摘要：運用層次分析法(AHP)建立了LNG接收站潛在風險的AHP結構模型，通過判斷矩陣求出影響LNG接收站潛在風險各個因素的權重，按照權重的大小對其進行了層次總排序，辨識出儲罐風險、船舶作業風險、廠站控制系統風險、船舶安全保護風險和廠站安全保護系統風險是影響LNG接收站潛在風險的關鍵因素，提出4項控制措施來降低LNG接收站的潛在風險。
關鍵詞：LNG接收站；層次分析法；判斷矩陣；潛在風險；安全管理
Identification Technology of Potential Risks of LNG Terminal Based on AHP
SONG Yixin，YAO Anlin
Abstract：The analytic hierarchy process(AHP)structural model for potential risks of LNG terminal is established by AHP.The weights of various factors affecting the potential risks of LNG terminal are obtained through judgment matrix.The total hierarchical ordering of the different factors is made according to their weights.It is identified that storage tank risk，ship operation risk，risk in control system for LNG terminal，risk in safety protection of ships and risk in safety protection system for LNG terminal are key factors affecting the potential risks of LNG terminal.Four control measures for reducing potential risks of LNG terminal are proposed.
Key words：LNG terminal；analytic hierarchy process(AHP)；judgment matrix；potential risk；safety management
1 概述
LNG的主要成分是甲烷，具有無色、無味、無毒、無腐蝕性、熱值高等特點，其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600，可以大大節約儲運空間和成本。隨著國家對能源需求的不斷增長，引進LNG將對優化我國的能源結構，有效解決能源供應安全、生態環境保護的雙重問題，實現經濟和社會的可持續發展發揮重要的作用。目前，中國的LNG接收站建設正處在蓬勃發展的階段，非常有必要對LNG接收站的潛在風險進行研究。本文運用層次分析法對某個LNG接收站的潛在風險進行分析，并對LNG接收站的潛在風險控制提出具體建議，希望能在我國LNG接收站的建設和運營管理方面具有一定的應用價值。
2 LNG接收站及其風險種類
LNG接收站是LNG產業鏈中重要的一個環節。一方面LNG接收站是海運液化天然氣的陸上接收終端，同時也是陸上天然氣供應的重要氣源之一。因此，LNG接收站實際是天然氣的液態海上運輸和氣態陸上管道輸送的交接點[1～5]，其主要功能是LNG的接收、儲存、氣化，并通過管道向城市居民、工業、電廠等用戶供氣。
LNG接收站主要由工藝部分、公用工程部分和輔助工程部分組成。LNG接收站工藝部分包括：LNG卸船系統、LNG儲存系統、LNG蒸氣處理系統、LNG輸送及氣化系統、天然氣外輸及計量系統、火炬系統、燃料氣系統等工藝單元。
LNG接收站常見的潛在風險包括自然災害風險、接卸作業風險和廠站風險3種。其中自然災害風險包括地震、雷電、海嘯和臺風；接卸作業風險包括港口硬件(即通航和疏港環境的硬件，包括航道的航行密度、潮差大小)風險、泊位硬件(包括符合要求的航道、回旋水域以及導航、助航設施)風險、船舶作業風險(船舶操作人員沒有按照正確的操作規程進行操作導致的風險)、船舶安全保護(包括對以泊位歧管為中心的一定范圍內的火源防護，以及對風、浪、流有效保護的設施)風險；廠站風險包括儲罐風險、氣化裝置風險、輸送設備風險、回收裝置風險、控制系統風險、安全保護系統風險。
3 LNG接收站潛在風險的層次分析法
3.1 層次分析法的原理
層次分析法簡稱AHP，是美國運籌學專家Saaty在20世紀70年代提出的一種多層次、多目標、多方案的綜合分析方法。它將復雜的決策系統層次化，通過對影響目標的因素逐層分析，兩兩比較，最終得到各個基本因素對目標影響強弱的一個排序。層次分析法的基本步驟是先對目標劃分層次，然后在同層內逐個比較眾多因素對上一層目標的影響，形成判斷矩陣；并考慮上層目標對總目標的影響權重，從而確定各個基本因素在總目標中所占的權重[6～7]。
3.2 建立LNG接收站潛在風險AHP結構模型
本文以某個LNG接收站為例，把LNG接收站事故風險作為層次分析的目標層，把自然災害風險、接卸作業風險和廠站風險作為準則層，把產生風險的具體原因作為指標層，建立起LNG接收站潛在風險的AHP結構模型，見圖1。
3.3 構造LNG接收站潛在風險判斷矩陣
