基于德尔菲法的储罐泄漏扩散影响因素分析

邹跃伟

（中国石油西南油气田公司输气管理处，四川 成都 610213）

0 引言

天然气具有易燃、易爆和易扩散的特性，由于腐蚀等原因，天然气储罐很容易发生泄漏扩散，从而导致火灾、爆炸、中毒和环境破坏等恶性事件的发生，不但对人员和财产造成重大损失，还给生存环境带来巨大的破坏。为此，拟在天然气储罐泄漏扩散的影响因素中利用德尔菲法分析找出主要因素，并提出针对性的措施来预防和控制天然储罐泄漏和扩散事故的发生。

1 天然气储罐泄漏扩散影响因素

通过文献查找，结合工程实践及总结分析，得出天然气储罐泄漏扩散的影响因素包括：泄漏速度、孔径、持续时间、浓度，泄漏源位置，气质组分，储罐压力，泄漏量，大气环境，地表环境等多方面因素［1-2］。天然气储罐泄漏扩散的影响因素较多，如何找出其中的主要影响因素是相关管理部门提出泄漏和扩散预防措施的前提。

2 影响因素的德尔菲法分析

德尔菲法又称专家咨询法，该方法由调查者组织发起，通过拟定专家意见征询表、选定专家组并以通信的方式进行调查者和专家之间的信息交换，经过反复征询和意见反馈使分散的意见能够逐步趋于集中，最后获得一致的评估结果［3-4］。德尔菲法分析需注意的问题包括：挑选的专家应有一定的代表性、权威性；专家意见征询表的内容设计应简明扼要，填表方式简单；所提及的问题应具有专业性和系统性，尽可能保证所有专家能够正确回答且有足够的兴趣答题；充分提供信息，使专家能够根据实际情况回答。

2.1 拟定调查提纲

以天然气储罐泄漏扩散的影响因素为调查题目，拟定调查提纲，准备向专家提供的背景资料。

2.2 选定专家

综合考虑权威性和专业性，选定8位专家组成专家组，这8位专家的研究领域和工作方向都与石油化工安全专业相关，因此具有较强的理论知识水平和丰富的实践经验，见表1。

2.3 设计咨询表并征询专家意见

1）设计专家意见咨询表。根据分析得出的天然气泄漏扩散影响因素，编制设计泄漏扩散影响因素专家咨询表，见表1。其中，咨询表采用六点量表法测量，即每位专家可根据各因素的影响程度进行打分，按照“非常大、较大、一般、较小、非常小、无影响”的大小顺序依次给出5、4、3、2、1、0分。

表1 专家基本情况表

2）征询专家意见。设计完表后，附上相关的背景资料，一并通过邮件发给8位专家让其对影响因素进行评分。第一轮意见收回并整理后，把统计结果反馈给专家，以便专家再仔细考虑自己的判断意见，随后进行第二轮专家意见的收集汇总和反馈，经过多次专家意见征询，直至获得较为协调一致的意见为止。

2.4 确定专家权重

采用层次分析法中最为常见的方根法，通过求出判断矩阵的最大特征根及其相应的特征向量，得出8位专家的权重分别为：专家1、专家2均为0.219，专家3、专家4、专家5均为0.122，专家6、专家7、专家8均为0.065，见表2。

表2 第一轮征询意见计算结果统计表

2.5 根据专家征询表计算结果

利用加权平均预测法对专家征询表评分结果进行计算处理，其中8位专家的权重按赋予其的权重值进行加权计算，第一轮专家征询意见的计算结果见表2。

由表2可知，针对第一轮专家征询意见进行加权平均计算，得出影响因素按影响程度大小排序依次为：储罐压力（4.677）＞风速（4.672）＞泄漏浓度（4.449）＞泄漏量（4.352）＞泄漏速度（4.260）＞泄漏持续时间（4.255）＞泄漏孔径（4.190）＞地形（3.968）＞泄漏源位置＞风向＞障碍物距离＞障碍物高度＞气压＞气体密度＞大气稳定度＞障碍物数量＞气体组分复杂度＞地面粗糙度＞大气湿度＞大气温度＞太阳辐射＞浮力。

由第二轮专家征询意见计算结果得出的因素影响程度大小排序依次为：储罐压力（4.684）＞风速（4.628）＞泄漏量（4.565）＞泄漏速度（4.474）＞泄漏孔径（4.343）＞泄漏浓度（4.287）＞风向（3.968）＞泄漏源位置＞泄漏持续时间＞大气温度＞地面粗糙度＞地形＞气压＞气体组分复杂度＞障碍物距离＞太阳辐射＞浮力＞障碍物高度＞气体密度＞障碍物数量＞大气湿度。

从上述两轮专家意见征询的结果可以看出，天然气储罐泄漏扩散因素的影响程度排序基本一致，故仅进行了两轮专家意见征询。

2.6 结果分析

储罐中的天然气由于某种原因发生泄漏，泄漏出来的天然气会在浓度梯度和风力的作用下在大气中扩散。根据德尔菲法两轮专家咨询调查表的统计结果，考虑将得分4分以上的影响因素作为天然气泄漏扩散的主要影响因素，包括储罐压力、风速、泄漏量、泄漏速度、泄漏孔径、泄漏浓度和风向7种因素。这些影响因素的影响程度排序也和实际生产中的观察情况基本吻合，表明采用德尔菲法分析具有较好的可行性。

3 应对措施

根据上述找出的7种主要影响因素，针对天然气储罐泄漏事故，可考虑采用以下应对措施：

1）运用基于风险的检验（RBI）技术，在风险评估的基础上，优化检测、维修方案，有效控制腐蚀、外力撞击等造成储罐失效的因素，防止泄漏事故特别是大孔径泄漏事故的发生。

2）天然气储罐应采用可靠性较高的安全仪表系统，对关键设备、参数进行连锁控制，尤其进出罐区的截断阀等设备要保证完好、适用，防止天然气大量泄漏。

3）天然气储罐应设置在厂区全年最小频率风向的上风侧，应具备良好的通风、驱散、稀释等设施条件，防止天然气大量聚集而导致事故发生。

4 结论及建议

1）在初步分析天然气储罐泄漏扩散影响因素的基础上，利用德尔菲分析法对专家的意见进行分析，得到其主要影响因素包括储罐压力、风速、泄漏量、泄漏速度、泄漏孔径、泄漏浓度和风向7种因素。

2）由于两次专家征询结果相近，因此只采用了两轮征询即获得了较满意的结果。在实际应用德尔菲法时，如两次征询结果差异较大，可增加征询次数，直到获得协调一致的结果。

3）此次所征询的8位专家尽管专业并不完全一致，具有一定的覆盖面和代表性，但尚未实现天然气储罐泄漏扩散问题相关专业的全覆盖，人数也不够多。因此，建议在今后的研究分析中进一步增加专家的人数并拓宽专业的覆盖面，以提高结果的可靠性与准确性。