改进的肯特评分法在化工园区公共管廊中的应用*

周宁张路刘亚姜帅徐士会赵力增

（1.常州大学，江苏省油气储运重点实验室 江苏常州213016； 2.公安部天津消防研究所 天津300381；3.山东物流集团清恒能源有限公司 济南250101）

改进的肯特评分法在化工园区公共管廊中的应用*

周宁1张路1刘亚2姜帅1徐士会3赵力增2

（1.常州大学，江苏省油气储运重点实验室 江苏常州213016； 2.公安部天津消防研究所 天津300381；3.山东物流集团清恒能源有限公司 济南250101）

针对化工园区公共管廊输送介质多样化、风险高、容易引发事故连锁的特点，将肯特评分法进行改进，使其成为适用于化工园区公共管廊的风险评价方法 ，并利用改进的肯特评分法对常州市滨江化工园区公共管廊进行风险评价。结合实际应用结果表明，改进后的肯特评分法是对化工管廊进行风险评价的有效工具 ，其评价结果有助于减少事故发生概率和事故发生后损失。

化工园区 公共管廊 风险评价

0 引言

化工园区公共管廊是指在化工园区内 ，供各地块的项目敷设架空工艺物料管道、公用工程管道、供热管道和管道计量用数据通讯光缆的公共通廊 ，其可取代园区内物料运输车辆 ，最大限度地减少物料的运输损耗，降低运输成本，是连接上下游石油化工企业及其装置的重要桥梁。但是高管架形式的化工管廊也给管廊日常巡检、维护和应急处置带来了不便，如缺乏对管廊管道有效的监控预警 ，在发生事故时无法得到及时有效处置，易引发火灾以及爆炸等灾害事故，甚至危及整个化工园区 ，造成重大损失。为此，对化工管廊进行科学的风险评价是十分必要的。

1 改进后的肯特评分法

在管道风险评价方面，目前应用比较广泛的评价方法主要有：危险性及其可操作性研究、故障树／事件树分析、定量风险评价或是概率风险评价等。本文根据化工园区公共管廊的特点，采用改进的肯特评分法对管廊进行风险评价，其原因有：①可快速得到答案且分析成本低廉；②全面综合，既能够包容不完善的认识，且易于改进成为有用的数据。

1.1 原始肯特评分法管道失效因素

肯特评分法［1］是在求取管道各分段危险指数大小的基础上，确定各管段的风险程度。管道失效因素框图见图1。

1.2 改进后的肯特评分法

由化工园区公共管廊与长输管道的差异分析可知，肯特模型中的评分项目不全适合管廊的评分，应对一些评分项目进行调整。具体调整项目主要有：①由于研究管道为架空管道，所以第三方破坏中的埋地深度调整为架空高度，管道附近设施项目调整到活动水平项目下；②腐蚀方面：架空管道不需要考虑土壤腐蚀性、阴极保护和电流干扰，需要考虑空气腐蚀；③设计方面：由于常州不处于地震带，土壤移动性不需要考虑，增加一项设计人员水平。

图1 管道失效因素

1.3 肯特评分法步骤

（1）根据管线人口密度、周围设施、地理环境等因素差异将管线分段。

（2）根据历史记录及现场调查结果，结合改进的肯特法对管道失效因素进行分类评分，并将各分类评分值乘以各因素对应的权重 ，然后相加得到S，S＝T＋C＋D＋I。

（3）计算泄漏影响指数和扩散系数。

（4）将S与L综合计算R＝S／L，得到R，并进行风险评价。

2 应用案例分析

本实例研究的对象是常州市滨江化工园区的架空管道及管廊。

2.1 管廊失效因素分析

在借鉴指数法的风险评价指标体系的基础上，结合化工园区管廊的实际情况 ，建立影响管道失效可能性的风险评价指标体系。为了与肯特评分法所提出的专家打分法的总分值保持一致，3级失效因素的总分为400分。

2.1.1 第三方破坏评分标准

根据架空管道的实际情况，本文将第三方破坏分为架空高度、活动水平、公众教育、巡线频率、自然灾害等几个方面。该段的第三方破坏各因素的评分情况如图2所示。

图2 第三方破坏因素评分

2.1.2 腐蚀因素评分标准

由于化工园区的管道多为金属管道，腐蚀破坏不仅能够造成管道穿孔引起泄漏 ，而且还可能引起火灾爆炸事故 ，影响极为严重。根据管道受害的实际情况分析，腐蚀因素可以分为3个方面：内腐蚀、外腐蚀和应力腐蚀［2］。

腐蚀因素的详细评分如图3所示。

图3 腐蚀因素评分

2.1.3 设计因素评分标准

影响管道失效的重要因素还有管道的初始设计。设计时为简化计算，通常采用一些理想化的模型来选取参数，但在实际应用中，管道会受到多种因素的影响，因此，设计值只是作为一种判断管道失效的参照。设计因素主要从钢管安全因素、系统安全因素、疲劳因素、水压试验情况、设计人员技术水平这几个方面来进行评价［3－4］，见图4。

