肯特评分法在输油管道风险评价中的应用及改进_张哲

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2.3 相对风险值计算 相对风险分值计算公式如下： 相对风险分值（0～20 000 分）=
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表 4 第 3 方破坏因子指数 Tab 4 Third party damage index
2 应用实例及改进
2.1 项目基本情况介绍 吴起-延炼原油管输工程总投资 12.58 亿元，管
线全长 396.24 km， 共有首 末 站 各 1 座 、 插 输 站 6 座、输油站 2 座，管线途经吴起、志丹、宝塔区、甘泉、 富县、洛川等 5 县 1 区，起自石百万输油首站，止于 洛川输油末站，线路长度 272.49 km。 设计任务量为 600×104 t/a，采用加热输送为主、加剂热处理为辅的 密闭输油工艺。 管线全程采用 3 种管径， 其中石百 万-双河段 79.20 km，准323.9 mm 管线； 野山-甘泉 段 99.02 km，准406.4 mm 管线， 甘泉-延炼 段 94.27 km，采用 准457 mm 管线。
2) 违 章 操 作 因 子 中 ， 按 计 划 定 期 对 重 要 设 备 和 仪器进行维护，每次都有专人记录档案，则维护误操 作指数可以增加到 12 分。
3)第 3 方破坏因子中，和管道周边地区居民搞 好关系，加强群众教育和宣传力度，则此项可以最多 增加到 20 分；固定人员定期巡线，提高巡线效率，则 此项可以增加到 15 分。
5)计算相对风险数。 相对风险数 Re 等于事故因 子指数 S 的和除以泄漏冲击指数 L，其数学模型为：
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张 哲等 肯特评分法在输油管道风险评价中的应用及改进
经验交流
Re=S/L，
(1)
S=T+C+D+I。
(2)
式中，T 为第 3 方破坏因子指数，C 为腐蚀因子
指数，D 为设计误差因子指数，I 为违章操作因子指数。
近年来， 国外应用 Muhlbauer 专家评分法进行 了大量成功案例，国内此法应用报道较少，本文应用 此方法对吴起-延炼原油管输工程进行风险分析和 综合评价。 鉴于 W Kent 模型是基于美国工业管道 运行经验提出的，因此，其中一些指标并不符合我国 的实际情况，且模型计算结果难于理解和分析，需要 对这些问题进行改进， 找到适合我国输油管道实际 的修正模型。
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注 ：A：介 质 危 险 指 数 ；A1：急 性 介 质 危 险 分 值 ；A2：慢 性 危害分值；A=A1+A2。 B：扩散系数；B1：泄漏分值；B2：人口密 度分值；B=B1/B2。 管道泄漏影响系数=介质危险系数÷扩散系数。
(400-概率评分值)×泄漏影响系数。
表 1 设计误差因子指数 Tab 1 Design index




