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化工企业高危生产工艺安全评估系统研究任泽旭，岳红，张井文（中检集团公信安全科技有限公司，山东枣庄277100）摘要：化工行业作为一种高危性行业，其生产过程中发生事故的概率相对较高。为了能够降低高危化工生产工艺的安全事故发生概率，对化工工艺生产安全以及工艺风险等内容进行评估，是一种行之有效的手段。基于此，通过模糊综合评价和层次分析法对高危生产工艺安全评估系统进行了研究，以期为我国化工企业高危生产工艺的安全评估提供思路和方法方面的借鉴。关键词：化工企业；高危生产工艺；安全评估中图分类号：TQ086.52文献标识码：A文章编号：1004-7050（2023）09-0183-030引言得益于科学技术的进步，我国化工行业近年来发展迅速，化工企业所涉及到的危险化学品种类越来越多，化工生产工艺越来越复杂以及化工生产的规模越来越大等都是其快速发展的具体体现，但化工本就是一个高危性行业，因此安全生产是确保化工企业能够健康发展的前提和保障。从当前发展情况来看，虽说各大化工企业已经针对安全生产提出了众多的评估方法，并开发出了相应的风险评价软件，但从实践应用方面来看，只有火灾爆炸指数以及蒙德法等少数的定量评估方法得到了具体的应用，其他大部分对于化工生产工艺的安全评估研究工作仍然停留在理论阶段。由此可以看出，构建起一个完善且行之有效的高危生产工艺安全评估系统对于化工企业的安全生产是具有重大的现实意义的。1高危生产工艺评估方法设计为了能够精准地对化工企业高危生产工艺中的各个影响因素进行描述，本文在对系统进行设计的过程中采取了定性和定量相结合的方法，通过采用模糊综合评价来对高危化工工艺的安全生产状态进行定量、半定量的风险评价管理，并构建起层次指标体系实现了对化工企业生产工艺的综合评估1。常用于对化工工艺安全状态进行评估的模糊综合评价模型主要有一级模糊综合评价模型和多级模糊综合评级模型，综合考虑到本文的评估对象，采取了三级模糊综合评价模型，并结合研究方法，对高危化工工艺的风险评估流程进行了细化，具体为：依据高危化工工艺的相关定义，来对化工企业危险化工工艺的种类进行识别，并同时对化工工艺开展风险分析，以便识别出工艺的具体风险程度，并在此基础之上划分风险等级。确定高危化工工艺的科学、合理风险指标，并从化工生产过程中所使用的化学原料危险性、工艺反应危险性、化工设备危险性以及高危工艺生产过程安全控制等方面入手建立起完善的风险指标体系。在构建起的化工工艺安全评估模型之中，对采集得到的数据进行计算，并充分结合专家的意见来使用模糊方法进行计算。在得出具体的计算结果后，结合相关数据来对高危化工工艺的风险程度进行评估。2确定风险指标体系在对危险物料进行评估时是以化工原料的基本属性为依据的，其主要包含物料的危险性、燃烧危险性、爆炸危险性腐蚀危险性以及毒害危险性等方面，上述这些涉及到的化学反应都和物料的基本属性有着直接的关系，在化工工艺之中都会遇到。对于化工工艺参数的设定是以对现场生产的实时数据进行动态分析和评估为基础的，具体的采集数据有储罐的液位高度、生产温度、压力、流量以及转速等。采用传感器节点网络来对现场的生产数据进行实时采集，可以实现对高危化工工艺生产过程中的数据状态的实时监测，并以此为依据来对化工工艺的安全程度做出评估。化工生产工艺的安全控制是以控制系统的状态为基础进行的安全评估，其具体包含温度参数报警连锁、进料比例控制连锁、搅拌稳定控制连锁以及有毒有害气体监测报警装置等。高危化工工艺的风险评估指标体系具体内容如表 1 所示。3指标权重确定首先采用三角模糊函数来构建起模糊判断矩阵。在此假设共有 n 个评价指标，则对应的模糊判断矩阵为：A=（aij）n伊n，其中 a用来对一个具体模糊事件的重要程度进行描述2。在此基础之上邀请 N 位专家来对生收稿日期：2022-12-07作者简介：任泽旭，男，1987 年出生，毕业于青岛农业大学，本科，从事安全技术服务工作。总第 214 期2023 年第 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 214No.9，2023DOI:10.16525/14-1109/tq.2023.09.074安全生产山西化工第 43 卷表 1高危化工工艺的风险评估指标体系指标体系一级指标二级指标高危化工工艺风险度危险物料物料危险性、燃烧危险性、爆炸危险性、腐蚀危险性以及毒害危险性工艺参数储罐的液位高度、生产温度、压力、流量、搅拌转速以及氧含量安全控制温度报警连锁、进料比例控制连锁、紧急冷却系统、搅拌控制连锁、安全阀门系统、可燃气体监测装置、有毒有害气体监测装置产工艺进行评分，得到评分结果的综合三角模数，其定义见式（1）：aij=1N（aij1+aij2+aij3+aijN）.