鍋爐房安全事故風險評價探究

耿　帥，車　輝，王賀堯（沈陽航空航天大學 安全工程學院，遼寧 沈陽110136）

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鍋爐房安全事故風險評價探究

耿帥，車輝，王賀堯
（沈陽航空航天大學 安全工程學院，遼寧 沈陽110136）

摘 要：安全事故風險評價研究目的是找出鍋爐房主要危險因素，采取必要措施保證鍋爐房安全運行.文章運用層次分析法和模糊綜合評價相結合的方法，通過專家打分的方式，對各級因素進行兩兩比較，計算各級危險因素權重，結合模糊綜合方法，進行綜合評判；然后結合實例分析，針對安全評價結果，得出化工行業的鍋爐房燃氣系統隱患最大；最后結合問題提出相應的風險管理措施，即鍋爐燃氣系統需要進一步加強全壽命周期的安全管理，并設置關鍵點進行檢測，跟蹤剩余風險，將剩余事故風險的情況和不正常的變化進行時時分析，并反映給管理人員，以便于管理人員能及時了解鍋爐房的安全狀態，采取必要的安全措施.

關鍵詞：鍋爐爆炸；風險管理；風險評價；層次分析法；模糊綜合評判法

在鍋爐運行過程中，由于內部處于高溫、高壓的狀態下，鍋爐易發生不同狀態的損壞[1].近2年江蘇南通、河北省邢臺市等地發生多起鍋爐爆炸事故，損失慘重.因此，對鍋爐進行有效的安全評價，通過評價結果，提出相應的風險管理措施，對預防事故的發生非常重要.文獻[2]針對鍋爐房的評價采用事故樹分析方法得出：在鍋爐購置階段、安裝階段、運行階段、保養階段、檢修階段設置控制點，出現異常狀況及時處理，并且實行安全責任制的原則；文獻[3]采用安全檢查表法評價方法，明確地反映系統中存在的薄弱部分，并根據問題采取必要的安全措施.本文通過層次分析法和模糊綜合評價法的綜合應用，采取定性與定量相結合方法，對鍋爐房安全事故風險進行更全面的評價.

1　鍋爐房安全風險因素

由于鍋爐于屬特殊設備，結構復雜，要求較高，而且影響因素多，任何一個環節出現問題都有可能導致事故的發生.我們主要從人員因素、機械設備因素、環境因素、安全管理因素等4個方面分析.

1）人員因素：主要包括操作人員的安全意識、身體狀況、操作規范（誤操作）和操作技能等4個方面.

2）機械因素主要包括：

（1）鍋爐的燃氣系統、管道閥門等處存在縫隙可能會泄露氣體，存在明火或者小火花的情況下就可能引起爆炸的危險.

（2）安全附件：如果鍋爐水位計出現故障，就會存在鍋爐嚴重缺水或者滿水的情況，而在嚴重缺水的情況下會引起爆炸危險，嚴重滿水就會引起水沖擊的影響和危害；當鍋爐的壓力超出預計的安全壓力會導致受壓元件的破裂，甚至會引起爆炸.

（3）水質條件：鍋爐內壁受水質的影響，一般內壁可能被腐蝕而變得較薄或者鍋爐結垢以后就會使得元件過熱致使受壓元件的破裂，嚴重時就會爆炸.

（4）噪音條件：鍋爐房機器，如水泵、風機、蒸汽排放等在運轉過程中會制造噪音，而噪音對操作人員產生干擾，使人陷入眩暈狀態，容易出現事故.

3）環境危險危害因素：高溫條件、自然災害（雨水、雷擊等）、照明條件（屋內照明設施故障或者照明不充分有可能導致操作人員的失誤，發生事故）.

4）管理因素包括：管理制度、人員培訓、定期檢查等.

2　鍋爐房安全風險評價

首先運用層次分析法確定鍋爐房安全評價指標體系，再通過模糊綜合評價法對鍋爐房進行整體評價，圖1為鍋爐房風險評價流程圖.

2.1安全評價因素體系的建立

根據安全評價因素體系的有關原則，從人員、管理、環境、設備因素分析，圖2為鍋爐房安全評價指標體系圖.

