基于德爾菲法的儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散影響因素分析

鄒躍偉

（中國(guó)石油西南油氣田公司輸氣管理處，四川 成都 610213）

0 引言

天然氣具有易燃、易爆和易擴(kuò)散的特性，由于腐蝕等原因，天然氣儲(chǔ)罐很容易發(fā)生泄漏擴(kuò)散，從而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒和環(huán)境破壞等惡性事件的發(fā)生，不但對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)造成重大損失，還給生存環(huán)境帶來巨大的破壞。為此，擬在天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散的影響因素中利用德爾菲法分析找出主要因素，并提出針對(duì)性的措施來預(yù)防和控制天然儲(chǔ)罐泄漏和擴(kuò)散事故的發(fā)生。

1 天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散影響因素

通過文獻(xiàn)查找，結(jié)合工程實(shí)踐及總結(jié)分析，得出天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散的影響因素包括：泄漏速度、孔徑、持續(xù)時(shí)間、濃度，泄漏源位置，氣質(zhì)組分，儲(chǔ)罐壓力，泄漏量，大氣環(huán)境，地表環(huán)境等多方面因素［1-2］。天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散的影響因素較多，如何找出其中的主要影響因素是相關(guān)管理部門提出泄漏和擴(kuò)散預(yù)防措施的前提。

2 影響因素的德爾菲法分析

德爾菲法又稱專家咨詢法，該方法由調(diào)查者組織發(fā)起，通過擬定專家意見征詢表、選定專家組并以通信的方式進(jìn)行調(diào)查者和專家之間的信息交換，經(jīng)過反復(fù)征詢和意見反饋使分散的意見能夠逐步趨于集中，最后獲得一致的評(píng)估結(jié)果［3-4］。德爾菲法分析需注意的問題包括：挑選的專家應(yīng)有一定的代表性、權(quán)威性；專家意見征詢表的內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)明扼要，填表方式簡(jiǎn)單；所提及的問題應(yīng)具有專業(yè)性和系統(tǒng)性，盡可能保證所有專家能夠正確回答且有足夠的興趣答題；充分提供信息，使專家能夠根據(jù)實(shí)際情況回答。

2.1 擬定調(diào)查提綱

以天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散的影響因素為調(diào)查題目，擬定調(diào)查提綱，準(zhǔn)備向?qū)＜姨峁┑谋尘百Y料。

2.2 選定專家

綜合考慮權(quán)威性和專業(yè)性，選定8位專家組成專家組，這8位專家的研究領(lǐng)域和工作方向都與石油化工安全專業(yè)相關(guān)，因此具有較強(qiáng)的理論知識(shí)水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，見表1。

2.3 設(shè)計(jì)咨詢表并征詢專家意見

1）設(shè)計(jì)專家意見咨詢表。根據(jù)分析得出的天然氣泄漏擴(kuò)散影響因素，編制設(shè)計(jì)泄漏擴(kuò)散影響因素專家咨詢表，見表1。其中，咨詢表采用六點(diǎn)量表法測(cè)量，即每位專家可根據(jù)各因素的影響程度進(jìn)行打分，按照“非常大、較大、一般、較小、非常小、無影響”的大小順序依次給出5、4、3、2、1、0分。

表1 專家基本情況表

2）征詢專家意見。設(shè)計(jì)完表后，附上相關(guān)的背景資料，一并通過郵件發(fā)給8位專家讓其對(duì)影響因素進(jìn)行評(píng)分。第一輪意見收回并整理后，把統(tǒng)計(jì)結(jié)果反饋給專家，以便專家再仔細(xì)考慮自己的判斷意見，隨后進(jìn)行第二輪專家意見的收集匯總和反饋，經(jīng)過多次專家意見征詢，直至獲得較為協(xié)調(diào)一致的意見為止。

2.4 確定專家權(quán)重

采用層次分析法中最為常見的方根法，通過求出判斷矩陣的最大特征根及其相應(yīng)的特征向量，得出8位專家的權(quán)重分別為：專家1、專家2均為0.219，專家3、專家4、專家5均為0.122，專家6、專家7、專家8均為0.065，見表2。

表2 第一輪征詢意見計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

2.5 根據(jù)專家征詢表計(jì)算結(jié)果

利用加權(quán)平均預(yù)測(cè)法對(duì)專家征詢表評(píng)分結(jié)果進(jìn)行計(jì)算處理，其中8位專家的權(quán)重按賦予其的權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，第一輪專家征詢意見的計(jì)算結(jié)果見表2。

