朱丁春（泰州市蘇飛達(dá)安全科技有限公司 江蘇 225400）

引言

通過(guò)采取控制措施及附加安全系統(tǒng)和消防設(shè)施，是化學(xué)工業(yè)中傳統(tǒng)的控制危險(xiǎn)源的方法，在人員、環(huán)境、重要設(shè)備和危險(xiǎn)源之間設(shè)置保護(hù)層，以降低事故發(fā)生的可能性及潛在事故后果的嚴(yán)重性，從而使化工過(guò)程中的危險(xiǎn)性降低。高可靠性、數(shù)量足夠的保護(hù)層可以降低危險(xiǎn)性，但是如果安全措施實(shí)效、控制系統(tǒng)故障或生產(chǎn)裝置失控，那么有毒、易燃、易爆物質(zhì)的泄漏，中毒、爆炸、火災(zāi)等重大工業(yè)事故是無(wú)法避免的。因此，化學(xué)工業(yè)中傳統(tǒng)控制危險(xiǎn)發(fā)生的方法并不能杜絕危險(xiǎn)事件的發(fā)生。本文通過(guò)對(duì)化工過(guò)程本質(zhì)安全的討論，簡(jiǎn)要分析化工過(guò)程本質(zhì)安全性的模糊評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

一、化工過(guò)程本質(zhì)安全概念及發(fā)展現(xiàn)狀

化工過(guò)程的本質(zhì)安全指的是僅僅依靠化工過(guò)程本身的設(shè)計(jì)性就能控制和消除化工過(guò)程設(shè)計(jì)的工藝操作條件或物料等帶來(lái)的潛在的危險(xiǎn)，從而使化工生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到高度安全。

上世紀(jì)60-80年代，因化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展，重大事故頻繁發(fā)生，歐美等世界經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注化工過(guò)程本質(zhì)安全的問(wèn)題。為了解決這類難題，有安全專家在一個(gè)國(guó)際會(huì)議上提出了化工本質(zhì)安全的原理，即“最小化、替代、緩和、后果限制、簡(jiǎn)單化”[1]?；み^(guò)程本質(zhì)安全原理提倡生產(chǎn)過(guò)程具有危險(xiǎn)性的物料應(yīng)低儲(chǔ)量存儲(chǔ)，這樣即使發(fā)生事故，也不會(huì)造成重大的危害；盡量采用危險(xiǎn)性小或者無(wú)害的物料；物料的處理加工和儲(chǔ)存要在緩和的工藝條件下進(jìn)行；高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備、高真空、高壓容器等高能系統(tǒng)應(yīng)盡量避免使用；工藝操作和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性應(yīng)盡量降低，從而減少人為失誤及設(shè)備故障發(fā)生的概率，降低危險(xiǎn)事故發(fā)生的嚴(yán)重度。因此，提高化工過(guò)程的本質(zhì)安全技術(shù)應(yīng)提高工藝過(guò)程本身的安全性能。近年來(lái)，我國(guó)化工企業(yè)發(fā)生了多起具有巨大社會(huì)影響的重大災(zāi)害性事故，縱觀這些事故，人為的失誤除外，化工中裝置的老化和設(shè)計(jì)的缺失也是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要原因，因此，只有設(shè)法提高化工過(guò)程的本質(zhì)安全才能預(yù)防和減少災(zāi)害的發(fā)生。對(duì)化工過(guò)程本質(zhì)安全也有專門的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其中主要運(yùn)用的是模糊評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

二、化工過(guò)程本質(zhì)安全評(píng)價(jià)體系

1.化工過(guò)程本質(zhì)安全評(píng)價(jià)體系的確立

化工過(guò)程本質(zhì)安全性由化工過(guò)程固有的危險(xiǎn)性決定，其生產(chǎn)過(guò)程的主要構(gòu)成是反應(yīng)過(guò)程和分離過(guò)程及其他相應(yīng)的設(shè)備，只有先建立本質(zhì)安全性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，化工過(guò)程本質(zhì)安全性的模糊評(píng)價(jià)才能進(jìn)行?；み^(guò)程中的固有危險(xiǎn)性可以用工藝條件危險(xiǎn)性和物質(zhì)危險(xiǎn)性兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)概括，工藝條件的危險(xiǎn)性由工藝結(jié)構(gòu)、設(shè)備、操作條件的危險(xiǎn)性來(lái)體現(xiàn)，物質(zhì)危險(xiǎn)性由物質(zhì)反應(yīng)特征和物質(zhì)一般危險(xiǎn)性來(lái)體現(xiàn)。結(jié)合化工過(guò)程本質(zhì)安全的原理，確定和構(gòu)建了化工過(guò)程本質(zhì)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)的體系。例如，將危險(xiǎn)物料的量最小化，工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，緩和和弱化溫度、壓力、反應(yīng)熱的的限制和不良影響，那么火災(zāi)、爆炸、中毒等危險(xiǎn)性實(shí)踐的發(fā)生概率可大大降低。

