石油库事故后果严重度的模糊综合评价研究

Ｑ：　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ　ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　研究报告　石油库事故后果严重度的模糊综合评价研究　宋耀宇　（辽宁省鞍山市消防支队　辽宁鞍山　１　１　４０００）　摘要：为准确反应石油库防火防爆安全状态，给石油库安全管理工作提供科学依据，应用池火灾事｛醍后果评价模型和模糊综合评价法　（ＦＡＨＰ）推算出重大事故的伤亡半径和财产损失半径的计算方法。通过对辽宁某油库进行实地调查，归纳出反映事故后果严重的五个方面　指标，通过实倒计算，得出该石油库发生池火灾事故后果严重度级别为Ｉｌ饭，事故比较严重。针对评价结果提出石油化工企业消防管理对　策，避免或减少重大事故的发生。　关键词：石油库　模糊层次分析法　池火灾　模糊综合评价　中图分类号：ｘ９　３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—０９８ｘ（２ｏｌ２）０５（ｅ）－Ｏ００２－－０２　石油库安全防火防爆问题一直是石油库日常管理工作的核　热辐射对周围人员及装备的危害，在火焰环境下，易导致周围储罐　心。油品在储运过程中极易挥发产生油气的局部聚集，从而引发石　的破裂而引发二次灾害。　油库库区（如储油罐区、收发油作业区、汽车零发油场所等）火灾、爆　２．２池火灾后果定量评价模型　池火灾采用圆柱形火焰和池面积恒定假设，火焰半径髓由下　炸等重大安全事故，造成设备设施损毁、经济财产损失和人员伤　２－　１，　亡。２００６年５月２９日兰州石油化工公司一炼化车间发生爆炸，造成　式确定［４人死亡，１１人受伤，一个月后即６月２８日，该公司一炼油厂装置着　火爆炸，造成１人死亡６人受伤。２００６年１２月２６日，尼日利亚最大城　Ｒ　＝（ｓ／，Ｏ“　池面积　可由石油储罐的防护堤所围的面积确定。　（１）　市拉各斯的一条石油管道发生爆炸，造成至少２００人死亡。２００７年ｌ】　美国学者Ｔｈｏｍａｓ给出的计算池火焰高度的经验公式在各种文　月２４日，上海一座中石油加油站发生爆炸，造成２名加油站工人和　献中被广泛使用。　２名路人死亡，２人重伤，２Ｏ多人轻伤。２０１０年１月，甘肃兰州市石化公　无风时，火焰高度Ｈ由下式确定【２＿　Ｉ　司化工厂储油罐区发生爆炸，造成６人死亡，６Ｘ受伤。这些石油库　火灾爆炸安全事故在社会上　１起强烈的反响，因此，采用科学准确　Ｈ：８４Ｒ　／（　√　）　（２）　式中　是汽油的燃烧速率，取０．０２ｋｇ／（ｍ　・Ｓ）；Ｐ。是周围环境空　的方法对石油库进行防火防爆安全评价，具有重要的意义。　取１．２０５ｋｇ・ｍ一；ｇ是重力加速度，取９．８ｌｋｇ・Ｓ。　对石油库进行安全分析，核心内容包括事故安全综合评价。安　气密度，有风时，火焰高度Ｈ由下式确定　１　全分析过程中存在很多不确定性的问题，主要分为两种ｎ】，一种是　随机不确定性，一种是模糊不确定性，前者是用概率方法求解，后　者需要用模糊理论处理。因为安全是相对的模糊概念，在很多情况　下都有不可量化的确切的指标。在安全评估中，有必要对反映事故　后果的指标综合起来考虑，给出一个明确的事故后果严重度级别，　应用模糊集理论将模糊信息定量化是解决这个问题最好的办法。　本文在对不同伤害模型事故后果分析的基础上，推导出伤亡半径　和财产损失半径的计算方法，通过运用模糊层次分析法确定权重，　提出石油库事故后果严重度的模糊综合评价方法。　Ｈ＝ｌｌＯＲｒ　Ｖ￣　／（　瓜）ｒ（ｕｗ　ｕｏ）　２’　（３）　式中　是１Ｏｍ高处的风速【　，ｍ・ｓ＿。；　。是特征风速　，ｍ・ｓ＿　，其　中，　＝（２哦　／ｐ０）。”　，如果　≤　，　一　。。取１。　死亡半径：　＝（１／６１），／Ｆ．Ｄ　Ｈｃ，ｕ　ｒ，７ｌｆ。　（４）　（５）　重伤半径：　Ｒ２＝（１／５０）￣ＩＦ．Ｄ　Ｈ　／￣ｒｒｑ．ｔ。’　轻伤半径：　１石油库危险性分析　油品具有易燃性、易爆性；较大的蒸气压；易积聚静电；易扩散、　Ｒ３＝（１／３３）４ＦＲＤ　ｆ　ｔ。　实际安全距离为，　（６）　流淌性；受热易膨胀性等特点。汽油为易燃液体，柴油为可燃液体。　汽油属于甲Ｂ类，柴油属于丙Ａ类。因此，汽油比柴油的火灾危险性　更高。所以，本文主要以汽油为例讨论石油库的火灾爆炸危险性。　式中　是辐射放出的能量和燃烧释放的总能量的比值，对于　大多数烃类，　的值在０．１　５～０．４０之间变化ｌ６１。　