張 偉 朱治堯 張舒蕊 朱俊茹沈陽(yáng)工學(xué)院 能源與水利學(xué)院

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武漢成品油管道工程模糊綜合安全評(píng)價(jià)

張 偉 朱治堯 張舒蕊 朱俊茹
沈陽(yáng)工學(xué)院 能源與水利學(xué)院

【摘要】成品油管道在輸送過(guò)程中存在眾多危險(xiǎn)有害因素，對(duì)危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行分類，利用層次分析法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)層、準(zhǔn)則層以及方案層的劃分，然后運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法確定管道輸送過(guò)程中各因素的權(quán)重值，用模糊評(píng)價(jià)的方法進(jìn)行分析，確定各個(gè)指標(biāo)層的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重大小確定相應(yīng)的政策方案。

【關(guān)鍵詞】層次分析法；模糊評(píng)價(jià)；安全評(píng)價(jià)

成品油是指汽油、柴油、煤油及其他符合國(guó)家產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(guó)目前主要的運(yùn)輸方式是管道運(yùn)輸，管道輸送具有損耗少、運(yùn)費(fèi)低、占地少、污染低等優(yōu)點(diǎn)，還可以降低裝車、卸車、運(yùn)輸?shù)炔僮鬟^(guò)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(huì)造成成品油泄漏，并引起爆炸、火災(zāi)等事故，就會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。根據(jù)在成品油管道輸送過(guò)程中所存在的危險(xiǎn)有害因素。根據(jù)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立原則，制定出和實(shí)際情況相對(duì)應(yīng)的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并使用層次分析法和模糊綜合法，對(duì)成品油管道運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析及計(jì)算，從而確定每一個(gè)危險(xiǎn)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(xiǎn)發(fā)生的有效保護(hù)措施。

1　權(quán)重確定

利用模糊綜合評(píng)價(jià)法和層次分析法對(duì)武漢成品油管道工程的安全現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定每個(gè)危險(xiǎn)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(biāo)度方法

對(duì)于元素A1，…，AN來(lái)說(shuō)，通過(guò)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(píng)價(jià)體系的構(gòu)建和矩陣判定

2.1安全指標(biāo)體系

根據(jù)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立原則，結(jié)合成品油管道運(yùn)輸中存在的幾個(gè)危險(xiǎn)有害因素，確定成品油管道運(yùn)輸中的安全評(píng)價(jià)包括管道方面、環(huán)境方面、人員方面。并將其作為評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)則層，在準(zhǔn)則層的下面再劃分個(gè)不一樣的評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成指標(biāo)層，形成一個(gè)完整的成品油管道運(yùn)輸?shù)陌踩笜?biāo)體系，如下圖。

圖　武漢成品油管道工程指標(biāo)體系建立圖

2.2判斷矩陣的確立

對(duì)各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。首先比例標(biāo)度，根據(jù)兩兩比較的標(biāo)度和判斷原理，再運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論，可以得到1～9的比例標(biāo)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(píng)價(jià)的權(quán)重計(jì)算

3.1準(zhǔn)則層的權(quán)重計(jì)算

對(duì)二級(jí)準(zhǔn)則層計(jì)算。成品油管道運(yùn)輸3個(gè)準(zhǔn)則層，A1為管道因素、A2為環(huán)境因素、A3為人員因素。二級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣根據(jù)表1得：

用“和積法”計(jì)算其最大特征值和特征向量如下：

按列對(duì)A規(guī)范化，即對(duì)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(jì)算矩陣最大特征，最后進(jìn)行判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)。隨機(jī)一致性檢驗(yàn)指標(biāo)，見表2。

表2　平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I.

根據(jù)公式4，得出λmax=3.05

A-B判斷矩陣一致性檢驗(yàn)

因?yàn)镃.I.=0.025＜0.1，滿足層次分析法一致性。

3.2指標(biāo)層的權(quán)重計(jì)算

三級(jí)指標(biāo)層計(jì)算。成品油管道運(yùn)輸中的管道因素有3個(gè)指標(biāo)層，A11為管道自燃，A12管道質(zhì)量，A13管道腐蝕。

三級(jí)指標(biāo)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(yàn)

因?yàn)镃.I.=0.04＜0.1，滿足層次分析法的一致性。

成品油管道運(yùn)輸中環(huán)境因素有3個(gè)指標(biāo)層，A21為洪水、A22為地震，A23為雷電。三級(jí)指標(biāo)體系的判斷矩陣：

經(jīng)檢驗(yàn)符合要求。由于成品油管道運(yùn)輸中人員因素的標(biāo)度值和環(huán)境因素一樣，計(jì)算結(jié)果同環(huán)境指標(biāo)層計(jì)算。

表3　武漢成品油管道工程各危險(xiǎn)有害因素權(quán)重值

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

4　安全對(duì)策措施

從表3可以看出，管道本身的危險(xiǎn)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(jìn)行防護(hù)：

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

（2）運(yùn)輸管道質(zhì)量的安全防護(hù)：管道直徑的設(shè)計(jì)值應(yīng)盡量大些。管道的焊接質(zhì)量符合要求，焊縫須作無(wú)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(qiáng)度、設(shè)計(jì)強(qiáng)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(hù)：加強(qiáng)對(duì)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(wèn)題并及時(shí)解決，消除自燃事故的隱患。在對(duì)管道進(jìn)行維護(hù)時(shí)，空氣難免會(huì)進(jìn)入管道，所以在空氣進(jìn)入管道前用硫化鐵清洗劑對(duì)管道進(jìn)行清洗，消除設(shè)備內(nèi)的硫化鐵。防止空氣進(jìn)入后硫化鐵自燃而引起的火災(zāi)事故。及時(shí)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。

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