2.模糊推理過(guò)程

以模糊集合為基礎(chǔ)，并借助隸屬函數(shù)將模糊概念從“完全不屬于”過(guò)渡到“完全隸屬于”的過(guò)程全部表達(dá)出來(lái)，對(duì)所有的模糊概念進(jìn)行連續(xù)、準(zhǔn)確的定量表示，在模糊信息的前提下進(jìn)行有效的決策和判斷，這就是模糊推理的過(guò)程，模糊推理完善了工藝設(shè)計(jì)初期的信息，實(shí)現(xiàn)安全和危險(xiǎn)之間的平穩(wěn)過(guò)渡，以避免小幅度變化的參數(shù)值可能帶來(lái)跳躍的結(jié)果，較之經(jīng)典集合論，模糊推理較大提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[2]。模糊推理的程序：第一，輸入量的模糊化，將數(shù)字形式的輸入量轉(zhuǎn)化為模糊邏輯的常用語(yǔ)言值表示的模糊集，并以其隸屬度函數(shù)定義。第二，建立模糊推理規(guī)則，“IF...,THEN...”規(guī)則是模糊推理系統(tǒng)的核心，化工生產(chǎn)實(shí)際情況和專家經(jīng)驗(yàn)是本質(zhì)安全評(píng)價(jià)推理系統(tǒng)推理規(guī)則建立的設(shè)計(jì)依據(jù)[3]。第三，通過(guò)重心法對(duì)輸出量作反模糊化處理，給定的輸入和通過(guò)推理得到的輸出是一個(gè)模糊集合，重心法可以對(duì)模糊集合進(jìn)行反模糊化處理，從而得到確定的數(shù)值。具體步驟如圖1所示：

以Mamdani型推理為例，簡(jiǎn)要概括實(shí)際化工過(guò)程本質(zhì)安全評(píng)價(jià)應(yīng)遵循的步驟：第一，選擇評(píng)價(jià)范圍，對(duì)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行劃分，一般根據(jù)不同的操作對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行劃分，如凈化單元、儲(chǔ)存單元、反應(yīng)單元等。第二，針對(duì)各單元的具體情況，對(duì)化學(xué)物質(zhì)的操作和使用過(guò)程、操作條件、過(guò)程結(jié)構(gòu)、補(bǔ)償措施、過(guò)程設(shè)備等進(jìn)行調(diào)查，對(duì)評(píng)價(jià)參數(shù)值進(jìn)行確定。第三，評(píng)價(jià)各單元的本質(zhì)安全。第四，確定和評(píng)價(jià)整個(gè)過(guò)程的本質(zhì)安全水平。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高離不開(kāi)化學(xué)工業(yè)，隨著科技的進(jìn)步和對(duì)化工過(guò)程的認(rèn)識(shí)加深，如何確?；瘜W(xué)工業(yè)操作過(guò)程的安全性也是學(xué)者和化學(xué)工業(yè)參與者永恒不變的研究重點(diǎn)，模糊評(píng)價(jià)系統(tǒng)能對(duì)受多種因素影響的事物做出有效的、全面的評(píng)價(jià)。模糊評(píng)價(jià)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用能全面有效地對(duì)化工過(guò)程本質(zhì)安全做出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，從而提高化工過(guò)程本質(zhì)安全性，減少危險(xiǎn)性事件的發(fā)生，對(duì)整個(gè)化學(xué)工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。

[1]王芳,曲文晶.化工過(guò)程本質(zhì)安全的模糊評(píng)價(jià)研究[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué).2010,26(8):1084-1087.

[2]王艷華,陳寶智,黃俊.化學(xué)過(guò)程本質(zhì)安全性之模糊評(píng)價(jià)系統(tǒng)[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2011,18(7):129-133.

[3]江濤.論本質(zhì)安全[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào).2010,10(5):125-127.