2.2確定各指標權重

采取專家打分的方式，對選取因素進行兩兩比較，得到判斷矩陣A，計算權重值，本文選用了計算較為簡便的“和積法”計算權重向量，然后計算矩陣最大特征根，最后進行一致性檢驗.公式在文獻[4]的數學模型基礎上進行了修正，使其計算準確.

1）對A進行規范化處理：

圖1　鍋爐房風險評價流程圖

圖2　鍋爐房安全評價指標體系

其中，aij為因素i與因素j進行比較得出的值，如果2個元素同等重要，aij所選取的值為1；一個比另一個稍微重要，aij所選取的值為2，依次類推.

2）計算權重向量：

3）計算矩陣最大特征根：

4）進行一致性檢驗：

當結果一致時，存在λmax=n，也就是C.I.=0；結果不一致時，一般情況下λmax>n，C.I.> 0.表1為平均隨機一致性指標C.R在不同條件下的取值情況.

再進行一致性檢驗，需要滿足下面條件才能通過一致性檢驗：

2.3模糊綜合評判

首先建立評判對象的因素論域U，再確定評語等級論域V，建立模糊關系矩陣，最后進行綜合評判.下面選取的數學模型在文獻[4]的基礎上進行了改進，把專家的綜合評判結果進行加權計算，使結果更加符合實際情況.

1）建立論域U

2）確定論域V

4）確定權向量

5）進行綜合評判

表1　平均隨機一致性指標C.R.[4]

3　應用實例

沈陽某化工廠鍋爐房，燃料主要為煤，蒸汽鍋爐2臺，每臺鍋爐進水閥的出口和出水閥的入口處都應該裝設壓力表和溫度計，在鍋爐出水口應該裝配記錄式測溫儀表.

3.1確定各指標權重

3.1.1一級評價因素權重

人員因素u1、設備因素u2、環境衛生因素u3、安全管理因素u4為第一級評價因素，表2為一級評價因素判斷矩陣.

表2　一級評價因素判斷矩陣

由表2可知各項權重值為：

計算其最大特征根：

進行一致性檢驗：

當n=4時，C.R.=0.9，

表3為鍋爐房一級因素評價結果.

表3　鍋爐房一級因素評價結果

3.1.2二級因素評價結果

表4為各因素權重值及評估結果.

3.2模糊綜合評判

根據最大隸屬度原則，取矩陣中最大值0.3063，綜合所有因素，結合化工鍋爐行業的風險特點，得出燃氣系統隱患較大，在接下來的風險管理過程中，應完善燃氣系統安全功能，加強工人安全教育，加強鍋爐事前預防，事后控制，將事故發生率降到最低.

表4　各因素權重值及評估結果

參考文獻：

［1］ 謝照思，徐子力.鍋爐安全分析［J］.廣西輕工業，2010，10（4）：12-13.

［2］ 王斌.鍋爐爆炸事故分析與安全對策［J］.科協論壇，2010，10（6）：25-26.

［3］ 彭小蘭，范曉明.基于安全檢查表法的鍋爐廠質量保證體系的安全評價［J］.安全與環境工程，2010，11 （9）：15-16.

［4］ 郝曉華.阜新炸藥廠安全性綜合評價［D］.遼寧工程技術大學，2005：29-36.

Risk Assessment of Safety Accident in Boiler Rooms

GENG Shuai, CHE Hui, WEANG Heyao
（School of Safety Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang, Liaoning 110136, China）

Abstract:The purpose of safety accident risk assessment is to find out major potential risks in the boiler room, and to take necessary measures to ensure the safe operation of the boiler. Applying the method of AHP and fuzzy comprehensive evaluation, this paper assesses risks at all levels through comparing two levels of factors and expert grading. Based on the assessment result, it is concluded that the gas system in the boiler room has the biggest risk potential. A safety maintenance and management of the gas system needs to be improved. Critical control points are set to detect and track the residual risks. Any unusual changes should be analyzed and reported to the management staff so as they can take necessary precautions accordingly.

Key words:boiler explosion; risk management; risk assessment; AHP; FCE

作者簡介：耿帥（1990-），男，河南省商丘人，碩士研究生，研究方向：系統安全理論與應用.

收稿日期：2016-01-22

DOI:10.13899/j.cnki.szptxb.2016.03.014

中圖分類號：TU996.7+3

文獻標志碼：A

文章編號：1672-0318（2016）03-0069-04