坟＝Ｒｉｎ（７）　式中ｎ是安全系数。根据死亡半径Ｒ．、重伤半径Ｒ　、轻伤半径　和财产损失半径　，计算事故危害区内伤亡人数和财产损失　。　２石油库池火灾事故后果定量评价模型　２．１池火灾　由于超载或雷击等原因导致油品泄漏，或流出的液体还来不　３模糊综合评价模型　在评价工作中，不同的评价指标在综合决策过程中所占的地　位或所起的作用不同，即权重分配不同，权重的选取直接影响到综　及蒸发，而形成液池，遇到火源就会引起池火灾。池火灾使储罐暴　露于火焰中，使罐内压力上升，液面以上的罐壁（干壁）温度快速升　高，强度下降，一定时间后干壁将会发生热塑性裂口而导致灾难性　的沸腾液体扩展蒸气爆炸，造成储罐整体破裂，同时伴随强大的热　辐射、冲击波及储罐碎片等。罐区池火灾的主要危害是火焰的强烈　表１　某石油库池火灾事故后果严重度计算结果　合评估的结果。确定权重的方法很多，目前，常用的确定权重的方　法有经验估计法、多比例对比法、层次分析法（ＡＨＰ）、模糊层次分　析法（ＦＡＨＰ）；￣Ｉ１专家调查法（Ｄｅｌｐｈｉｎ）等，各方法都有其各自特点和　适用范围。为了减少确定权重过程中的主观性，本文采用模糊层次　分析法确定指标权重。　设　．为第ｉ个指标的权重　（Ｄ＝（０３１，０）２，．．．ｇＯ　）（ｉ　ｌ，２，．．．月）　满足归一化条件　（８）　己ｑ　ｌ（．　ｉ＝ｌ，２，．．ｍ）　（９）　２　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　！　！　Ｑ：！　研究报告　对所有指标进行综合评价，便得模糊综合评价矩阵如下　。　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　果严重度级别为Ⅱ级，事故后果比较严重。运用石油库事故后果严　６ｌ　６２：　ｂ　ｂ１　重度的模糊综合评价方法计算重大事故后果严重度能够综合多方　（６ｌ，　）（１０）　面指标，确定客观明确的事故后果严重度级别。　（３）通过对辽宁ｘｘ石油库进行综合评价研究的结果可知，严重　的事故后果要求石油化工企业必须加强对石油库储罐的日常监测　毒＝ｏ５。　＝（ｑ，　，…　）。　．　６２　：　●　。４应用实例　以中石化销售公司辽宁石油分公司ｘＸ油库为例进行分析。此　油罐区总储油６００００ｍ　，最大储罐的容为３０００ｍ　，储油１．２ｔ，防火堤　面积为２６４７．３９ｍ　，油品的燃烧热为４６０００ｋＪ・ｋｇ一。依据公式（１—１０）　进行定量计算，所得评价结果见表１。按照最大隶属度原则，因此模　糊综合评价结果为ＩＩ级，对应的事故后果为比较严重。　和安全管理，注意经常维护及检修，还要制定详细的重大事故消防　应急救援预案，并有计划的进行消防演练。　参考文献　［１】赵久长．浅谈石油库内油罐火灾灭火技术［Ｊ］．消防技术与产品　信息，２００４（１２）：６８～６９．　【２】ＴＨ０ＭＡＳ　Ｐ　Ｈ．Ｔｈｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｆｌａｍｅｓ　ｆｒｏｍ　ｎａｔｕｒａｌ　ｆｉｒｅｓ［Ｃ］．９ｔｈ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｏｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　Ｉｎｃ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９６３．　５结论　本文对石油库重大事故后果重要度的模糊综合评价进行了研　究，主要研究结论有：　【３】朱建华，褚家成．池火特性参数计算及其热辐射危害评价【Ｊ】．中　国安全科学学报，２００３，ｌ３（６）：３９～４３．　【４】ＭＵＤＡＮ　Ｋ　Ｌ．Ｔｈｅｒｍａｌ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｈａｚａｒｄｓ　ｆｒｏｍ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｐｏｏｌ　ｆｉｒｅｓ【Ｊ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ＳｃｉＪ］ｅｎｃｅ，１９８４（１０）：　５９～８Ｏ．　（１）分析了汽油罐区火灾爆炸事故的灾害类型，对池火灾事故　的发生条件、特点、危险性进行分析，对相应的火灾爆炸伤害破坏　形式进行定量研究。　【５］宇德明．开放环境中的池火灾及其危险性分析［Ｊ】．