摘要:CNG站的安全狀況和國家財產、站場員工以及周邊人民的生命安全緊密相關,因此,對CNG站的安全現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合,建立一種評價CNG站安全現狀的新模型: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站的安全現狀進行評價,從人、物、管理和環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站安全評價層次結構模型,對安全現狀建立了“優、良、中、及格、差”5個評價等級,最終評價該CNG站的安全現狀為“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系到國家財產和人民生命安全。自1995年以來,我國已先后發生了5起加氣站火災或爆炸事故,造成直接經濟損失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,且在發生事故時其擴散能力強、火勢蔓延快,加之生產中需將它加壓到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(AnalyticHierarchyProcess常簡記為AHP)原理是通過分析復雜系統所包含的因素及相關關系,將系統分解為不同的要素,將這些因素按支配關系分組,以形成有序的遞階層次結構。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,從而建立權重向量。層次分析法常用的模型結構如圖1[4]。與經典層次分析法不同的改進的層次分析法[5,6]能夠更加準確的構造判斷矩陣,而且無須對判斷矩陣做一致性檢驗,使得權重計算結果更加合理,由于篇幅限制,詳細的求解過程可參考文獻[5]。

3CNG站安全度的評價
3.1安全因素層次結構模型
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量不能滿足技術要求,稍有疏忽,便會引起爆炸。
(3)操作人員由于素質,工作經驗原因,違反操作規程,違章作業等,都可以引起事故。
(4)管理不善,沒有認真落實安全組織,規章制度以及各項安全管理措施造成的事故。
(5)生產狀況(加氣站生產工藝流程是否設有脫硫、脫水工藝以及采用的方式,直接關系到CNG的質量,構成對儲氣裝置的安全影響。同時是否采用在線CNG質量檢測、控制裝置的安全性等都會影響到加氣站的安全生產)、產氣規模(通常加氣站的儲氣裝置容積與其生產規模是呈正比的,即生產規模越大,高壓容器的體積就越大,發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)隔離間距是規范加氣站建設的重要消防技術之一,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境的潛在威脅就小。
(7)其他因素,例如所處地理位置,自然環境,衛生狀況等。
綜上所述,我們建立CNG站的安全評價層次結構,如圖2。

用改進層次分析法確定各因素的權重,并排出各因素與CNG站安全相關程度的順序,如表1所示。
表1各因素權重及排序目標層
目標層 |
準則層 |
指標層 |
排序 |
分層 |
權重 |
CNG站安全
|
人員 (0.41) |
身體狀況和業務素質 |
0.261 |
1 |
安全意識 |
0.106 |
4 |
政治思想素質 |
0.0431 |
7 |
設施設備 (0.41) |
儲氣系統 |
0.209 |
2 |
生產系統與產氣規模 |
0.0135 |
13 |
加氣作業系統 |
0.0261 |
10 |
消防系統 |
0.108 |
3 |
安全距離 |
0.0531 |
6 |
安全管理 (0.122) |
安全培訓教育 |
0.0322 |
9 |
安全組織 |
0.0157 |
11 |
安全規章制度 |
0.0622 |
5 |
安全預案演練 |
0.00403 |
16 |
安全檢查 |
0.0078 |
14 |
環境衛生 (0.058) |
工作環境 |
0.0369 |
18 |
站區布局 |
0.0061 |
15 |
工業衛生 |
0.015 |
12 |
3.2安全度評價
根據上表和上述理論我們便可以判斷CNG站的安全度。本文建立的評語集{優,良,中,及格,差},根據本文應建立評判因素集,我們可以請專家通過考評,現場調研給各單因素打分,然后算出各自等級中所占人數的比例[9]。
對于CNG站來講,雖然各因素對CNG站安全的影響重要程度存在一定的差異,其權重值大小不同,但它們對安全系統管理的評價與優化都是缺一不可的。這就要求在模糊矩陣復合運算中,必須對所有因素依權重大小均衡兼顧,全盤考慮其安全性能,因此在對CNG站安全度的評價時宜采用“加權平均型”。當然也可以用前面介紹的另外幾種綜合型進行評判,必要時可以同時用多種進行評判,然后再進行二次評判。假設專家組對某CNG站的評價如表2,按照上述方法對該CNG站進行安全等級評價。表2各因素等級隸屬度
|
指標層 |
優 |
良 |
中 |
及格 |
差 |
分層 |
人員(0.41) |
身體狀況和業務素質 |
|
0.358 |
0.347 |
0.106 |
0.108 |
|
|
0.311 |
0.021 |
0.009 |
0.002 |
政治思想素質 |
|
0.401 |
0.315 |
0.129 |
0.018 |
|
|
|
0.310 |
0.343 |
0.182 |
0.019 |
生產系統與產氣規模 |
|
0.417 |
0.306 |
0.111 |
0.034 |
加氣作業系統 |
|
0.308 |
0.211 |
0.198 |
0.004 |
消防系統 |
|
0.325 |
0.297 |
0.183 |
0.080 |
|
|
0.335 |
0.327 |
0.131 |
0.120 |
|
|
|
0.271 |
0.489 |
0.153 |
0.016 |
|
|
0.357 |
0.376 |
0.163 |
0.040 |
安全規章制度 |
|
0.333 |
0.214 |
0.073 |
0.001 |
安全預案演練 |
|
0.275 |
0.384 |
0.201 |
0.039 |
|
|
0.283 |
0.340 |
0.111 |
0.004 |
|
工作環境 |
|
0.337 |
0.343 |
0.102 |
0.007 |
|
|
0.321 |
0.331 |
0.215 |
0.005 |
工業衛生 |
|
0.301 |
0.223 |
0.202 |
0.017 |

同樣可以知道各因素獲的隸屬度最高的評語,設施設備是“及格”,其他都是“良”。而對于整個CNG站安全等級的評價仍采用此方法可以得到,評價結果為:
獲得隸屬度最高的評語都是“中”,故該CNG站的安全等級可以評價為“中”。因為該CNG站的設施設備管理已經處于“及格”,所以嚴重影響了整個CNG站的總體安全性,這也是符合實際的,所以該方法可以用來指導性的評價CNG站的安全。
4結束語
通過表1可以看出身體狀況和業務素質,安全意識,安全規章制度,儲氣系統,消防系統在CNG站安全因素中占有重要的地位,因此為保證CNG站的安全我們必須作到[1,2,7,8]:
強化人員的素質培訓和技能培訓,提高員工安全意識,強化經營管理,健全安全管理體制,與消防、技監部門高效配合,定期進行安全檢查。對每個操作單位都要制定出崗位操作規程和崗位消防安全規程,操作人員必須經崗位培訓專業考試,合格后持證上崗。對設備勤維護、勤檢修,杜絕設備帶病工作和超負荷運行。編制切實可行的消防事故緊急處理預案、天然氣經營企業的調度搶險中心與119、110、120等聯網,以便在最短的時間內徹底排除消防事故。
利用改進層次分析法和綜合評價法對CNG站安全狀況進行評價,減少了評價工作中的隨意性,對實際工作有一定參考價值。從計算結果可以清楚的了解影響CNG站安全的主要因素與次要因素,同時通過綜合評價可以較為符合實際的確定CNG站現在的安全狀況,便于我們抓住主要矛盾,及時解決問題。但是,由于CNG站安全評價的復雜性與多樣性,對CNG站安全評價并不局限于此一種方法,往往是多種方法并用,以便對CNG站安全做出更合理有效的評價。
參考文獻
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