加油站安全评价技术研究.pdf

石油化工安全环保技术嚏 2 0 1 1年第 2 7卷 第 5期 P E T R 0 C HE MI C A L S A F E T Y A N D E N V I R O N ME N T A L P R O T E C T I O N T E C H N O L O G Y 加油站安全评价技术研究 李美求，周思柱 ( 长江大学机械工程学院，湖北 荆州4 3 4 0 2 3 ) 摘要：加油站属于事故高发区域，存在危险因素较多，单一的安全评价方法不能全面、 准确地反映加 油站 的危险程度。为 了使评价结果更具体 、切 实可行 ，分析 、归纳 了目前加油 站常用的安全评价方法。通过对某一加油站运 用模糊综合评价法和道化 学火 灾爆炸危险指数 评价法的评价，对 比分析 了相应的评价结果，总结 了两种评价方法之间的差异 ，提 出将这两 种方法相结合的评价思路 ，使之互相补充，从不 同侧 面反 映出危险程度 ，可以提 高评价结果 的可靠性、准确性，极大限度降低、转移、消除加油站的危险因素，为加油站安全作业提供 保障。 关键词 ：加油站安全评价模糊综合评价道化学 依据 危险化学品安全管理条例第十七 条规定 ： “ 生 产 、储存 、使 用剧 毒化学 品的单 位 ，应 当对本单位 的生 产 、储存 装置 每年进 行 一 次安全评价 ；生产 、储 存 、使 用其 它危 险化 学品的单位 ，应当对本单位的生产、储存装置 每两 年进行一次安全评 价 。 ” 加油 站作为储 存 、 使用危险化学品经营单位，有必要对其进行安 全评 价 ，识 别 加 油 站 危 险 源 ，及 时 整 改 、预 防 、转 移及控制事故 的发 生 ，减 少事故 和职 业 危害 。 1 安全评价方法 安全评价方 法很 多，适 应范 围也各不 相 同。 目前 ，对于加油站的风险评价主要有模糊综合评 价法和道化学公 司火灾爆炸危 险指数评价法 ( 道 化法 ) 两种方法。 加油站具 有 多 目标 、多属 性 的特 点 ，模 糊 数学方法能够 较好 的解决 这一 类型 的评 价 ，文 献 1 4 中均采用模 糊综 合评 价法对 加油 站 进行评价 。同时 ，加 油站 经 营 的是易 燃 易爆 的 物质 ，道化法 是 目前化工 领域 应用 最多 的安全 评价方法之一，文献 5 采用道化法对某加油 站的单个汽油储罐进行火灾、爆炸危险指数 ( F E I ) 评价及安全措施补偿 分析。为了全 面反 映 评价对象 的风险程度，本研究采用两种方法， 对某一加油 站进行安 全评价 ，对 比分 析其各 评 价特征。 2 安全性模糊综合评价 2 1 等级及单元划分 根据评价对象特征，将安全级数分为5个等 级 ，即 V= 很安全 ，较安全 ，中等 ，较不安全， 很不安 全 ，对应 当量分 别 为 1 ，0 8 ，0 6 ， 0 4， 0 2 6 , 7 1 。 分析表明，影响加油站安全的因素很多，筛 选出 1 8个 主要 因素 ，按 作业 区域分 为五大区块 ( 即单元) ：加油 区、油罐区 、卸油场地 、车行道 和停车场地、辅助作业区。即 U= 加油区、油 罐区、卸油场地、车行道和停车场地、辅助作业 区 ，如表 l 所示。 2 2 建立判断矩阵 按 A HP规定的 5级标准 ，对加油站 5个单元 进行两两 比较 ，建立 5 5的判断矩阵 A。 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 20 5 。 作者简介：李美求，男，2 0 0 5年毕业于长江大学机 械工程学院现代设计与理论专业，现大连理工大学 在读博士，主要从事结构可靠性分析，安全风 险评 价工作，讲师。E m a il：l im e i q i u s in a co n l 石油化工安全环保技 术 2 0 1 1 年 第2 7卷第 5期 加油区 A 油罐 区4 卸油场地 车行道和停车场地 4 辅助 区 表 1 加 油站 单元 划分 序 号 单 元 项 目 分数赋值 火灾爆炸 1 5 静 电 8 1 加油区( 4 0) 泄漏 1 2 防雷失效 5 火灾爆炸 8 中毒 4 2 油罐 区( 2 5) 泄漏 5 静 电 8 火灾爆炸 1 O 3 卸油场地 ( 2 0 ) 泄漏 5 静 电 5 车行道和 火灾爆炸 l 4 噪声 3 停 车场地 ( 5 ) 高温 1 火灾爆炸 2 机械伤害 3 5 辅助作业 区( 1 0 ) 噪声 3 触 电 2 2 3 层次分析 ( 1 ) 求特征向量 本研究采用方根法计算特征 向量 。 