化工企業高危生產工藝安全評估系統研究

任澤旭，岳 紅，張井文

（中檢集團公信安全科技有限公司，山東 棗莊 277100）

0 引言

得益于科學技術的進步，我國化工行業近年來發展迅速，化工企業所涉及到的危險化學品種類越來越多，化工生產工藝越來越復雜以及化工生產的規模越來越大等都是其快速發展的具體體現，但化工本就是一個高危性行業，因此安全生產是確保化工企業能夠健康發展的前提和保障。從當前發展情況來看，雖說各大化工企業已經針對安全生產提出了眾多的評估方法，并開發出了相應的風險評價軟件，但從實踐應用方面來看，只有火災爆炸指數以及蒙德法等少數的定量評估方法得到了具體的應用，其他大部分對于化工生產工藝的安全評估研究工作仍然停留在理論階段。由此可以看出，構建起一個完善且行之有效的高危生產工藝安全評估系統對于化工企業的安全生產是具有重大的現實意義的。

1 高危生產工藝評估方法設計

為了能夠精準地對化工企業高危生產工藝中的各個影響因素進行描述，本文在對系統進行設計的過程中采取了定性和定量相結合的方法，通過采用模糊綜合評價來對高?；すに嚨陌踩a狀態進行定量、半定量的風險評價管理，并構建起層次指標體系實現了對化工企業生產工藝的綜合評估[1]。常用于對化工工藝安全狀態進行評估的模糊綜合評價模型主要有一級模糊綜合評價模型和多級模糊綜合評級模型，綜合考慮到本文的評估對象，采取了三級模糊綜合評價模型，并結合研究方法，對高危化工工藝的風險評估流程進行了細化，具體為：

依據高?；すに嚨南嚓P定義，來對化工企業危險化工工藝的種類進行識別，并同時對化工工藝開展風險分析，以便識別出工藝的具體風險程度，并在此基礎之上劃分風險等級。

確定高?；すに嚨目茖W、合理風險指標，并從化工生產過程中所使用的化學原料危險性、工藝反應危險性、化工設備危險性以及高危工藝生產過程安全控制等方面入手建立起完善的風險指標體系。

在構建起的化工工藝安全評估模型之中，對采集得到的數據進行計算，并充分結合專家的意見來使用模糊方法進行計算。

在得出具體的計算結果后，結合相關數據來對高?；すに嚨娘L險程度進行評估。

2 確定風險指標體系

2.1 危險物料

在對危險物料進行評估時是以化工原料的基本屬性為依據的，其主要包含物料的危險性、燃燒危險性、爆炸危險性腐蝕危險性以及毒害危險性等方面，上述這些涉及到的化學反應都和物料的基本屬性有著直接的關系，在化工工藝之中都會遇到。

2.2 工藝參數

對于化工工藝參數的設定是以對現場生產的實時數據進行動態分析和評估為基礎的，具體的采集數據有儲罐的液位高度、生產溫度、壓力、流量以及轉速等。采用傳感器節點網絡來對現場的生產數據進行實時采集，可以實現對高?；すに嚿a過程中的數據狀態的實時監測，并以此為依據來對化工工藝的安全程度做出評估。

2.3 安全控制

化工生產工藝的安全控制是以控制系統的狀態為基礎進行的安全評估，其具體包含溫度參數報警連鎖、進料比例控制連鎖、攪拌穩定控制連鎖以及有毒有害氣體監測報警裝置等。高?；すに嚨娘L險評估指標體系具體內容如表1 所示。

3 指標權重確定

首先采用三角模糊函數來構建起模糊判斷矩陣。在此假設共有n 個評價指標，則對應的模糊判斷矩陣為：A=（aij）n×n，其中a 用來對一個具體模糊事件的重要程度進行描述[2]。在此基礎之上邀請N 位專家來對生產工藝進行評分，得到評分結果的綜合三角模數，其定義見式（1）：