由表2可知，針對(duì)第一輪專家征詢意見進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得出影響因素按影響程度大小排序依次為：儲(chǔ)罐壓力（4.677）＞風(fēng)速（4.672）＞泄漏濃度（4.449）＞泄漏量（4.352）＞泄漏速度（4.260）＞泄漏持續(xù)時(shí)間（4.255）＞泄漏孔徑（4.190）＞地形（3.968）＞泄漏源位置＞風(fēng)向＞障礙物距離＞障礙物高度＞氣壓＞氣體密度＞大氣穩(wěn)定度＞障礙物數(shù)量＞氣體組分復(fù)雜度＞地面粗糙度＞大氣濕度＞大氣溫度＞太陽輻射＞浮力。

由第二輪專家征詢意見計(jì)算結(jié)果得出的因素影響程度大小排序依次為：儲(chǔ)罐壓力（4.684）＞風(fēng)速（4.628）＞泄漏量（4.565）＞泄漏速度（4.474）＞泄漏孔徑（4.343）＞泄漏濃度（4.287）＞風(fēng)向（3.968）＞泄漏源位置＞泄漏持續(xù)時(shí)間＞大氣溫度＞地面粗糙度＞地形＞氣壓＞氣體組分復(fù)雜度＞障礙物距離＞太陽輻射＞浮力＞障礙物高度＞氣體密度＞障礙物數(shù)量＞大氣濕度。

從上述兩輪專家意見征詢的結(jié)果可以看出，天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散因素的影響程度排序基本一致，故僅進(jìn)行了兩輪專家意見征詢。

2.6 結(jié)果分析

儲(chǔ)罐中的天然氣由于某種原因發(fā)生泄漏，泄漏出來的天然氣會(huì)在濃度梯度和風(fēng)力的作用下在大氣中擴(kuò)散。根據(jù)德爾菲法兩輪專家咨詢調(diào)查表的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，考慮將得分4分以上的影響因素作為天然氣泄漏擴(kuò)散的主要影響因素，包括儲(chǔ)罐壓力、風(fēng)速、泄漏量、泄漏速度、泄漏孔徑、泄漏濃度和風(fēng)向7種因素。這些影響因素的影響程度排序也和實(shí)際生產(chǎn)中的觀察情況基本吻合，表明采用德爾菲法分析具有較好的可行性。

3 應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)上述找出的7種主要影響因素，針對(duì)天然氣儲(chǔ)罐泄漏事故，可考慮采用以下應(yīng)對(duì)措施：

1）運(yùn)用基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)（RBI）技術(shù)，在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，優(yōu)化檢測(cè)、維修方案，有效控制腐蝕、外力撞擊等造成儲(chǔ)罐失效的因素，防止泄漏事故特別是大孔徑泄漏事故的發(fā)生。

2）天然氣儲(chǔ)罐應(yīng)采用可靠性較高的安全儀表系統(tǒng)，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備、參數(shù)進(jìn)行連鎖控制，尤其進(jìn)出罐區(qū)的截?cái)嚅y等設(shè)備要保證完好、適用，防止天然氣大量泄漏。

3）天然氣儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置在廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，應(yīng)具備良好的通風(fēng)、驅(qū)散、稀釋等設(shè)施條件，防止天然氣大量聚集而導(dǎo)致事故發(fā)生。

4 結(jié)論及建議

1）在初步分析天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散影響因素的基礎(chǔ)上，利用德爾菲分析法對(duì)專家的意見進(jìn)行分析，得到其主要影響因素包括儲(chǔ)罐壓力、風(fēng)速、泄漏量、泄漏速度、泄漏孔徑、泄漏濃度和風(fēng)向7種因素。

2）由于兩次專家征詢結(jié)果相近，因此只采用了兩輪征詢即獲得了較滿意的結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用德爾菲法時(shí)，如兩次征詢結(jié)果差異較大，可增加征詢次數(shù)，直到獲得協(xié)調(diào)一致的結(jié)果。

3）此次所征詢的8位專家盡管專業(yè)并不完全一致，具有一定的覆蓋面和代表性，但尚未實(shí)現(xiàn)天然氣儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散問題相關(guān)專業(yè)的全覆蓋，人數(shù)也不夠多。因此，建議在今后的研究分析中進(jìn)一步增加專家的人數(shù)并拓寬專業(yè)的覆蓋面，以提高結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。