武汉成品油管道工程模糊综合安全评价

张 伟 朱治尧 张舒蕊 朱俊茹沈阳工学院 能源与水利学院



武汉成品油管道工程模糊综合安全评价

张 伟 朱治尧 张舒蕊 朱俊茹
沈阳工学院 能源与水利学院

【摘要】成品油管道在输送过程中存在众多危险有害因素，对危险有害因素进行分类，利用层次分析法对评价指标进行目标层、准则层以及方案层的划分，然后运用模糊综合评价法确定管道输送过程中各因素的权重值，用模糊评价的方法进行分析，确定各个指标层的权重，根据权重大小确定相应的政策方案。

【关键词】层次分析法；模糊评价；安全评价

成品油是指汽油、柴油、煤油及其他符合国家产品质量标准，具有相同用途的乙醇汽油和生物柴油等替代燃料。众所周知，成品油具有易爆、易燃、易挥发、有毒、和易与静电聚集的流体等特性。我国目前主要的运输方式是管道运输，管道输送具有损耗少、运费低、占地少、污染低等优点，还可以降低装车、卸车、运输等操作过程中成品油的蒸发损耗及爆炸的危害。但是管道一旦发生损坏或破裂，将会造成成品油泄漏，并引起爆炸、火灾等事故，就会造成严重的经济损失和人员伤亡。根据在成品油管道输送过程中所存在的危险有害因素。根据安全评价指标体系建立原则，制定出和实际情况相对应的安全评价指标体系，并使用层次分析法和模糊综合法，对成品油管道运输安全评价体系进行分析及计算，从而确定每一个危险有害因素的权重比例大小，再根据权重大小制定出能避免各种危险发生的有效保护措施。

1　权重确定

利用模糊综合评价法和层次分析法对武汉成品油管道工程的安全现状进行评价，确定每个危险有害因素权重大小。根据表1确定。

表1　判断矩阵元素的标度方法

对于元素A1，…，AN来说，通过两两比较，得到两两比较判断矩阵A，即 A=（aij）n×n

其中判断矩阵具有如下性质：

2　成品油安全评价体系的构建和矩阵判定

2.1安全指标体系

根据安全评价指标体系的建立原则，结合成品油管道运输中存在的几个危险有害因素，确定成品油管道运输中的安全评价包括管道方面、环境方面、人员方面。并将其作为评价体系的准则层，在准则层的下面再划分个不一样的评价指标构成指标层，形成一个完整的成品油管道运输的安全指标体系，如下图。

图　武汉成品油管道工程指标体系建立图

2.2判断矩阵的确立

对各级指标的权重进行一致性检验。首先比例标度，根据两两比较的标度和判断原理，再运用模糊数学理论，可以得到1～9的比例标度。按两两比较的结果构成的矩阵称为判断矩阵，为A=[aij]n×n。

3　模糊综合评价的权重计算

3.1准则层的权重计算

对二级准则层计算。成品油管道运输3个准则层，A1为管道因素、A2为环境因素、A3为人员因素。二级指标的判断矩阵根据表1得：

用“和积法”计算其最大特征值和特征向量如下：

按列对A规范化，即对判断矩阵A每一列按照公式（1）正规化得到：

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

计算矩阵最大特征，最后进行判断矩阵的一致性检验。随机一致性检验指标，见表2。

表2　平均随机一致性指标R.I.

根据公式4，得出λmax=3.05

A-B判断矩阵一致性检验

因为C.I.=0.025＜0.1，满足层次分析法一致性。

3.2指标层的权重计算

三级指标层计算。成品油管道运输中的管道因素有3个指标层，A11为管道自燃，A12管道质量，A13管道腐蚀。

三级指标的判断矩阵为：

同样方法得出：λmax=3.08

A-B判断矩阵一致性检验

因为C.I.=0.04＜0.1，满足层次分析法的一致性。

成品油管道运输中环境因素有3个指标层，A21为洪水、A22为地震，A23为雷电。三级指标体系的判断矩阵：

经检验符合要求。由于成品油管道运输中人员因素的标度值和环境因素一样，计算结果同环境指标层计算。

表3　武汉成品油管道工程各危险有害因素权重值

表3中各危险有害因素的权重大小已计算出，根据各自权重大小，制定出相应的安全防护措施。

4　安全对策措施

从表3可以看出，管道本身的危险有害因素所占权重最大，其中最大的是管道质量，然后是管道腐蚀的影响，最后可能发生的是管道自燃。着重从以下几方面进行防护：

（1）成品油运输管道腐蚀的安全防护：从外腐蚀方面进行的防腐措施。从内腐蚀方面进行的防腐措施

（2）运输管道质量的安全防护：管道直径的设计值应尽量大些。管道的焊接质量符合要求，焊缝须作无损探伤检查。为了防止低温脆性，要使用奥氏体不锈钢以及铝、镍铜合金的管材。要了解管道的载荷分布、管道强度、设计强度、管道的材料、管壁的厚度等各方面系数。根据输送介质的性质、温度、压力和流量等因素正确选择管材，不可随意选用代材或误用。

（3）防止管道自燃的安全防护：加强对含硫油品的工艺管理，减少活性硫生成量，定期检查管道的腐蚀情况，发现问题并及时解决，消除自燃事故的隐患。在对管道进行维护时，空气难免会进入管道，所以在空气进入管道前用硫化铁清洗剂对管道进行清洗，消除设备内的硫化铁。防止空气进入后硫化铁自燃而引起的火灾事故。及时清洗管道，避免管道内部出现结焦、积炭情况，这样就可防止管道自燃。

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