黃偉HUANG Wei

（宜賓天原集團(tuán)股份有限公司，宜賓 644000）

0 引言

熱電廠是能源生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障供電和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。然而，熱電廠的正常運(yùn)行設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)行、化學(xué)反應(yīng)，熱電轉(zhuǎn)化等多個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、人員傷亡和環(huán)境污染等嚴(yán)重后果[1]。因此，對(duì)熱電廠進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)和控制是確保熱電廠安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

熱電廠安全評(píng)價(jià)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，旨在識(shí)別和評(píng)估潛在的危險(xiǎn)源，并采取相應(yīng)的控制措施，以減少事故和災(zāi)害的發(fā)生。評(píng)價(jià)過程涉及多個(gè)方面，包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、安全管理體系、人員操作行為等[2]。通過對(duì)這些方面的評(píng)估，可以全面了解熱電廠的危險(xiǎn)源情況，為制定風(fēng)險(xiǎn)控制方案提供依據(jù)。熱電廠主要危險(xiǎn)源包括機(jī)械、熱、化學(xué)和電氣等方面的危險(xiǎn)。機(jī)械危險(xiǎn)是指由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部件的故障，可能導(dǎo)致機(jī)械斷裂、飛濺物、碰撞等事故[3]。熱危險(xiǎn)主要涉及高溫、高壓和燃燒等問題，如蒸汽泄漏、爆炸等?；瘜W(xué)危險(xiǎn)主要涉及燃燒過程中產(chǎn)生的有害氣體和廢水，如二氧化硫、氮氧化物等。電氣危險(xiǎn)主要涉及設(shè)備的電氣系統(tǒng)，如電路短路、電擊等[4，5]。為了減少事故和災(zāi)難的發(fā)生，需對(duì)潛在危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別和評(píng)估，從而及早發(fā)現(xiàn)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施來控制和降低這些風(fēng)險(xiǎn)。常用于評(píng)價(jià)危險(xiǎn)源的方法主要包括層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)等方法，層次分析法是一種定量評(píng)估方法，通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)，利用專家判斷和數(shù)學(xué)模型來確定危險(xiǎn)源的重要性程度。用于處理評(píng)價(jià)對(duì)象多指標(biāo)、模糊不確定性和主觀性的問題。模糊綜合評(píng)價(jià)方法是將模糊數(shù)學(xué)的概念和技術(shù)應(yīng)用于評(píng)價(jià)過程中，通過建立模糊評(píng)價(jià)模型、確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重、進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)計(jì)算等步驟來得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果[6-8]?？梢愿鶕?jù)具體情況選擇合適的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此從主要危險(xiǎn)源、評(píng)價(jià)方法和預(yù)防措施等方面將對(duì)熱電廠主要危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)進(jìn)行深入探討，可以為熱電廠鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)和有效措施。

1 熱電廠危險(xiǎn)源的模糊綜合評(píng)價(jià)模型

熱電廠由多個(gè)子模塊系統(tǒng)組成，主要包括煤炭?jī)?chǔ)存和運(yùn)輸系統(tǒng)、鍋爐設(shè)備系統(tǒng)、除灰除渣系統(tǒng)以及脫硫脫硝系統(tǒng)等，通過對(duì)熱電廠主要安全隱患進(jìn)行辨識(shí)，得出了各子系統(tǒng)中存在的主要危險(xiǎn)源，如圖1 所示。為進(jìn)一步計(jì)算熱電廠各子系統(tǒng)危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)程度，采用層次分析法計(jì)算了各因素的權(quán)重，然后基于各因素的權(quán)重及專家打分對(duì)上述危險(xiǎn)源進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

圖1 熱電廠主要危險(xiǎn)源類型

模糊綜合評(píng)價(jià)模型是一種用于處理評(píng)價(jià)問題中的不確定性和模糊性的方法，它通過對(duì)準(zhǔn)則層（主因素）和決策層（子因素）進(jìn)行模糊化處理，得出最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。由于熱電廠的子系統(tǒng)和設(shè)備之間具有層次性和模糊性，因此可以采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)步驟如下：