M = 1 2 2 X 6 X 4 = 9 6 M 2 = 1 2 X 1 1 4 3 = 6 M 3 = 1 2 1 X 1 3 2 = 3 = 1 6 1 4 X 1 3 X 1 x 1 2 = 1 1 4 4 M 5 = 1 4 X 1 3 X 1 2 X 2 1 = 1 1 2 则 M ( =1 ， 2 5 )的 5次方根为 卢 =河= = 2 4 9 1 5 卢 2= = =1 4 3 1 0 3 = = = 1 2 4 5 7 = = 厕= 0 3 7 0 1 卢 5 =江= ： 0 6 0 8 4 ： ： 0 4 0 5 3 6 1 4 6 6 ： ： ： 0 2 3 28 6 1 4 6 6 ： ： 箜Z：0 20 2 6 1 4 66 3 4 0 3 7 01 - 0 0 6 0 2 0 6 0 8 4 - 0 0 9 9 0 ( 2 ) 一致性检验 一 致性指标 C ： A 为最大特征值 ，其表达式为 = 主 i _= 1 ( A W) i 将矩阵 A，W 代人 C ，=0 0 0 8 3。 矩阵平均随机一致性指标 R ， 根据表 2查询 得 R I= 1 】 2 表 2 平均随机一致性指标 矩阵阶数 3 4 5 6 7 8 R ， 0 5 8 O 8 9 1 1 2 1 2 6 1 3 6 1 4 1 所以 c 尺 = = ( ) 0 7 4 由于 C R ：0 0 0 7 40 1 0，故检验合格 ， 判断矩阵赋值合理 J 。 ( 3 ) 确定各项 目分数 假设以 1 0 0 作为评价对象的总体分值，则加 油 区、油罐 区、卸油 场地 、车行道 和停 车场地 、 辅 助 作 业 区 五 类 得 分 分 别 为 4 0 5 3 、2 3 2 8 、 2 0 2 7 、6 2 0 、9 9 0 。根据各单元的评价项 目个数 及风险敏感性分析，各单元及评价项 目所 占权重 分别如表 1 所示 。 2 4 单因素模糊关系矩阵 R的确定 采用多维量表法来确定模糊关系矩阵 R 。其 中，r 的取值如表3 所示。 将 归一化 ，求得特征 向量 ( i=1 ，2 5 ) R ： = 2 4 91 5 + 1 4 3lO + 1 2 4 5 7 J一。 +0 3 7 01+ 0 6 08 4 = 6 1 4 6 6 0 8 5 0 9 0 9 5 0 5 0 2 0 7 5 0 8 0 9 0 6 5 0 3 0 8 5 0 8 5 0 9 0 6 5 0 4 0 2 0 3 0 8 5 O 4 0 8 0 3 0 3 5 0 7 5 0 5 5 0 7 L 旦 I l = l1 A 4 3 2 6 4 3 2 ； 2 1 1 2 2 2 2 6 4 。 2 0 1 1 年第2 7卷第5期 李美求等 加油站安全评价技术研究 表 3 评价单元与评价等级相关程度 单元 与评价等级相关程度 只取值 非 常相关 1 较相关 O 7 5 中等相关 0 5 较不相关 0 2 5 不相关 O 2 5 评价等级确定 根据模糊评价模型 B =A。 R = ( a I ， a 2 ， a ) 。 = ( b ， b ： ， b ) 采用 ( ， ) 模糊合成算子，即 鱼 ( n f ) = ra i n I 1 ， 其中 ：1 ， 2 ， ， n，将矩阵进行模糊变换得 B= ( b 1 ， b 2 ， b ) ： ( 0 7 4 ， 0 7 8 ， 0 9 0， 0 5 7 ， 0 3 4 )k取 2 ，采用加权平均原则确定评价 等级 ，即 B = 上 = b 一 ， 0 9 5 +0 _ 7 8 4 +Q 7 4 3 +Q 5 7 2 +0 3 4 2 1 0 9 0 2+ Q7 8 + Q7 4 2+ Q 5 7 +Q3 = 3 69 6 将所得的 B 转 换成本研究 中建立 的评 价等 级。即 系统安全级数 ： ：0 7 3 9 故系统安全等级在中等安全和较安全之间。 3 道化法安全评价 道化学公司火灾爆炸危险指数评价法主要评 价化学物品的危害性 ，结合加油站 的工艺过程和 实际情况 ，根据评价单元划分 的原则 ，可 以将加 油站划分为 以下 3个火灾爆 炸危 险性单元I 9 ， m J ： 加油区、油罐区、卸油 区。其评价分为两个阶 段 ：初期评价和最终评价两个过程 ，评价结果分 ； 别见表 4和表 5 。 