燃烧科学与　技术，ｌ９９６，２（２）：９５～ｌ０２．　（２）以辽宁ＸＸ石油库汽油罐区发生火灾爆炸事故为例，应用火　灾爆炸事故伤害破坏模型计算确定了汽油罐区发生池火灾的伤害　破坏范围。推导了石油库重大事故伤害模型及人员伤亡和财产损　失定量计算模型。对能真实准确反映石油库后果严重度的指标进　［６】邢志祥，常建国，蒋军成．池火灾最小安全距离的确定［Ｊ］．消防　技术与产品信息，２００５（９）：２２～２６．　［７】戴树和．工程风险分析技术【Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００７．　【８］张吉军．模糊层次分析法［Ｊ】．模糊系统与数学，２０００（６）：８０～８８．　行了筛选，选出了五个重要的指标，并将每个指标分为五级，引用　多级模糊综合评价方法，确定石油库后果严重度。本文各指标权重　采用模糊层次法分析确定，评价结果采用最大隶属度原则和加权　平均法处理。引入实例计算了辽宁ｘｘ石油库发生池火爆炸事故后　（上接１页）　着Ｃ的增大被孤立的背叛者数量的不断增多，孤立的背叛者逐渐　接时动态过程中合作行为的演化。我们取了５００个独立的样本做统　计平均。　侵入到合作者的团体中，此时断边概率仍然处于优势，因此合作比　例缓慢下降，同时背叛者之间也形成了不稳定的团队。合作比例出　现了一个极小值。Ｃ继续增大时系统进入不稳定状态，合作者的聚　集与背叛者的入侵形成一种动态平衡。加边概率Ｃ的增大使孤独　２模拟结果　讨论加边概率Ｃ对合作者所占比例　的影响，　描述了体系动力　学演化过程。图１表示学习概率很小的情况（　＝０．１）ｐ　随加边概率　ｃ的演化情况。Ｃ　０时，也就是个体在调整自己最近邻的过程　中，只进行断开背叛者的过程，没有重新连边，但还是有一定概率　相互的学习，因此合作百分比低于０．５。反过来ｃ　０，个体全部是　　通过模拟，我们对不同参数下合作行为的演化进行研究。首先　的背叛者开始被合作团队吸收，最终合作团队与背叛团队相分离。３结论　在人类社会中，随着个体的移动，个体之间的关系也在不断的　发生变化。个体可以依据近邻策略以一定方式调整近邻，以自己最　近邻为桥梁认识新个体。这种典型的物以类聚的生态形式，更符合　真实生活中的人际圈。因此我们引入加边策略，结果发现系统形成　两个独立的团体。个体连接一个新的博弈伙伴的速度大于断开一　加边的情况，最终合作趋于一个定值。对于中间态的Ｃ值，策略学习　与两种调整近邻方式同时发生，Ｃ较小时，断边有利于合作者数量　的逐渐增加，因此在学习概率很小的情况下，合作百分比逐渐上升　个不利的背叛伙伴时，合作者在系统中形成大的团队。个体连接一　到一个最佳的峰值。随着Ｃ的进一步增大合作百分比缓慢下降，出　个新的博弈伙伴的速度小于断开一个不利的背叛伙伴时，孤独的　现一个极小值，随后缓慢上升到稳态。ｕ的增大使得背叛者收益增　作比例下降。　背叛者入侵使系统合作者比例降到最低。处于临界时，背叛者在系　　大，相同的其他条件下，比较不同“，Ｕ增大背叛策略的到传播，合　统中形成小的不稳定团队。接下来我们讨论另一个参数　对系统的影响，如图２。ｃ较小　合作者的数量的逐渐增加，逐渐上升到一个最佳的峰值。存在最佳　参考文献　ｓｐａｔｉａｌ　ｃｈａｏｓ．Ｎａｔｕｒｅ　１９９２，３５９．　。　ｉｎ　Ａ．Ｎｏｗａｋ　Ｒｏｂｅｒｔ　Ｍ．Ｍａｙ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ　ｇａｍｅ　ａｎｄ　时，断开背叛者速度快，与学习概率相比，断边有利于合作者，因此　［１】Ｍａｒｔ的断开概率来保护合作者，有效阻止背叛者的入侵。随着Ｃ的进一　步增大合作百分比缓慢下降，出现一个极小值，随后缓慢上升到稳　态。　的增大有利于背叛策略的传播，合作者的比例降低。　在图１、图２中。可以看得合作者比例　随加边概率都有极大　值和极小值。学习概率ｆＯ较小时，虽然加边速度Ｃ增加，但是系统　中断边速度要大干加边速度，断边起主要影响。背叛者被断开甚至　孤立如图３，断边概率的增大有效的阻止了背叛者的入侵，众多合　作者形成小团队，系统中合作者比例较高，因此　存在极大值。随　［２］姜罗罗，文化传播模型中的非平衡相变．宁波大学学报．２００７，　２０：７３～７７．　【３】赵晟莹，复杂网络上博弈行为的研究进展．电子测量技术，　２００７。３０：９３～１３５．　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　３　一