1.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)

評(píng)價(jià)指標(biāo)是用來衡量和評(píng)估目標(biāo)的特征和性能的因素。權(quán)重表示各個(gè)指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中的重要程度。

本文主要從儲(chǔ)煤運(yùn)煤系統(tǒng)、鍋爐設(shè)備系統(tǒng)、除灰除渣系統(tǒng)以及脫硫脫硝系統(tǒng)四個(gè)結(jié)構(gòu)模塊對(duì)熱電廠的主要危險(xiǎn)源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。（圖1）

設(shè)A={A1，A2，…，An}為熱電廠危險(xiǎn)源因素集，其中A1，A2，…，An為熱電廠危險(xiǎn)源的主因素層，而A1={A11，A12，…，A1i}；A2={A21，A22，…，A2n}，…，An={An1，An2，…，Ani}。其中Aij為熱電廠危險(xiǎn)源的子因素集。

1.2 確定指標(biāo)權(quán)重

本文采用層次分析法（APH）確定各主因素和子因素的權(quán)重。先構(gòu)建判斷矩陣，將各因素進(jìn)行兩兩比較得出各因素的相對(duì)重要性。通過計(jì)算判斷矩陣的特征向量進(jìn)而特征值得出每個(gè)因素的權(quán)重，其中，特征向量表示每個(gè)準(zhǔn)則的重要性，特征值表示準(zhǔn)則的一致性。最后對(duì)判斷矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，如果一致性較高，則可信度較高否則重新進(jìn)行計(jì)算。

1.3 確定評(píng)價(jià)等級(jí)集合

評(píng)價(jià)等級(jí)集合是對(duì)評(píng)價(jià)事物的等級(jí)劃分，一般是指安全、危險(xiǎn)等評(píng)語，針對(duì)熱電廠主要存在的安全隱患，此次評(píng)價(jià)建立相對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)集合主要包括無危險(xiǎn)性，低危險(xiǎn)性，中危險(xiǎn)性和高危險(xiǎn)性四個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)。即：V={V1，V2，V3，V4}={無危險(xiǎn)性，低危險(xiǎn)性，中危險(xiǎn)性和高危險(xiǎn)性}，各評(píng)價(jià)等級(jí)的分值如表1 所示。

表1 評(píng)價(jià)等級(jí)及其對(duì)應(yīng)的得分表

1.4 確定隸屬矩陣

由n 名熱電廠安全領(lǐng)域的專家對(duì)上述各系統(tǒng)的主要危險(xiǎn)源進(jìn)行打分，得到相應(yīng)的隸屬矩陣，其中每個(gè)子因素的隸屬向量為：

qij={qij1，qij2，…，qijk}，qijk=Vijk/n，其中，k 表示評(píng)價(jià)集的等級(jí)，n 代表專家人數(shù)，本次熱電廠危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)由10 名經(jīng)驗(yàn)豐富的安全專家完成，qijk表示判定待評(píng)價(jià)的子因素Aij屬于Vk等級(jí)的人數(shù)。匯總各子因素的隸屬向量即得到第二層子因素的隸屬矩陣Qij。

2 熱電廠的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

利用層次分析法計(jì)算得出熱電廠的一級(jí)主因素（準(zhǔn)則層）和二級(jí)子因素（決策層）的權(quán)重，其中：

主因素（準(zhǔn)則層）的權(quán)重為：

一級(jí)主因素的指標(biāo)權(quán)重大小排序?yàn)椋篈2＞A1＞A3＞A4，這意味著熱電廠的鍋爐設(shè)備的危險(xiǎn)性＞儲(chǔ)煤、運(yùn)煤系統(tǒng)的危險(xiǎn)性＞除灰排渣系統(tǒng)的危險(xiǎn)性＞脫硫脫硝系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。