（1）本文所使用的判断矩阵标度具体如表 2 所示。在此基础之上得出各位专家进行评价的综合三角函数，采用式（2）表示：aij=lij，mij，uij.（2）式中：mij表示专家给出评价的相对重要程度，lij和 uij则为专家进行评价的模糊区间3。经过对判断矩阵的转换，使得其满足一致性条件，最终得出对应各层指标权重的计算公式为式（3）：棕i=nk=1仪rikn姨nk=1移nk=1仪rikn姨.（3）4风险等级评价首先利用模糊语言来构建起高危化工工艺的评价集，其中包括“高度危险、危险、比较危险以及可能危险”四个不同的指标，然后采用 0，1 函数和模糊隶属度函数来将模糊集中的指标量化4。采取语气算子来对工艺的具体危害程度进行表示，其具体的赋值方法如表 3 所示。通常来讲，在实践应用中常会采用隶属度函数来构建隶属度矩阵，具体的隶属度函数见式（4）：r（x）=e（x-u）22滓2.（4）式中：r（x）为指标体系中不同风险参数的隶属度，滋 为正态分布期望值，滓 为正态分布的标准差5。在此基础之上得出评价指标依据隶属度函数，可以构建起对应的模糊关系矩阵 S，其表达公式为式（5）：S=r11r1nrn1rnn蓘蓡.（5）式中：矩阵中的每行代表的是对应评价指标的 n 个评判等级所对应的隶属度。由于本文对高危生产工艺进行评价采用了三层指标体系，在得出各层指标权重系数和模糊关系矩阵之后，对其进行向上合并，便可以得出高危化工工艺安全生产过程中对于不同评判集的最终合成权重RPS 计算见式（6）：RPS=nk=1移棕inj=1移（棕ijSij）蓘蓡.（6）式中：棕i表示一级指标权重，棕ij表示为和一级指标相对应的二级指标权重，Sij表示为对应二级指标下的三级模糊关系矩阵，RPS 即为最终合成权重评价结果。5高危化工生产工艺安全评估案例为了验证上述构建起来的高危化工生产工艺安全评估系统的实用性和精准性，以具体的化工高危生产工艺为例，采用上述指标体系对其进行了评估6。结合上文给出的判断矩阵标度，选择 8 位专家来对高危工艺中的各项指标进行评判，最终得到综合三角模糊数据作为对各因素进行比较的依据，并得出该层指标所对应的上一层指标权重7。其中一级指标标度如表 4 所示，二级指标标度如表 5 所示。在此针对高危工艺的固有风险评估采用的是模糊评价方法来对其具体的指标进行量化，然后采用层次分析法计算得出具体的权重，最终得出高危工艺的固有风险值8。结合表 5 中的指标数据，可以得到针对 A、B、C进行判断的矩阵，具体如下：RA=110.8380.7820.9520.86 忆RB=0.5330.810.550.740.8620.870.778 忆RC=0.65110.430.3211 忆在此基础之上采用二级指标的量化数据和对应的权重即可得出一级指标的判断向量，具体判断矩阵如下：R忆=R忆AR忆BR忆C=0.9420.6860.773 忆表 2判断矩阵标度重要程度三角模糊函数标度（aij）三角模糊函数标度（aji）等价（1，1，1）（1，1，1）同样重要（1/2，1，3/2）（2/3，1，2）比较重要（1，3/2，2）（1/2，2/3，1）十分重要（3/2，2，5/2）（2/5，1/2，2/3）非常重要（2，5/2，3）（1/3，2/5，1/2）特别重要（5/2，3，7/2）（2/7，1/3，2/5）表 3语气算子赋值危害程度赋值高度危险0.50.25（0.84）1危险0.710.84比较危险0.50.50.5（0.71）可能危险00.5184窑窑2023 年第 9 期表 4一级指标标度指标危险物料工艺参数安全控制权重危险物料（1，1/2，1）（3/5，1/2，1/3）（1/2，1/3，1）0.219 5工艺参数（5/2，1，3/2）（1，1/2，1）（1，5/2，1）0.459 4安全控制（1，5/2，1）（1/2，1/3，1）（1，1/2，1）0.321 0表 5二级指标标度一级指标二级指标权重危险物料 A（0.219 5）物料危险性0.070 5燃烧危险性0.036 6爆炸危险性0.021 8腐蚀危险性0.049 6毒害危险性0.012 1工艺参数 B（0.459 4）储罐的液位高度0.180 8生产温度0.124 3压力0.083 0流量0.048 2搅拌转速0.031 9氧含量0.023 2安全控制 C（0.321 0）温度参数报警连锁0.071 8进料比例控制连锁0.039 5紧急冷却系统0.028 6搅拌稳定控制与连锁0.122 1安全阀门系统0.072 4可燃气体监测报置0.060 6有毒有害气体监测装置0.018 4其中，R忆A=IARA=0.3680.2530.1690.0980.0650.047 110.8380.7820.9520.86 忆=0.942，R忆B=IBRB=0.3270.0870.1560.1010.2300.056 0.5530.810.550.740.8620.870.78 忆=0.686，R忆C=ICRC=01100.0810.3750.2070.1720.055 10.921010.87=0.780.