化工园区管廊风险评价技术研究

刘国龙

化工园区管廊风险评价技术研究

刘国龙

（华陆工程科技有限责任公司, 陕西西安 710065）

针对化工园区管廊频繁发生事故等安全问题，结合化工园区管廊特点，提出了系统、完整的化工管廊风险评价体系。主要是将影响管廊安全运行相关参数进行分级，利用改进后的肯特评分法和层次分析法，对各级别评价指标进行评价。以某经济带中心区化工园区12 km管廊为例，将管廊分为12段进行评价，该园区相对风险值较低的有第2、5、7、9、11段管廊，这5处管廊段安全状态受到了威胁，并根据评价结果制定了相应的措施。研究结果表明：将改进后的肯特评分法和层次分析法结合，在管廊风险评价方面具有很强的适用性，根据评价结果能够准确找出事故频发管段和影响因素，有利于安全管理人员及时、快捷、有效进行补修、整改。

化工园区；管廊；肯特法；风险指标

石油和化学工业的发展，是推动我国国民经济的发展基础。据统计，2015年石油和化工总产值增长到14万亿元，其中，化学工业主营收入达到9.56万亿，增长7.6%。近年来，国务院颁布了多项支持和鼓励建设化工园区指导意见，在各大石油和化工省会城市掀起了建设化工园区的热潮。化工园区的建设已经成为推动我国石油和化学工业发展的引擎，不断推进向集约化、专业化方向发展[1-3]。然而，随着化工园区数量不断增加，园区内潜在危险源较多，具有高危险性、且集中储放，园区外人民生活环境存在安全隐患，一旦发生事故，不仅对园区内人员和生产设备造成严重破坏，甚至会波及周边公共生活场所和人民生活，有可能引发多米诺骨牌效应，造成严重的群死群伤以及巨大的经济财产损失。基于此，行文将在化工园区风险影响因素的基础上，核实各项指标对风险评价工作重要性，采用改进的层次分析法和肯特评分法，对各级影响指标进行评分以及权重的确定，完善风险评价流程，建立系统、完整的化工管廊风险评价体系。

1 化工园区管廊建设意义

根据国务院安委会【2008】26号文件指示“新的化工建设项目必须进入产业集中区或化工园区”，继天津发生管道事故后，各省陆续上报需要改造搬迁化工项目，据统计，提出搬迁改造的化工项目超过1 000个，2015年7月，在建部启动综合管廊建设，3年内，在10个试点城市建设389 km的地下综合管廊，次月国务院发布指导意见，并提出2020年建设一批高质量、具国际化水平的地下综合管廊，基于此，化工园区管廊建设研究掀起高潮，建设有中国特色的综合管廊具有深远意义。

2 风险评价技术

肯特评分法并不完全适合化工园区管廊风险评价，需要对其进行相应改进，改进方法是将管廊和长输管道评价进行差异分析，相应调整评价因素，建立适合改进后的肯特评分法是我评价要素体系。采用改进后的层次分析法确定各风险指标的权重，完善化工园区管廊风险评价流程，建立完善的风险评价体系[3,4]。

2.1 肯特评价法

根据调研的相关评价方法资料，在管道风险评价方面应用较多的有：模糊综合评价法、肯特评分法、神经网络法、定量风险评价和灰关联度评价法等[3-4]。以上方法有各自的局限性，根据化工管廊运行特点，改进后的肯特评分法进行风险评价，有其独有的特点和优势：①国内外应用广泛，是一项系统、成熟的评价方法；②对不同类型的因素可有效转化为有用的评价数据；③可以将现场工作人员多年的经验加入评分环节，综合分析；④可快速获得评价结果，形成完整的分析报告；⑤该方法简易，便于工作人员掌握和应用。

与长输管道风险评价相比，管廊安全运行一级风险评价指标大致一样。包括设计因素、腐蚀因素、误操作因素和第三方损坏。但是，管廊风险评价细分项目以及相应的各细分评价指标评分、权重与长输管道存在较多的差异，根据管廊实际影响资料，建立的改进后的肯特评分法结构如图1所示。

图1 肯特评分法结构

2.2 评价指标权重确定

改进后的层次分析法，是将影响目标事件因素定量化的方法[5,6]，特别是目标事件影响因素类型不同、数量较多的情况下，结合实际工作中专家和资深研究人员的经验，对风险指标进行定量化，评价结果更为贴近实际情况，具体流程如图2所示。

图2 评价指标权重流程图

2.3 风险评价流程

（1）待评价目标确定。明确化工园区管廊待评价目标。

（2）待评价目标基本情况。对待评价的管廊运行安全因素进行分类，根据近年管廊事故发生频率、类型、地点，对管廊管材质量、运营最大压力、允许最大压力、防腐措施、管输介质特性、运行环境状况等资料进行整理，对收集资料的准确度、完整度要求高，直接关系评价指标的选取和评价结果的真实性。

（3）管廊分段评价。每一条管廊段运行环境和条件各不相同，因此，有必要进行分段进行风险评估，有针对性的进行安全因素评价，管段越细分，对影响指标评价结果越准确，分段过少，可能对某些管段评价精度有所降低，基于此，合理的管廊分段是风险评价的关键环节。

（4）评价指标体系建立。在管廊资料整理和归纳的基础上，对影响管廊带运行因素进行分析，对管道失效结果进行分类研究，明确影响管廊段风险指标，借用改进后的层次模型，建立管廊运行风险评价指标体系。

