用層次分析法評估推進劑充填室的安全技術(shù)措施

楊小業(yè)，翟杰輝，章耀平

(1 廣州保賜利化工有限公司，廣東 廣州 510940；2 廣東歐亞包裝有限公司，廣東 中山 528437)

對于使用LPG、DME等易燃氣體作為推進劑的氣霧劑產(chǎn)品生產(chǎn)車間，AQ 3041-2011 《氣霧劑安全生產(chǎn)規(guī)程》對其推進劑充填室有明確的安全技術(shù)措施要求。如：宜位于灌裝車間建筑物外，或結(jié)構(gòu)獨立、與灌裝車間分隔開；充填室外面15 m范圍內(nèi)不應(yīng)有明排水溝，如果有排水口應(yīng)封閉。充填室應(yīng)設(shè)置定向泄爆面，泄爆面應(yīng)朝向安全區(qū)域，避開人員集中的場所和主要通道。充填室內(nèi)應(yīng)設(shè)置強制通風(fēng)，保持室內(nèi)負壓，防止易燃氣體向充填室外擴散。檢測報警系統(tǒng)應(yīng)與生產(chǎn)裝置連鎖，當(dāng)可燃氣體濃度達到 20%LEL 時，檢測系統(tǒng)發(fā)出報警信號，達到 40%LEL 時，自動切斷通風(fēng)系統(tǒng)以外的動力電源并停止推進劑供應(yīng)，風(fēng)機通風(fēng)量增至最大等[1]。文章擬利用層次分析法對影響推進劑充填室的安全技術(shù)措施各因素的重要性進行排序，以助于氣霧劑工廠的安全管理人員在日常管理中有側(cè)重點。

1 層次分析法

1.1 基本原理

層次分析法(AHP，Analytic Hierarchy Process)是美國匹茲堡大學(xué)運籌學(xué)家薩蒂(T.L.Saaty)于20世紀70年代中期提出的一種多層次權(quán)重決策方法[2-4]。基本思路是將與決策有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法。

1.2 AHP 決策過程和算法

采用層次分析法將評估指標按照因果關(guān)系分成若干層次，后采用 T.L.Saaty 1-9 標度評分標準[2-3]對指標相對重要性進行賦值(表 1)，形成構(gòu)造判斷矩陣，判斷矩陣 A=(aij)n×n，其中 aij必須滿足 1/aji(i≠j)(i,j=1,2,…n)，aij=1(i=j)。

表1 T.L.Saaty 1-9 標度評分標準 [3]

各結(jié)構(gòu)層的相對權(quán)重采用方根法求解A的歸一化特征向量和特征值，直到滿足一致性檢驗，所求特征向量就是各因子的權(quán)重排序(計算公式如下)。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

為了度量不同階判斷矩陣是否具有滿意的一致性，這里引入T.L.Saaty 給出的判斷矩陣的隨機一致性指標R1值。

表2 隨機一致性指標RI

令 CR=CI/RI，當(dāng) CR<0.1 時，判斷矩陣 A 具有滿意的一致性，否則要對 A 重新調(diào)整，直到具有滿意的一致性[5]。

2 對推進劑充填室安全技術(shù)措施評估

2.1 構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)

確定層次結(jié)構(gòu)，將決策的目標、考慮的因素(決策準則)和決策對象按它們之間的相互關(guān)系分為目標層、準則層和方案層，繪出層次結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 層次模型

2.2 構(gòu)造比較判斷矩陣并計算權(quán)重值

以上一層的某一要素作為評價準則，對本層各要素的重要性進行兩兩比較，來確定矩陣元素，并寫成矩陣形式。咨詢氣霧劑行業(yè)內(nèi) 5名專家意見，按照 T.L.Saaty 給出的 1～9標度評分標準對模型各指標進行賦值，建立判斷矩陣。并計算各級判斷矩陣的特征向量、各指標權(quán)重并進行一致性檢驗。

表3 準則層對目標層的判斷矩陣及權(quán)重(A-B)

表4 方案層對準則層的判斷矩陣及權(quán)重(B1-C)

表5 方案層對準則層的判斷矩陣及權(quán)重(B2-C)

表6 方案層對準則層的判斷矩陣及權(quán)重(B3-C)

表7 方案層對準則層的判斷矩陣及權(quán)重(B4-C)

2.3 計算評估指標的層次總排序

層次總排序的一致性檢驗：

CR=CRA+ CR1=0.004+

=0.004+0.035=0.039<0.1

說明層次總排序具有滿意的一致性。

準則層的排序為：B1>B3>B2>B4說明氣體泄漏控制措施重要性最高，其次為通風(fēng)措施。

方案層的排序為：C12>C31>C11>C22>C13>C32>C41> C21>C33>C42>C43，說明推進劑充填室內(nèi)軟管接頭泄漏措施最為重要，其次為推進劑充填室的通風(fēng)、連接軟管破裂控制、電器防爆。

表8 方案層對目標層的最終權(quán)重

3 結(jié) 論

對于氣霧劑生產(chǎn)車間，推進劑充填室是風(fēng)險最高的區(qū)域。大部分氣霧劑產(chǎn)品使用液化石油氣、液化二甲醚作為拋射劑，液態(tài)的拋射劑泄漏后變成氣態(tài)，體積會發(fā)生膨脹，膨脹比率從230～350左右。液態(tài)拋射劑泄漏后如果沒有及時排風(fēng)降低濃度，很容易達到其爆炸極限，遇上點火源，極有可能發(fā)生火災(zāi)爆炸。因此，充氣房的安全管理是氣霧劑車間的重中之重。利用層次分析法對影響推進劑充填室的安全技術(shù)措施各因素的重要性進行排序，可以讓生產(chǎn)安全管理人員日常管理中有主次之分，亦可以作為氣霧劑推進劑充填室安全技術(shù)措施定量評價的依據(jù)。