建立LNG接收站潛在風險的AHP結構模型以后，各個基本元素的隸屬關系就已確定。上層元素4對下層元素B有被分解的關系，就可根據各類指標的作用程度以重要性不同，建立以B相對于4為判斷準則的元素B1、B2、B3間兩兩判斷矩陣，詳見表1。
同樣，可以構建以具體指標層C的元素C1、C2、C3、…、C14相對于B層各指標的兩兩對比判斷矩陣，詳見表2～4。元素兩兩對比的重要性采用1～9標度法[8]，并寫成判斷矩陣形式。構造判斷矩陣后，即可通過計算判斷矩陣的最大特征值及其對應的權重向量，也就是計算出某一層次的各個元素對于上一層次某一個元素的相對重要性權重。在計算出某一層次元素相對于上一層次各個因素的單排序權重后，用上一層次因素本身的權重加權綜合，即可計算出C層各因素相對于4層的層次總排序的權重。此外，為了評價經所構造的判斷矩陣求出的最大特征值及其對應的權重向量是否合理，需對判斷矩陣進行一致性隨機檢驗[9～10]，檢驗各個專家對各指標相對權重判斷的邏輯是否順暢。
根據文獻[11]可以計算出：
λmax,1=3.02
W1=(0.0974，0.3331，0.5695)T
式中λmax,1——LNG接收站事故風險(A-B)判斷矩陣的最大特征值
W1——λmax,1對應的權重向量
CI,1——準則層B相對于目標層A為判斷準則的判斷矩陣的一致性指標
n1——準則層B相對于目標層A為判斷準則的判斷矩陣的階數
CR,1——準則層B相對于目標層A為判斷準則的判斷矩陣的一致性比率
RI,1——平均隨機一致性指標，當n1=3時，取RI,1=0.58
當CR,1＜0.1時，說明此時判斷矩陣有可以接受的一致性。其余判斷矩陣(表2～4)的運算求解及一致性檢驗見表5。
最后，依次沿階梯層次結構由上而下逐層計算，即可計算出最底層(C層)因素相對于最高層(A層)的相對重要性，按照其權重值的大小進行排序，得到C層各因素相對于A層的層次總排序表，詳見表6，并對總排序權重進行一致性檢驗[12～13]。一致性檢驗合格后，從總排序表中找出影響LNG接收站潛在風險的主要因素，并將其作為LNG接收站潛在風險控制的關鍵環節，采取針對性的措施來降低LNG接收站的潛在風險。
C層各因素相對于A層層次總排序的最終一致性指標為：
式中C1——C層各因素相對于A層層次總排序的最終一致性指標
wj-1∈W1——權重向量W1中第1、2、3個元素
CI,j——指標層C相對于準則層B的判斷矩陣的一致性指標(j=2，3，4)，見表5
代入數據，得：
CI=0.0974×0.02+0.3331×0.0033+0.5695×0.038=0.024688
C層各因素相對于A層層次總排序的最終平均隨機一致性指標為：
式中RI——C層各因素相對于4層層次總排序的最終平均隨機一致性指標
RI,j——指標層C相對于準則層8的判斷矩陣的平均隨機一致性指標(j=2，3，4)，見表5
代入數據，得：
RI=0.0974×0.9+0.3331×0.9+0.5695×1.24=1.09363
C層各因素相對于A層層次總排序的最終一致性比率為：
式中CR——G層各因素相對于A層層次總排序的最終一致性比率
代入數據，得：
可見，C層各因素相對于A層層次總排序的計算結果滿足一致性，否則，需要重新調整判斷矩陣，直至滿足一致性。
4 LNG接收站潛在風險控制措施
依據C層各因素相對于4層的層次總排序(見表6)，并結合現場實際情況分析可知，儲罐風險、船舶作業風險、廠站控制系統風險、船舶安全保護風險和廠站安全保護系統風險是影響LNG接收站潛在風險的關鍵因素，其權重之和為0.6727，超過總權重的50%。因此，在LNG接收站潛在風險控制中，應重點考慮這5個因素的影響，對其采取相應的措施，將LNG接收站的潛在風險降到最低水平[14～15]。
① 儲罐內的LNG在儲存過程中，通常會泄漏熱量，使一部分LNG氣化，罐內的壓力隨之上升，儲罐的日蒸發率為0.06%～0.08%。卸船時，由于管道泄漏熱量加劇氣液熱量交換，導致蒸發氣量成倍增加。為了減少卸船時的蒸發氣量，應盡量提高此時儲罐內的壓力。
② 正確處理好碼頭走向與港池調頭區附近最大流速的漲潮流向及落潮流向之間的關系，使碼頭軸向與最大潮時候的流向交角較小，便于船舶操縱，從而保證船舶安全靠岸或離泊，以此降低LNG接收站潛在風險。
③ LNG儲罐必須設置壓力開關來控制罐內氣體的壓力，防止儲罐運行時產生真空；工藝流程中必須配有防真空補氣系統。如果儲罐內壓力超過安全閥的壓力設定值時，儲罐內多余的蒸發氣體將通過安全閥進入火炬中燃燒。如果儲罐內發生渦旋事故時，大量氣體不能被及時燒掉，則必須采取放空措施，盡快把蒸發氣體排放掉，降低LNG接收站潛在風險。
④ LNG接收站要設置專門的風險控制部門，專門負責LNG接收站潛在風險控制的總體管理、監督和協調工作。建立健全考核制度，制定目標，分解指標；風險控制要全員參與，從分管經理到普通職工都有相應的職責和考核標準，真正做到接收站潛在風險控制人人有責。
5 結語
隨著中國能源需求和環保要求的提高，中國的LNG接收站建設將會大力發展。風險無時不有，風險無處不在，提高LNG接收站潛在風險管理水平，不僅可以降低建設造價，而且可以優化運行，減少運行維護費用。
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(本文作者：宋祎昕 姚安林 西南石油大學四川 成都 610500)
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