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表 2 违章操作因子指数 Tab 2 Incorrect operations index
Muhlbauer 管道风险分析法（也称专家评分法， EST）是 美 国 运 输 部 （DOT）在 对 大 量 管 道 工 程 的 研 究经验总结之后得出的。 W Kent 在《管道风险管理 手册》书中详细地介绍了专家打分法。此法以风险的 数量指标为基础， 对管道事故发生的概率和事故后 果的严重程度按权重分配到各个危害因素， 逐项评 分，再将 2 者进行组合得到各段管道的相对风险数。 管道相对风险数越高，即越安全[2]。
3)介质危险性评定。 介质危险性分为急剧危险 和缓慢危险，急剧危险有爆炸、火灾和剧毒泄漏等， 缓慢危险有水源污染、潜在致癌物扩散等。介质危险 分 由 介 质 燃 烧 性 （Nf）、 反 应 性 （Nr）、 有 毒 性 （Nh） 以 及 长期危险性（RQ）4 方面因素来评定。
4)泄漏冲击指数的计算。 泄漏冲击指数由介质 危险性和影响范围综合决定。
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表 6 管道泄漏冲击指数评分标准 Tab 6 Pipeline Standard on the leak impact index
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A2 A B1 B2
B
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2）对现有的肯特评分法计算公式进行改进，使 相对风险值处于 0～100 分的范围，且改进公式表示 分值越大，风险越高，易于理解。应用实例表明，改进 公式和原有模型评价结果一致。 （下转第 63 页）
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表 5 事故因子指数和 Tab 5 Sum of accident factor indexes
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引发吴起-延炼输油管道事故的主要危险因素 有自然灾害、人为事故、腐蚀穿孔和设备故障。 根据 管线走向和沿程环境条件， 将对石百万-双河段（1 单元）、野山-甘泉段（2 单元）、甘泉-延炼段（3 单元） 3 段进行风险评价分析。 2.2 评价过程
参照肯特风险分析的基本模型， 首先确定每个 事故因子影响因素的分值， 得到每段管道 4 个事故 因子的各自得分（见表 1～4），然后计算事故因子指 数和（见表 5），最后根据实际情况计算每个管段的 泄漏冲击指数（见表 6）。
险 值 （Re）分 别 为 55.5 和 57.8，均 大 于 47.5，风 险 处 于可接受的范围内，且整体来看，管段 3 安全性＞管 段 2＞管段 1。
如果需要绘制矩阵图和柱状图来进一步分析管 段的风 险 评 价 结 果 ，可 以 将 公 式(3)进 行 变 形 ，使 得 风险分值在 0～100 分[5]。 改进风险分值计算模型为：
摘要 介绍了肯特评分法及其评价步骤，利用肯特法吴起-延炼原油管输工程进行了风险 评价。 通过对肯特模型计算方法中风险分值换算的改进，使相对风险值处于 0～100 分 的 范围，且改进公式表示分值越大、风险越高，易于理解，适合我国输油管道的实际情况。 应 用实例表明，改进公式和原有模型评价结果一致。 关键词 风险分析；输油管道；风险评价实例；肯特评分法；改进 中图分类号 TQ022.12+5 文献标识码 A DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2011.01.015
2.4 评价结果分析及改进 Schlechter 等认为，采用肯特模型进行风险分析
时，相对风险数大于 47.5，则认为可以接受；相对风 险数小于 47.5，则认为不可以接受[4]。 由此可见，石 百万-双河段（1 单元）相对风险值（Re）小于 47.5，有 一定风险，需要采取提高管道安全性措施；野山-甘 泉段（2 单元）和甘泉-延炼段（3 单元）2 段的相对风
输油管道是一种既安全又可靠， 且在正常运行 下对环境污染最小的运输方式。然而，当输油管道在 使用过程中发生因腐蚀、 第 3 方破坏或机械失效所 造成的管道泄漏或管道破裂而导致事故时， 管输介 质本身的易燃、易爆和易扩散性质，会带来人身健康 威胁、设备损坏和环境污染等严重后果，而且长输管 道周边地区环境复杂多变， 因此十分有必要对其进 行风险评价， 识别出对管道运行安全性影响的最大 风险因素，为采取有效的、优先的事故预防措施、确 保管道各环节可靠运行提供有力依据[1]。
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肯特评分法在输油管道风险评价中的应用及改进
张 哲 1 吕明晏 2 汪是洋 3 （1.西南石油大学，成都 6105002； 2.中国石化集团管道储运公司京唐输油处，天津 300271； 3.中国石油天然气管道局管道投产运行公司，河北 廊坊 065001）
然而，3 段管道由于可变因素占据比例较高（分 别为 63.3%、59.9%和 62.3%），所以依旧存在一定的 风险。可以在不增加投资成本的前提下，加强管道管 理来提高事故因子中可变因素分值， 进而提高管道 相对风险值。
1) 设 计 误 差 因 子 中 ， 已 经 证 明 水 压 试 验 对 于 检 测管道系统强度十分有效，如果采取高压水压试验， 那么可以给此项赋值为 24 分。
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摩 尔 比 为 10～20:1， 接 触 时 间 为 2～20 s， 反 应 温 度 260～300 ℃， 其中氟化催化剂的前驱体质量分 数 为 碳 酸 钙 60％，γ-氢 氧化 铁 40％。 氟化催化剂可通过下述方法得到：将氟化 催 化 剂的前驱体混合均匀， 压 制 成 型 ， 在 450 ℃进 行 焙 烧 后 ，在 400 ℃用氟化氢气体氟化制得氟化催化剂。 （CN101913986A）


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表 3 腐蚀因子指数 Tab 3 Corrosion index









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(3)
Βιβλιοθήκη Baidu
根据公式(3)计算各管段相对风险值结果见表 7。
表 7 各管段相对风险值 Tab 7 Relative risk scores of three sections


/% /% 1 83 143 226 36.7 63.3 6.02 37.5 2 89 133 222 4.01 59.9 4 55.5 3 87 144 231 37.7 62.3 4 57.8
收 稿 日 期 ：2010-11-17
1 评价步骤
1)管道分段。 管道风险评价的特点在于，沿程的 多样性环境条件决定了管道各段风险大小不一，所 以有必要对管道进行分段。 管道分段太少无疑会降 低评价精度，而管段划分过多又会增加数据采集、处 理和维护等方面的成本， 最好方法是在管段内外部 条件出现较大变化时插入分段点， 影响变化的因素 主要包括管径、技术条件、水文、地质状况、土壤特性 和人口分布等。
2)事故因子确定和权重赋值。 按事故原因和产 生的后果将每个管段的事故因子分为第 3 方破坏 （third party）、腐蚀破坏（corrosion）、设计误差（design） 和 违 章 操 作 （incorrect operations）4 类 ， 这 4 类 总 数 最高 400 分[3]。 其中每个事故因子又分解为多个影响 因素，如图 1 所示。
相对风险分值（0～100 分）= (400-概率评分值)×泄漏影响系数×100/20 000。 (4)
依照改进公式计算得到的管段相对风险值，最 安全状态下得分为 0， 最易发生事故状态下得分为 100。改进风险相对值计算方法使风险值的相对性可 以保持不变，易于理解，其分值越大，风险越高。应用 公式(4)计算得到的管段 1、管段 2 和管段 3 的相对 风险值分别为 5.24、3.56 和 3.38， 说明管段 1 安全 性＜管段 2＜管段 3，与改进前模型计算结果一致。
3 结论
对某一输油管道建立风险评分体系时， 应该基 于历史事故风险因素统计， 并对相关数据资料进行 验证，最终通过管道风险评价专家的审议后，才能制 定适应性更强的评分体系。 利用肯特评分法对吴 起-延炼原油管道的风险评价表明：
1）该输油管道的管段 2 和 3 相对风险值大于 47.5，可以接受；管段 1 相对风险值（37.5）小于 47.5， 需要加强管理措施，确保管道运行安全性。