在计算得出一级指标的具体权重和判断矩阵之后，就可以对高危工艺的危险性指数进行计算，计算过程为：B=IR=0.4920.2160.1160.176 0.9420.6860.7720.780 忆=0.838.由此可以看出该化工企业的高危生产工艺处于比较危险的等级。6结语化工是一个具有较高危险性的行业，在当今社会更加重视安全生产的环境下，要想切实降低化工企业生产过程中安全事故的发生概率，对高危生产工艺进行系统性评估是一个行之有效的手段。本文以化工企业的高危生产工艺为研究对象，采用模糊综合评价以及层次分析法等构建起了对其安全进行系统评估的体系，并结合具体的实例对其计算过程和实际应用进行了介绍。实证结果表明该体系具有较强的实用性，可以为我国化工企业开展高危生产工艺的风险评估提供科学、合理的方法，同时也能够为化工企业提升自身安全管理水准提供数据方面的支撑。参考文献1刁益韶，冯悦寅，常江，等.危险化学品企业重大危险源应急管理问题及对策J.化学工程与装备，2020（3）：247-249.2杨福文，张波.精细化工安全生产事故原因及处理研究J.中小企业管理与科技，2020（6）：77-78.3蒋军成，魏丹，倪磊.一种新型化工过程热失控危险指数方法J.南京工业大学学报，2019，41（5）：537542.4张成伟.危险化工工艺的风险评估研究方法综述J.经济技术协作信息，2015（12）：71-71.5于菲菲，田文浩，王廷春.石油化工企业过程安全管理评估系统的设计与应用研究J.中国安全生产科学技术，2015（4）：112-115.6付净，张江石，聂方超.危化品事故根本原因判定标准的构建及实证研究J.安全与环境工程，2019，26（1）：115-119.7国家安全生产监督管理总局.关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见（安监总管三（2017）1 号）EB/OL.2017-01-12.8陈嵩嵩，董丽，张军平，等.环氧乙烷化工设计安全事项分析J.过程工程学报，2018，18（1）：78-80.Research on the Safety Assessment System for High Risk Production Processes in ChemicalEnterprisesRen Zexu,Yue Hong,Zhang Jingwen（China Certification&Inspection Group Public Security Safety Technology Co.,Ltd.,Zaozhuang Shandong277100,China）Abstract:As a high-risk industry,the chemical industry has a relatively high probability of accidents occurring during the productionprocess.In order to reduce the probability of safety accidents in high-risk chemical production processes,evaluating the production safetyand process risks of chemical processes is an effective means.Based on this,the safety assessment system for high-risk productionprocesses was studied through fuzzy comprehensive evaluation and analytic hierarchy process,in order to provide ideas and methods for thesafety assessment of high-risk production processes in Chinese chemical enterprises.Key words:chemical enterprises;high risk production processes;safety assessment任泽旭，等：化工企业高危生产工艺安全评估系统研究185窑窑