波士顿矩阵定性风险分析法在燃气行业的应用

1．方法介绍

“波士顿矩阵”定性风险分析法是由波士顿集团（Boston Consulting Group）在上世纪70年代初开发的。它将风险分解为“事故发生的可能性”和“危害后果或严重程度”二维矩阵，来衡量和分析风险高低的方法。根据风险分析的精度要求，可以将矩阵分为9（3×3）级、15（3×5）级、25（5×5）级。该分析法直观、通俗易懂，对资料要求不严，当其他风险评估办法要求严格又耗费时间时，波士顿矩阵定性风险分析法是一个比较实用、容易掌握的工具。

2．案例介绍

2.1分析对象介绍

本次分析对象为中山公用燃气有限公司某镇临时CNG项目工程的建设，工程位于广东省中山市某镇某食品厂内。因天然气管线近期无法到达某镇，为解决镇内客户的临时用气（约1~ 2年），拟在该食品厂内修建临时CNG释放站一座，工程主要有压缩天然气固定停车位2个，及其他工艺管道、消防、电气等辅助设备。

本工程位于中山市某镇某食品厂内的一片空地。本空地南北长约70米，东西长约60米。本空地北面约5米是一工业厂房，处于生产状态；南面约5米是一纺织加工厂房，处于生产状态；东面约1米是村路，宽度约4米，水泥硬质地面；北、南、东均与该空地有2米高非燃烧实体围墙隔挡；东北部约200米处有一村落，约400户，民房大多数为2~3层洋楼建筑。空地周围3家工厂均为劳动密集型产业，且有明火、电火花等产生。进入该空地只有公路，经省道、县道、村道。省道、县道无运输难度，村道运输难度较大。

2.2波士顿风险分析方法

根据燃气行业危险性特点，采用25（5×5）级矩阵分析法，事故发生的可能性（L）和危害后果（C）采用半定量的方法赋值，将事故发生的可能性（L）与危害后果等级程度（C）相乘，得到风险程度（R）矩阵如下表：

可能性

后果 极低（1） 低

（2） 中（3） 高（4） 极高（5）

轻微（1） 1 2 3 4 5

小（2） 2 4 6 8 10

中（3） 3 6 9 12 15

大（4） 4 8 12 16 20

极大（5） 5 10 15 20 25

图中黄色区域（R≤6）为低风险区域；绿色区域（8≤R≤12）为广泛可接受风险区域；红色区域（R≥15）为高风险区域，必须采取办法降低至绿色（8≤R≤12）或黄色（R≤6）区域。

2.3主要风险识别和评价

1）风险识别：

该CNG站将面临地震破坏、洪水台风泥石流灾害、土壤腐蚀、雷电危害、第三方破坏、质量缺陷、操作故障等风险。

2）主要风险分析：

2.1）地震破坏

中山市离我国各个地震带较远，属于地震烈度6-7度设防区，地震活动水平较低，历史上无强震记录，微震也很少。地层运移与地震破坏发生的概率极小，但地层运移和地震的后果相对严重。因此地层运移与地震破坏的发生可能性为L=1，危害后果C=5，风险等级R=5。

2.2）洪水、台风、泥石流灾害

中山地区1979~2000年平均年雨量为1858.2毫米，主要集中在4~9月，占全年降雨量的81％，属多洪水区域。热带气旋（台风）是影响中山市的另一个主要灾害性天气，1979~2000年共有51个热带气旋影响中山市，平均每年2.3个。中山市某镇属于丘陵地貌，离我国泥石流地带较远，1979年以来未发生过泥石流情况。本工程位于某镇工业厂房、村落较集中的地区，地势平缓，离市政集中排水较近。因此洪水、台风、泥石流灾害的综合评价为：发生可能性为L=3，危害后果为C=5，风险等级R=15。

2.3 ）土壤腐蚀

据有关资料报道，在每年的管道事故中约有30％～40％是由腐蚀引起的，是所有管道事故中事故率最高的，也是造成干线天然气管道事故的最主要原因。本工程工艺管道均采用普通钢管、油漆或3PE防腐，化学性腐蚀可能性小。因此对土壤腐蚀风险发生可能性的综合分析为L=2。当腐蚀发生时，由于压力高，处理危险性大，因此危害后果分析C=5，风险等级R=10。

2.4） 雷电危害

中山是多雷地区，1979~2000年共出现雷暴1496天，平均每年68天。其中4-9月共有雷暴占雷暴总数的90%，平均每月有雷暴14天。就全年平均而言，每月有雷暴5.7天。

该场站主要设备及构件均位于地面，虽高度未超过周边建筑物，但设备的材质、形状均易发生尖端放电，如和雷电同步发生，会造成周边厂房和村落的毁灭性灾难。因此雷电危害可能性高，考虑到避雷装置，因此风险分析为：发生可能性L=4，危害后果C=5，风险等级R=20。

2.5） 第三方破坏

第三方破坏主要发生在对施工前组焊好的设备、管道等的破坏以及运行过程中第三方危害破坏。施工前对组焊好的设备、管道等由施工方加强监护，派专人值守，减少偷盗的可能性。但运行过程中第三方破坏的可能性较大，因为该场站距离厂房较近，工厂内发生火灾、高空抛物等其他案件时直接威胁该站的安全运行；该站内工艺管道、设备等均为金属材质，且又紧邻村落、工厂，有发生盗抢站内设备的可能性。

