基于灰色聚類法的LNG儲罐風險分析

李維東，周德紅，肖振航，常 林，王 妮

（武漢工程大學資源與安全工程學院，湖北 武漢 430074）

目前，我國約20多個城市使用LNG應急調峰站，應對燃氣企業不能充分利用資源進行儲備[1]。而其風險卻隨之加大，為系統識別LNG儲罐風險，減少事故隱患，楊凌鵬[2]等利用蝴蝶結模型和貝葉斯模型識別導致LNG儲罐泄漏的關鍵因素，預測各主要事件發生概率；杜彥琳[3]基于灰色預測法建立了LNG儲罐的壓力預測模型，實現LNG鐵路運輸安全保障的智能化；Hansen[4]運用LNG泄漏實驗數據集測量LNG擴散范圍和燃燒范圍，通過建立數學模型進行分析；Feng Chen[5]基于優化的BTS模型運用模糊數學法對LNG泄漏進行分析。上述學者用計算機對LNG儲罐泄漏進行數值模擬，并未建立一個完整的評價體系，因此引入灰色聚類法對LNG儲罐泄漏事故進行系統的風險分析。

1.LNG儲罐泄漏事故指標體系

根據《生產過程危險和有害因素分類與代碼》（GB/T13861），通過與LNG企業技術人員和安全管理方面專家會議探討LNG儲罐法規、標準和規范，將LNG物料本身風險性、設備設施風險性、環境條件風險性、安全管理風險性進行總結，建立LNG儲罐泄漏的評價指標體系[6]。

2.實例分析

本文以西氣東輸二線黃岡分輸站儲罐為例進行分析，以圖1所建立的LNG泄漏風險評估體系為指標，用德菲爾法將打分表給安全工程專業的10名專家，根據專家現場檢查意見打分。利用SD軟件創建LNG儲罐泄漏風險指標體系。

圖1 LNG儲罐泄漏的評價指標體系

2.1 評價指標權重確定

將一級評價指標和二級評價指標所對應關系的判斷矩陣分別輸入SD中，得到各風險指標的穩定權重。

圖3 為控制層指標權重及其一致性檢驗界面，輸出LNG儲罐安全評價體系各指標的權重；其極限最大值為0.090585，極限唯一且均小于0. 1，即所得權重為穩定權重。

圖3 控制層指標權重及一致性檢驗

表1 LNG儲罐泄漏風險權重

2.2 指標的灰色聚類評價

取10位專家意見的數值，代入SD得到聚類權矩陣如下。

根據式Zi=WiRi，算出一級指標評價矩陣Zi，合成后得到一級指標評價矩陣Z。

由式W?=M·UT得到LNG儲罐泄漏風險評價綜合值。

由圖2的LNG儲罐泄漏風險水平等級范圍，判定LNG儲罐泄漏的風險等級屬于“較安全狀態”，LNG儲罐風險較低，需要加強監管。由圖3可知，評價結果表明該企業控制層權重最大的因素為A4安全管理，其中重點關注安全生產規章制度與操作規程，網絡層應重點關注A31廠址與總平面布局、A51應急救援機構、A12 LNG數量和A44隱患排查與治理等問題，強化重要危險源安全監控。實際上，該企業目前正在對儲罐區進行整體大檢修，具體包括儲罐數量設置、應急救援機構更新及現存的隱患進行排查，對總體風險進行管控，從預防的角度將關口前移以保障LNG儲罐安全性。

圖2 LNG儲罐泄漏風險等級

3.結語

基于灰色聚類法的LNG儲罐泄漏風險評價方法，彌補了層次分析法不能處理LNG儲罐各風險因素間相互影響和評價中灰色信息等問題。分析得出一級指標中權重最高的二級指標因素分別為LNG數量、儲存設施、廠址與總平面布局、隱患排查與治理、應急救援機構。

對黃岡某LNG企業進行風險評價，定量算出該企業的風險等級為“較安全狀態”，結果與實際情況相符，表明該優化后的方法在LNG儲罐安全定量風險評估中具有理論意義，為系統安全評價方法提供參考。