（5）指标评分原则。诚邀管廊研究专业和有经验的工作人员，在该地区管廊运行资料和数据基础上，对每一项风险影响指标进行评分。

3 应用与分析

以处于长江三角洲经济带、江苏中心城市常州市区某管廊带为例，该条管廊处于道路交通枢纽，通过不同方向交错架设接入相关企业，管廊全长12 km，从管廊所处的环境、管道材质、管线使用寿命、人口密集程度、近年管道腐蚀情况以及周边人们生活状况角度，将该化工园区管廊分为12段进行安全风险评估，找出管廊带安全运行薄弱的管段，并进行相关补修和维护。

3.1 化工管廊风险评价

通过对12段管廊进行分析，影响各条管段安全状态因素包括：一级风险指标4个、二级风险指标16个、三级风险指标58个，分别对各指标进行风险评估，最终得到各段管廊一级风险指标相对风险评分值[7,8],如表1所示。

表1 12段管廊一级指标相对风险评分统计表

（1）根据相关专家和管廊评价方面从事多年的工作者共同研究的基础上，结合改进后的层次分析法，对影响化工管廊一级风险指标进行了评分，并得到了各项指标两两对比结果，如表2所示。

表2 一级指标对比结果统计

本次主要对一级风险评价指标权重进行详细研究，根据表2风险指标两两对比结果，建立判断矩阵。

（3）判断矩阵一致性检验：

从计算结果来看，<0.1，说明符合一致性要求，因此，最终得到的管廊一级风险评价因素权重为=[0.4462 0.281 0.0928 0.18]T。

3.2 应用结果分析

图3 12段管廊相对风险值

在具体研究了影响化工园区管廊一级风险指标影响权值的基础上，再结合居住在管廊周围的人口密度、管廊带输送介质危险系数、扩散指数、管道泄露可能几率以及管廊本身影响参数，按照化工管廊段长度分段进行风险评估以及定量评分，最终得到各管廊段相对风险值，见图3所示。本次主要将管廊风险划分为5个等级，即安全状态、较安全状态、正常运行状态、潜在事故发生倾向以及系统非正常运行等[9,10]。相对风险值越高，说明化工园区管廊带运行越安全，相对风险值越低，说明系统正常运行状态越差。

从上图可知，化工管廊各段相对风险值集中在30~50之间，其中相对风险值较低的有第2、5、7、9、11段管廊，说明这5处管廊段安全状态受到了威胁，系统运行处于高风险状态，主要是由于处在该管廊段生活的人口密度相对较大，这段管廊使用频率较高，可能有不同程度的腐蚀破损现象，基于此，有必要就管廊带周边人们生活安全知识和保护措施进行宣传，对于人居密度高、分叉管带多以及事故频发管段进行定期巡查和检修，制定相应的化工管道检修和更换方案，制定潜在事故应急抢修措施以及不同事故级别和类型的应急预案，来维护化工园区管廊段的安全、平稳运行。

4 结束语

化工园区管廊涉涉及多种输送管道并行，引发事故的因素较为复杂，需要对影响化工管廊安全运行因素进行分析，根据实际管廊特点，采用合适的肯特评分法，有必要将各级评价指标进行相应的调整，以期更为精确得到评价指标定量影响程度。同时，在化工园区管廊历史事故数据和资料的基础上，结合相关专家和管廊评价方面从事多年的工作者经验，利用改进后的层次分析法，确定影响管廊安全运行指标权重系数。通过实例研究，该园区其中相对风险值较低的有第2、5、7、9、11段管廊，这5处管廊段安全状态受到了威胁，应制定相关措施进行补修、整改和更换方案，确保化工园区管廊安全、平稳、高效运行。

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Research on Risk Assessment of Pipe Gallery in Chemical Industry Parks

（HUA LU Engineering Science and Technology Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710065, China）

In view of safety problems of pipe gallery in chemical industry parks, combined with the characteristics of the pipe gallery, the risk evaluation system of chemical pipe gallery was put forward. Related parameters affecting the safe operation of the pipe gallery were classified, and the improved Kent evaluation method and analytic hierarchy process (AHP) were used to evaluate the evaluation indexes at all levels. Taking 12 km pipe gallery in the central chemical industry park in an economic belt as an example, the pipe gallery was divided into 12 sections for evaluation, the sections with lower relative risk value were 2, 5, 7, 9 and 11 sections, the safe state of five sections was threatened, so the corresponding measures need be formulated according to the results of the evaluation. Results show that the combination of improved Kent evaluation method and analytic hierarchy process (AHP) has a strong applicability in the aspect of risk assessment of pipe gallery; according to the evaluation results, the frequent accident section and influence factors can be accurately found out, which is helpful to the safety management personnel to quickly and effectively complete the rectification.

Chemical industrial park;Pipe gallery; Kent method;Risk indicators

TQ 086

A

1671-0460（2017）10-2112-04

国家自然科学基金项目，项目号： 51204026。

2017-01-17

刘国龙（1984-），男，陕西省榆林市人，工程师，2007年毕业于西北大学化学工程与工艺专业，主要从事外管管道设计工作。通讯地址：陕西省西安市高新区唐延南路7号。邮箱：lgl2156@chinahualueng.com。