该场站为镇内的唯一气源，且紧邻道路、工厂、村落，一旦出事，后果极为严重。因此第三方破坏的可能性L=5，危害后果C=5，风险等级为R=25。

2.6） 质量缺陷

该场站的设备、管道、仪表较多，绝大多数为焊接。焊接质量对管道的防腐和强度均有一定影响。考虑管道焊接后，必须进行全部接口RT探伤。因此焊接缺陷的可能性L1=2，后果等级C1=5。质量缺陷还包括设备、管材本身的材质缺陷，这些缺陷有可能在出厂时就已经有，而出厂后到达现场后查出的可能性很小。因此管材本身质量缺陷的可能性可以取L2=2，危害后果C2=5。

综合分析得出质量缺陷风险的可能性L=2,危害后果C=5,风险等级R=10。

2.7）施工意外

施工意外主要包括：因对地质勘探不够准确,迫使施工中断；吊装设备发生意外故障或毁坏，迫使施工中断；工厂、村落紧急事故，迫使施工中断；发生其他事故或事件使施工中断。可能性取L=4。施工中断只是对设备和财产造成损失，管道没有运营，危害性不大，危害后果取C=3。因此施工意外的风险等级R为12。

2.8） 操作故障

该场站管道、设备均为高压（20MPa），因此对操作人员技术要求较高；而该站运行时间较长（约1~2年），操作人员容易麻痹而产生不安全意识，从而产生不安全行为。而操作人员都经过相应的技术、安全培训，而操作故障产生的后果可能性较大，因此操作故障的可能性L=2，危害后果C=5，风险等级为R=10。

2.4评估结果

对临时CNG站建设的风险等级评价结果和预防控制措施建议：

序号 风险名称 产生原因 L C R 预防控制措施建议

1 第三方破坏 盗抢、周边影响等 5 5 25 加强与周边工厂、村落等的沟通协调；加强同相关部门沟通联系；加强公众宣传教育；做好紧急事故预案。

2 雷电灾害 雷击、尖端放电等 4 5 20 做好站内防雷、消防设计和施工，并请相关部门验收；干燥天气防止静电产生的措施。

3 洪水台风泥石流 自然灾害 3 5 15 注意洪水、台风等自然灾害预报，汛期加强管理；制订应急预案。

4 施工意外 施工设备、村民影响 4 3 12 选择合资格的承建商；采用先进设备和材料；合理组织施工，严格过程监控，做好各工序质量检验和控制。加强与周边村落的沟通与协调。

5 质量缺陷 焊接、设备 2 5 10 严格焊接工艺和过程质量控制；严格检验，100%RT探伤合格并不低于二级；严格进场设备、材料的监控；

6 土壤腐蚀 管道锈蚀 2 5 10 选择合格供应商和材料； 运行时加强对防腐的监测。

7 操作故障 人员操作 2 5 10 所有运行人员必须持证上岗；经常性的安全、技术教育。

8 地震 自然灾害 1 5 5 可以忽略。

2.5评价结论

1）某镇临时CNG释放站场站建设主要风险有第三方破坏、雷电危害、洪水台风泥石流灾害、施工意外、质量缺陷、土壤腐蚀、操作故障、地震等。其中以第三方破坏风险最大，雷电危害、洪水台风泥石流灾害次之，施工意外、质量缺陷、土壤腐蚀在可接受范围内，操作故障和地震灾害风险较小。

2）从波士顿风险矩阵分析可知，其中第三方破坏、雷电危害、洪水台风泥石流灾害3类风险位于红色区域，属于高风险因素；施工意外、质量缺陷、土壤腐蚀、操作故障4类风险位于绿色区域，属于可接受风险因素；地震1类风险位于黄色区域，属于低风险因素。

3）危害后果为5级的风险类别共有第三方破坏、雷电危害、洪水台风泥石流灾害、质量缺陷、土壤腐蚀、地震6类，当发生5级危害时，周边工厂、村落会遭受特别严重的危害后果，而公司方面会受到来自社会、政府的处罚与压力。

4）场站位于厂房、村落的包围中，因此降低“第三方破坏”因素的难度极大，雷电危害、洪水台风泥石流灾害是不可控因素，一旦该三项危害爆发，“特别严重”的潜在后果对于村落和劳动密集型的工厂将是灾难性的。

5）综上分析，某临时CNG释放站不应建在该食品厂的空地。

3．结论

1）波士顿矩阵定性风险分析法适用于燃气行业中场站选址、管道跨越、定向钻、密闭空间作业等方面的风险评估工作。

2）利用波士顿定性风险分析法的关键在于尽可能全面的考虑各类风险因素。

3）根据燃气行业的危险性特点，建议采用25（5×5）级矩阵分析法，“事故发生的可能性”和“严重后果”采用半定量的方法赋值。

4）应根据风险分析的结果给出相应的预防控制措施，使风险尽可能的降低至可接受范围内。