基于灰色聚类法的LNG储罐风险分析

李维东，周德红，肖振航，常 林，王 妮

（武汉工程大学资源与安全工程学院，湖北 武汉 430074）

目前，我国约20多个城市使用LNG应急调峰站，应对燃气企业不能充分利用资源进行储备[1]。而其风险却随之加大，为系统识别LNG储罐风险，减少事故隐患，杨凌鹏[2]等利用蝴蝶结模型和贝叶斯模型识别导致LNG储罐泄漏的关键因素，预测各主要事件发生概率；杜彦琳[3]基于灰色预测法建立了LNG储罐的压力预测模型，实现LNG铁路运输安全保障的智能化；Hansen[4]运用LNG泄漏实验数据集测量LNG扩散范围和燃烧范围，通过建立数学模型进行分析；Feng Chen[5]基于优化的BTS模型运用模糊数学法对LNG泄漏进行分析。上述学者用计算机对LNG储罐泄漏进行数值模拟，并未建立一个完整的评价体系，因此引入灰色聚类法对LNG储罐泄漏事故进行系统的风险分析。

1.LNG储罐泄漏事故指标体系

根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T13861），通过与LNG企业技术人员和安全管理方面专家会议探讨LNG储罐法规、标准和规范，将LNG物料本身风险性、设备设施风险性、环境条件风险性、安全管理风险性进行总结，建立LNG储罐泄漏的评价指标体系[6]。

2.实例分析

本文以西气东输二线黄冈分输站储罐为例进行分析，以图1所建立的LNG泄漏风险评估体系为指标，用德菲尔法将打分表给安全工程专业的10名专家，根据专家现场检查意见打分。利用SD软件创建LNG储罐泄漏风险指标体系。

图1 LNG储罐泄漏的评价指标体系

2.1 评价指标权重确定

将一级评价指标和二级评价指标所对应关系的判断矩阵分别输入SD中，得到各风险指标的稳定权重。

图3 为控制层指标权重及其一致性检验界面，输出LNG储罐安全评价体系各指标的权重；其极限最大值为0.090585，极限唯一且均小于0. 1，即所得权重为稳定权重。

图3 控制层指标权重及一致性检验

表1 LNG储罐泄漏风险权重

2.2 指标的灰色聚类评价

取10位专家意见的数值，代入SD得到聚类权矩阵如下。

根据式Zi=WiRi，算出一级指标评价矩阵Zi，合成后得到一级指标评价矩阵Z。

由式W∗=M·UT得到LNG储罐泄漏风险评价综合值。

由图2的LNG储罐泄漏风险水平等级范围，判定LNG储罐泄漏的风险等级属于“较安全状态”，LNG储罐风险较低，需要加强监管。由图3可知，评价结果表明该企业控制层权重最大的因素为A4安全管理，其中重点关注安全生产规章制度与操作规程，网络层应重点关注A31厂址与总平面布局、A51应急救援机构、A12 LNG数量和A44隐患排查与治理等问题，强化重要危险源安全监控。实际上，该企业目前正在对储罐区进行整体大检修，具体包括储罐数量设置、应急救援机构更新及现存的隐患进行排查，对总体风险进行管控，从预防的角度将关口前移以保障LNG储罐安全性。

图2 LNG储罐泄漏风险等级

3.结语

基于灰色聚类法的LNG储罐泄漏风险评价方法，弥补了层次分析法不能处理LNG储罐各风险因素间相互影响和评价中灰色信息等问题。分析得出一级指标中权重最高的二级指标因素分别为LNG数量、储存设施、厂址与总平面布局、隐患排查与治理、应急救援机构。

对黄冈某LNG企业进行风险评价，定量算出该企业的风险等级为“较安全状态”，结果与实际情况相符，表明该优化后的方法在LNG储罐安全定量风险评估中具有理论意义，为系统安全评价方法提供参考。