本文所使用的判斷矩陣標度具體如表2 所示。

表2 判斷矩陣標度

在此基礎之上得出各位專家進行評價的綜合三角函數，采用式（2）表示：

式中：mij表示專家給出評價的相對重要程度，lij和uij則為專家進行評價的模糊區間[3]。經過對判斷矩陣的轉換，使得其滿足一致性條件，最終得出對應各層指標權重的計算公式為式（3）：

4 風險等級評價

4.1 等級劃分

首先利用模糊語言來構建起高?；すに嚨脑u價集，其中包括“高度危險、危險、比較危險以及可能危險”四個不同的指標，然后采用［0，1］函數和模糊隸屬度函數來將模糊集中的指標量化[4]。采取語氣算子來對工藝的具體危害程度進行表示，其具體的賦值方法如表3 所示。

表3 語氣算子賦值

通常來講，在實踐應用中常會采用隸屬度函數來構建隸屬度矩陣，具體的隸屬度函數見式（4）：

式中：r（x）為指標體系中不同風險參數的隸屬度，μ 為正態分布期望值，σ 為正態分布的標準差[5]。在此基礎之上得出評價指標依據隸屬度函數，可以構建起對應的模糊關系矩陣S，其表達公式為式（5）：

式中：矩陣中的每行代表的是對應評價指標的n 個評判等級所對應的隸屬度。

4.2 多層次綜合評價

由于本文對高危生產工藝進行評價采用了三層指標體系，在得出各層指標權重系數和模糊關系矩陣之后，對其進行向上合并，便可以得出高?；すに嚢踩a過程中對于不同評判集的最終合成權重RPS 計算見式（6）：

式中：ωi表示一級指標權重，ωij表示為和一級指標相對應的二級指標權重，Sij表示為對應二級指標下的三級模糊關系矩陣，RPS 即為最終合成權重評價結果。

5 高危化工生產工藝安全評估案例

為了驗證上述構建起來的高?；どa工藝安全評估系統的實用性和精準性，以具體的化工高危生產工藝為例，采用上述指標體系對其進行了評估[6]。

5.1 確定各層指標權重

結合上文給出的判斷矩陣標度，選擇8 位專家來對高危工藝中的各項指標進行評判，最終得到綜合三角模糊數據作為對各因素進行比較的依據，并得出該層指標所對應的上一層指標權重[7]。其中一級指標標度如表4 所示，二級指標標度如表5 所示。

表4 一級指標標度

表5 二級指標標度

5.2 高危工藝風險評估

在此針對高危工藝的固有風險評估采用的是模糊評價方法來對其具體的指標進行量化，然后采用層次分析法計算得出具體的權重，最終得出高危工藝的固有風險值[8]。

5.2.1 一級模糊綜合評價

結合表5 中的指標數據，可以得到針對A、B、C進行判斷的矩陣，具體如下：

在此基礎之上采用二級指標的量化數據和對應的權重即可得出一級指標的判斷向量，具體判斷矩陣如下：

其中，

5.2.2 二級模糊綜合評價

在計算得出一級指標的具體權重和判斷矩陣之后，就可以對高危工藝的危險性指數進行計算，計算過程為：

由此可以看出該化工企業的高危生產工藝處于比較危險的等級。

6 結語

化工是一個具有較高危險性的行業，在當今社會更加重視安全生產的環境下，要想切實降低化工企業生產過程中安全事故的發生概率，對高危生產工藝進行系統性評估是一個行之有效的手段。本文以化工企業的高危生產工藝為研究對象，采用模糊綜合評價以及層次分析法等構建起了對其安全進行系統評估的體系，并結合具體的實例對其計算過程和實際應用進行了介紹。實證結果表明該體系具有較強的實用性，可以為我國化工企業開展高危生產工藝的風險評估提供科學、合理的方法，同時也能夠為化工企業提升自身安全管理水準提供數據方面的支撐。