火灾 、爆炸指数与物料本身 的特性 、状态和 物料量有关 ( 加油站里 的燃料物质系数为 1 6 ，在 燃烧或爆炸时 ，能量 释放很大 ，是 危险 品) 。在 三个工艺单元中，加油 区和卸油 区单元的物料量 较小 ，其危险等级相对要安全些。油罐 区单元的 物料量最大 ，安全等级相对要差些 ，如表 4 。经 补偿后 ，三个单元 的安全性得到很大 的改善 ，危 害等级见表 5 所示。 表 4 初 期评价结果 某加油 站 加油区 油罐 区 卸油区 物质系数 1 6 1 6 l6 项 目 危 险系数 1 、一般工艺危险系数( F I ) 1 8 5 1 8 5 1 8 5 2、特殊工艺系数 ( F 2 ) 3 8 4 6 4 3 1 工艺单元危险系数 7 1 0 4 1 1 1 7 9 7 3 5 ( F 1 F 2)=F 3 火灾 、爆炸指数 1 1 4 1 7 8 1 2 8 f F 3MF=V & E I ) 火灾 、爆炸危 险等级 中等 非常大 很大 表 5 最终评价结果 单元 加油区 油罐 区 卸油区 丁艺控 制安全补偿系数 补偿系数 工艺控制安全补偿系数( C I ) 0 8 6 6 0 ， 8 6 6 0 ， 8 4 0 物质隔离安全补偿 系数 ( C 2 ) 1 0 9 6 1 防火措施 安全补偿系数 ( C 3 ) 0 8 1 5 0 7 l2 0 8 2 3 安全措施补偿 系数 0 7 0 6 0 5 9 2 0 6 9 2 C1 x C2 X C 3=C 补 偿 火 灾 爆 炸 危 险 指 数 8 0 4 6 l0 5 3 6 8 8 2 6 ( F &E I ) 补偿火灾 、爆炸危险等级 较轻 中等 较轻 实 际暴露 区域半径( IT I ) R 2 0 6 2 7 O 2 2 6 实 际暴露 区域面积( m ) 1 3 3 3 2 2 8 6 l6 0 4 危害系数 0 6 4 0 6 8 O 6 8 4结论 通过上述两种方法对加油站的风险评价可以 看出，两种方法虽然均属于定量评价法 ，评价结 果大致相似，但反映的侧重点并不一样，模糊数 学评价法是一种综合性的评价方法，侧重于总 体，以安全性作为评价结果，通过该评价能够有 效地了解评价对象的重点危险因素及敏感性因素， ( 下转第4 0页) ； g 石 油, It_r - 安 全环保技 术 2 0 1 1年 第 2 7卷 第5期 理 的核心 内容之一 ，只要采取切实可行 的措施 ， 不断完善管理细节，一定能够达到危险化学品安 3 全管理 的目标。 参考文献 ： 2 4 中华人民共和国安全生产法 中华人民 共和国主席令第七十号 5 危险化 学品安全 管理条例国务 院令第 三 百四十 四号 G B 1 6 4 8 3 - 2 0 0 0危险化 学品安全技 术说 明 书编写规定 S 气瓶安全监察规定 国家质量监督检验 检疫总局 ( 第 4 6号) 自2 0 0 3年 6月 1日 起施 行 工作场所安全使 用化 学品规 定 ( 劳部 发 1 9 9 6 J 4 2 3 号 1 9 9 7 年 1月1日实施 ( 上接 第 1 9页) 而道化学贝 Ij 针对易燃易爆化学物质 ，以物质危害 性作为评价结果 ，并且通过补偿后 ，能有效地制 定出整 改方案 ，以提 高评价 对象 的安全 性。因 此 ，为了更准确的反映评价对象的安全性 ，可以 有效地将两种方法相结合 ，按如下步骤对加油站 进行评价 ： ( 1 ) 运用模 糊综 合评价法对加油站进行综合 评价 ，确定评价对象的主要危险单元 ，找出风险 主要敏感性因素 ，为下一步评价奠定基础。 ( 2 ) 选择 主要危 险单元 ，进行 道化法 安全评 价 ，确定危险化学品主要风险源及影响因子。 ( 3 ) 结合两种评价结果 ，提出整改方案 和风 险补偿措施。 ( 4 ) 对 比分 析评 价 结 果 ，使 之 相 互 补 充 ， 提 出总体整改方 案 ，在确保 整改方 案可行 性 的 前提 下 ，极 大 限 度 降 低 、转 移 、消 除 危 险 因素 。 参考文献 ： 1 朱序璋，杨宏刚，赵 江平，郭进平 基 于 模糊 理 论 的 加 油 站 安 全 评 价 方 法 研 究 J 中国安全 生产科 学技 术，2 0 0 5 ，6 ( 1 2 ) ： 5 1 5 4 2 梁缙，李志宪，王海燕加油站模糊数学 安全评价模型及应用 J 中国安全科学 学报 ， 2 0 0 4 ，8 ( 8 ) ：1 0 6 - 1