分为:严重、较严重、一般、 较弱、无影响五个水平。 2.3 确定评价因素的权重集 在评价因素集中,每个因素对系统评价目标和 功能的重要程度各不相同。权重表示各因素的相对 重要程度,是综合评价的重要信息,应根据因素的相 对重要性确定。据此通过层级分析法(AHP)来确 定权重集合A={8 ,n:,? ,口 },0 I>0(i=1,2,?, n)同时权重满足归一化条件Σ口 =1。 层次分析法确定权重一般可分为4个步骤"】: (1)分析系统中各因素的关系,建立描述系统 功能或特征的递阶层次结构(表1)。 (2)选择合理的标度,将同层因素间对上层某 因素重要性进行评价,构造两两判断矩阵U —A (表2)。 (3)解判断矩阵,得出特征根A~ = i 墨= 1 和 特征向量(权重向量) = 上,其中 = ( Σ l I = , =1,2,?, ),并进行一致性检验,度量判 断矩阵偏离一致性的指标CI: ,计算随机一 · 70 · 受 教 育 程 度 职 业 培 训 情 况 安 全 意 识 身 体 情 况 致比率c尺= (彤平均随机一致性指标),当CR< 0.10时认为矩阵满足一致性(表3)。 表1 重要度定义表 标度 含义 1 表示两个因数相比,具有同样重要性 表示两个因数相比,一个因素比另一个因 。 数稍微重要 . 表示两个因数相比,一个因素比另一个因 数明显重要 . 表示两个因数相比,一个因素比另一个因 数强烈重要 表示两个因数相比,一个因素比另一个因 数极端重要 2,4,6,8 上述相邻判断的中值 倒数:因数i与J相比较得到判断矩阵b ,则因数J 与i比较的判断矩阵b = 1 一 = 4.147 cI=O.049 砌=O.90 CR=面CI=O . 054 CR<0.10,故满足一致性 (4)通过计算得到特征向量得出各层因素的权重。 分析一级评价因素集之间的关系,建立判断矩 学兔兔 www.xuetutu.com 第34卷第2期 天然气勘探与开发 阵c,一A,同理建立二级评价因素集判断矩阵 一 Ai,并计算出权重向量,结果如表3所示: 2.4 确定因素等级隶属度 在模糊综合评价中,需要知道每一评价因素对 应于每一等级的隶属度,也就是分别属于每一评价 等级的程度的大小,通常隶属度的确定方法有:模糊 统计法、德尔菲法、客观尺度法 等,按照相关的法 律法规和国家标准确定。本文采用德尔菲法,根据 专家和现场工程技术人员打分结果确定评价因素等 级隶属度。 表3 Ui—A 的判断矩阵 1 1 1/3 i=3 U,j 1 1 1/3 3 3 l 0.234 0.234 3.051 O.O25 0.58 0.043·<0.1 0.532 例如:对因素集 中的各个因素进行专家打 分,得到评价对象 ,对评价集 中第k( =1,2,3, 4,5)个因素的隶属度 ,同理对 中各因素进行专 家打分,得到评价对象U 对于评语集 中第.i}(k= 1,2,3,4)个因素的隶属度r 2.5 液化石油气储罐安全可靠性计算过程 (1)对因素集 的各个因素进行专家打分,得 到第i个因素的一级模糊评价矩阵 : R = Rn 。 ● : 月 由公式B =A R 求出各因素的评价矩阵B 。 (2)归一化处理 根据公式 = L对评价矩阵B。进行归一化 。 ∞ 处理。 (3)建立总评价矩阵尺,R={B ,B:,B,,B }r (4)求出综合因素评价矩阵B,B:A·R (5)求出液化石油气储罐系统安全评价总得分 综合因素评价矩阵表示系统的安全情况按照安 全、较安全、一般、较危险、危险五个级别评价时所得 结果的分布,对各等级按百分制赋值,得到系统总得 分为厂=elb1+e262+e3b3+e4b4+《.5b5。 根据系统系统安全评价总得:分,得出液化石油 气储罐的安全等级(表4): 表4 系统安全评价得分与安全等级对照表 3 应用举例 本文以成都市双流县某液化石油气站中液化石 油气储罐为例,说明模糊数学评价模型在液化石油 气储罐安全评价中的应用。 根据前文给出的液化石油气储罐安全评价因素 集 ,对该站四个100m 液化石油气储罐进行安全 状态评价。邀请lO位专家或经验丰富的现场工程 技术人员组成评议小组评议因索等级隶属度。得到 · 7】· 学兔兔 www.xuetutu.com 天然气勘探与开发 2011年4月出版 1 :l 0 · 1 ,0·6,0·3,0·0,o·o l . 0,0.4,0.3,0.0,0.0 I = I。 0 . . 2 2 , , 。 0 . . 5 6 , , 。 0 . . 3 2 , , 。 0 . . 。 0 , , 。 0 . . 。0 f 1 ro.108,0.558,0.319,0.015,0.ooooq :I Bf_10.390,0·。 .0-2 ’0·o72.0-o12 j , I 1 0.206,0.353,0.364,0.077,0.000 I L J L 0.122,0.374,0.371,0.090,0.043 J A=(0.123,0.268,0.046,0.564) 则二阶模糊综合评价结果是: B =A ·R = (0.196,0.380,0.322,0.075, 0.027) 由百分制赋值计算总得分为: f=0.196×90+0.380×80+0.322×65+ 0.O75×50+0.027×40=73.8 由上面计算可知该液化石油气储罐的安全等级 为一般,模糊综合评价结果与实际情况相符。 4 结论 液化石油气储罐的安全评价是液化石油气的储 存和运输安全的重要工作。将模糊数学理论应用于 液化石油气储罐安全评价,与传统评价方法相比具 有以下优点: (1)在安全评价中运用模糊数学理论,可以使 得安全评价中涉及的主观与客观相对统一;可以将 储罐安全这一本身具有模糊性的系统实现工程数量 化,使其表现的更加直接、准确; (2)模糊数学综合评价法运用于成都市双流县 某液化石油气站中液化石油气储罐安全状况评价, 评价结果为安全等级“一般”,与实际情况相符。 参考文献 1 孟起然.液化石油气储罐泄漏事故后果类型分析[J]. 劳动?;?,2005(o8):82—83. 2 曹树刚,王艳平.石化企业储罐区消防安全的模糊综合 评价[J].重庆大学学报,2005,28(2):97—99. 3 邵辉,李保安,王钰.化工储罐区模糊数学安全评价模型 及应用[J].中国安全生产科学技术,2007,3(6):49— 51. 4 李柏年.模糊数学及其应用[M].合肥:合肥工业大学 出版社,2007. 5 梁缙,李志宪,王海燕.加油站模糊数学安全评价模型及 应用[J].中国安全科学学报,2004,14(8):106—108. 6 朱序璋,杨宏刚,赵江平,等.基于模糊理论的加油站安 全评价方法研究[J].中国安全生产科学技术,2005,l (6):51—54. 7 吴丽萍.模糊综合评价方法及其应用研究[D].太原:太 原理工大学研究生院,2006. 8 于志鹏,陆愈实.模糊层次综合评价法在企业安全评价 中的应用[J].中国安全生产科学技术,2oo6,2(3):119 一】21. (修改回稿日期2011一O1-21 编辑陈玲)
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