2.1.4 误操作因素评分标准

操作人员的技术水平和自身素质都会影响管线能否安全运行，在生产过程中任何一点小小的错误 ，都有可能在以后阶段留下发生事故的隐患。基于这一点，评价者必须对管线在设计、施工、运营和维护这4个阶段中的每一个人为失误潜在的可能性进行评估，见图5。

图4设计因素评分

图5 误操作因素评分

为了使评价结果更加客观实际 ，本文邀请专家和经验丰富的工作人员 ，经过探讨，对一、二级失效的各类因素进行两两比较，构造如表1所示的判断矩阵，通过判断矩阵可求出一、二级各因素所占权重。

表1一级风险因素两两比较判断矩阵

由层次分析法的计算步骤可求得管道风险因素体系的一级风险因素权重为W＝［0.446 1，0.29，0.092 9，0.171］T，二级因素的权重计算方法与一级相似。

2.2 相对风险值的计算

乙烯的分子量为28，若整条管线破坏情况下10 min的泄漏量大于2.37×104kg，则泄漏分值评分为3分。该管段附近的固定员工有60人左右，并且其跨越S 232道路，有流动人口和车辆经过，将其归属于2类区域，分值为2分。则扩散影响系数＝1.5，而乙烯的介质危险性查表可知为1＋4＋2＋2＝9分，则L＝6。

将该管段的各因素按其权重计算出其指数和：S＝T＋C＋D＋I＝113.2＋75.1＋26.9＋58.7＝273.9，则该管段的相对风险值R＝S／L＝45.65。

2.3 风险等级的划分

根据上述风险评价体系计算出的风险值为评价对象的相对风险值，数值越大表示系统越安全，反之，则越不安全。在进行风险决策时，依据的是风险程度的大小，因此有必要对风险进行等级划分。由于管道系统的极端最坏情况到极端最佳情况的相对风险值范围是0～2000［5］，直接划分风险等级并不能反映出管道的真实风险程度。

实际上，对于乙烯这种有毒、易燃、易爆的气体，其危险性分值为9分，园区内人口密度通常可划分为三级地区，即分值为3分，如果泄漏分值取为6分（相对于事故发生后可能造成的后果最小），则此时的最大相对风险值为

扩散影响系数＝2，泄漏影响指数＝4.5，最大相对风险值＝400／4.5＝89。因此，乙烯管网的相对风险值介于0～89之间，本文将风险分成5个等级，相对风险值对应的风险等级如表2所示。

表2管道风险等级划分

3 结语

（1）目前还没有专门针对化工管廊的风险评价方法，本文结合化工管廊的特征，对肯特评分法进行改进，调整事故因素及权重，使其适用于化工园区公共管廊的风险评价。

（2）各评分项目的权重系数需要根据化工园区公共管廊事故统计数据，并结合层次分析法来确定，使计算结果更加客观。

（3）根据改进的肯特评分法，能够更加准确地计算出化工管廊的各项风险指数 ，使管理者能够掌握管廊的完好程度和危险管段，变管廊事故的被动抢险为主动维护，减少事故发生概率和事故发生后损失。

［1］MUHLBAUERW K.Pipeline riskmanagementmanual（3rd edition）［M］.New York：Gulf Publishing Company，2004.

［2］VINOD G，BIDHAR SK，KUSHWAHA A K，et al.A comprehensive framework for evaluation of piping reliability due to erosion－corrosion for risk－informed in service inspection［J］.Reliability Engineering and System Safety，2003，82（2）：187－193.

［3］PHILLIPSB，MORELAND G T.New methodologies improve forensic analysis of pipelinefailures［J］.Pipes and Pipelines International，2002，47（4）：5－8.

［4］孔祥辉，王彦勇.城市燃气管道泄漏原因分析和控制［J］.中国新技术新产品，2009，56（23）：56－58.

［5］MIYANO H，MAEDA K，TAKIZAWA M，et al.Review of pipewall thinning and seismic evaluation in Japan［C］.Prague：PVP，2009.

Application of the Improved Kent Scoring Method in Public Pipe Gallery of Chem ical Industry Park

ZHOU Ning1ZHANG Lu1LIU Xuanya2JIANG Shuai1XU Shihui3ZHAO Lizeng2
（1.Jiangsu Key Laboratory of Oil&Gas Storage and Transportation Technology，Changzhou UniversityChangzhou，Jiangsu213016）

In view of the characteristicsof the transportingmedium diversification，high risk，easy to lead accident chain of chemical industry park public pipegallery，the Kentscoringmethod is improved tomake it to be a chemical industrialpark public pipegallery risk evaluationmethod and also it isused to conduct risk assessmenton Changzhou Binjiang Chemical Industrial Park.Combinedwith the practical application，it’s proved that the improved Kentscoringmethod isan effective tool for risk assessmentof chemical pipegallery，helpful to reduce the probability of accidentoccurrence and losses.

chemical industry park public pipe gallery risk assessment

周宁，男，1977年生，博士，副教授 ，目前主要从事爆炸与冲击动力学、油气爆炸安全、油气储运工程等方面的研究。

2015－11－26）

国家自然科学基金青年科学基金（51204026），江苏省高校“青蓝工程”（SCZ1409700002），建筑消防工程技术公安部重点实验室开放课题（KFKT2014MS）。