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城市CNG汽車加氣站安全評價模型初探

作者:蘇欣 袁宗明  來源:西南石油大學 
評論: 更新日期:2013年08月10日

摘要:CNG站的安全狀況和國家財產(chǎn)、站場員工以及周邊人民的生命安全緊密相關(guān),因此,對CNG站的安全現(xiàn)狀做出科學評價具有重大意義。本文提出了將改進的層次分析法和模糊綜合評價相結(jié)合,建立一種評價CNG站安全現(xiàn)狀的新模型:即用改進層次分析法分析影響CNG站安全的主要因素并確定其權(quán)重,用模糊綜合評判對CNG站的安全狀況進行綜合評價。采用此模型對某CNG站的安全現(xiàn)狀進行評價,從人、物、管理和環(huán)境四個方面考慮了影響CNG站安全的16個主要因素,建立了CNG站安全評價層次結(jié)構(gòu)模型,對安全現(xiàn)狀建立了“優(yōu)、良、中、及格、差”5個評價等級,最終評價該CNG站的安全現(xiàn)狀為“中”,同時提出了相應的改進措施和建議。從評價實例可以看出此方法有一定的實用價值,能為CNG站管理者提供新的評價方法,從而提高CNG站安全管理水平。

關(guān)鍵詞:改進層次分析法、模糊綜合評判、CNG站安全、因素、評價模型、建議

1 綜合評判法
??? CNG汽車加氣站是易燃易爆場所,四川省是天然氣大省,目前CNG站以有上百座。城市加氣站的安全性直接關(guān)系到國家財產(chǎn)和人民生命安全。自1995年以來,我國已先后發(fā)生了5起加氣站火災或爆炸事故,造成直接經(jīng)濟損失18萬余元。城市CNG加氣站是高壓CNG的儲存地,CNG是一種易燃易爆氣體,且在發(fā)生事故時其擴散能力強、火勢蔓延快,加之生產(chǎn)中需將它加壓到25MPa,并以20~25MPa的壓力儲存,故CNG儲存裝置是目前我國可燃氣體的最高壓力儲存容器[1,2]。加氣站生產(chǎn)的特點決定了其危險是客觀存在的,這些潛在危險因素可能給加氣站工作人員、用戶和周圍環(huán)境造成一定風險和危害,如何消除和減輕這些風險和危害,如何建立科學的加氣站安全評判,歷來是加氣站安全研究和管理的重要工作。本文采用綜合評判法和改進的層次分析法來評判CNG站的安全度。


2 改進的層次分析方法
??? 層次分析法(Analytic Hierarchy Process常簡記為AHP)原理是通過分析復雜系統(tǒng)所包含的因素及相關(guān)關(guān)系,將系統(tǒng)分解為不同的要素,將這些因素按支配關(guān)系分組,以形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較判斷,確定每一層中因素的相對重要性,建立判斷矩陣。通過計算判斷矩陣的最大特征值及其相應的特征向量,得到各層次要素對上層次某要素的重要性次序,從而建立權(quán)重向量。層次分析法常用的模型結(jié)構(gòu)如圖1[4]。與經(jīng)典層次分析法不同的改進的層次分析法[5,6]能夠更加準確的構(gòu)造判斷矩陣,而且無須對判斷矩陣做一致性檢驗,使得權(quán)重計算結(jié)果更加合理,由于篇幅限制,詳細的求解過程可參考文獻[5]。



3 CNG站安全度的評價
??? 3.1 安全因素層次結(jié)構(gòu)模型
??? 由于CNG場所及其鋼瓶易于燃燒爆炸的主要因素有[1,2,7,8]:
??? (1)甲烷本身屬于一級可燃氣體,甲類火災危險,爆炸極限為5%-15%,最低點火能量僅為0.28MJ,擴散系數(shù)為0.196,所以易燃易爆,且擴散能力強,火勢蔓延快。
??? (2)CNG儲存裝置鋼瓶是目前我國可燃氣體的最高壓力儲存容器,如果加壓設備或鋼瓶質(zhì)量不能滿足技術(shù)要求,稍有疏忽,便會引起爆炸。
??? (3)操作人員由于素質(zhì),工作經(jīng)驗原因,違反操作規(guī)程,違章作業(yè)等,都可以引起事故。
??? (4)管理不善,沒有認真落實安全組織,規(guī)章制度以及各項安全管理措施造成的事故。
??? (5)生產(chǎn)狀況(加氣站生產(chǎn)工藝流程是否設有脫硫、脫水工藝以及采用的方式,直接關(guān)系到CNG的質(zhì)量,構(gòu)成對儲氣裝置的安全影響。同時是否采用在線CNG質(zhì)量檢測、控制裝置的安全性等都會影響到加氣站的安全生產(chǎn))、產(chǎn)氣規(guī)模(通常加氣站的儲氣裝置容積與其生產(chǎn)規(guī)模是呈正比的,即生產(chǎn)規(guī)模越大,高壓容器的體積就越大,發(fā)生事故時的危害也就越大)、消防設施設備等都可以影響CNG站的安全。
??? (6)隔離間距是規(guī)范加氣站建設的重要消防技術(shù)之一,除去專門的隔離防爆裝置外,隔離間距也是減少危害,保護人員、設施安全的重要措施。間距大,保護效果就好,同時加氣站對周圍環(huán)境的潛在威脅就小。
??? (7)其他因素,例如所處地理位置,自然環(huán)境,衛(wèi)生狀況等。
??? 綜上所述,我們建立CNG站的安全評價層次結(jié)構(gòu),如圖2。


??? 用改進層次分析法確定各因素的權(quán)重,并排出各因素與CNG站安全相關(guān)程度的順序,如表1所示。

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