子因素（決策層）的權(quán)重為：

分別將主因素和子因素的權(quán)重相乘即可得到基于層次分析法的熱電廠各子因素危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性Pij，如圖2 所示。由圖2 可知，二級(jí)子因素的指標(biāo)權(quán)重大小排序?yàn)椋篜21＞P25＞A11＞P14＞P24＞P13＞P22＞P32＞P23＞P31＞P42＞P41＞P33＞P12＞P43，這表明熱電廠的二級(jí)子因素的危險(xiǎn)性大小依次為：管路閥門破損＞油系統(tǒng)火災(zāi)＞火災(zāi)爆炸＞車輛傷害＞缺水滿水事故＞皮帶故障＞爐膛爆炸＞高溫燙傷＞鍋爐結(jié)焦＞觸電事故＞安全附件失效＞聯(lián)鎖保護(hù)失效＞物體打擊＞粉塵＞石灰倉(cāng)庫(kù)倒塌。

圖2 熱電廠危險(xiǎn)源二級(jí)子因素的危險(xiǎn)性Pij

由10 名專家對(duì)各子因素的打分分別計(jì)算出儲(chǔ)煤運(yùn)煤系統(tǒng)Q1、鍋爐設(shè)備系統(tǒng)Q2、除灰除渣系統(tǒng)Q3和脫硫脫硝系統(tǒng)Q4的隸屬矩陣：其中：

由計(jì)算得出的二級(jí)指標(biāo)權(quán)重和計(jì)算得出的二級(jí)隸屬矩陣求出一級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣B1：

根據(jù)一級(jí)模糊評(píng)判矩陣可知，對(duì)于儲(chǔ)煤運(yùn)煤系統(tǒng)，66.93%的專家認(rèn)為無危險(xiǎn)性，17.42%的專家認(rèn)為具有低危險(xiǎn)性，15.65%的專家認(rèn)為其具有一般危險(xiǎn)性；對(duì)于鍋爐設(shè)備系統(tǒng)，69.39%的專家認(rèn)為無危險(xiǎn)性，17.80%的專家認(rèn)為具有低危險(xiǎn)性，12.81%的專家認(rèn)為具有一般危險(xiǎn)性；對(duì)于除灰除渣系統(tǒng)，58.60%的專家認(rèn)為無危險(xiǎn)性，25.33%的專家認(rèn)為具有低危險(xiǎn)性，16.07%的專家認(rèn)為具有一般危險(xiǎn)性；對(duì)于脫硫脫硝系統(tǒng)，81.16%的專家認(rèn)為無危險(xiǎn)性，12.72%的專家認(rèn)為具有低危險(xiǎn)性，4.97%的專家認(rèn)為具有一般危險(xiǎn)性。從上述結(jié)果可以看出該熱電廠的脫硫脫硝系統(tǒng)的危險(xiǎn)性基本無危險(xiǎn)性，而儲(chǔ)煤運(yùn)煤、鍋爐設(shè)備系統(tǒng)的危險(xiǎn)性總體較小，而除灰除渣系統(tǒng)的危險(xiǎn)性相對(duì)較高，因此該熱電廠在后續(xù)生產(chǎn)中要加強(qiáng)除灰除渣系統(tǒng)的安全隱患排查，確保熱電廠整體的安全運(yùn)行。

由上述評(píng)判矩陣進(jìn)一步計(jì)算得到熱電廠二級(jí)模糊評(píng)價(jià)矩陣B2：

上述結(jié)果為該熱電廠對(duì)專家評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬程度，這表明68.07%的專家認(rèn)為該熱電廠無危險(xiǎn)性，18.31%的專家認(rèn)為該熱電廠具有低危險(xiǎn)性，13.53%的專家認(rèn)為該熱電廠具有一般危險(xiǎn)性，根據(jù)最大隸屬度原則可以認(rèn)為該熱電廠基本無危險(xiǎn)性。

最后計(jì)算了該熱電廠的最終評(píng)分值：

3 結(jié)束語

為確保熱電廠的安全生產(chǎn)，采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)儲(chǔ)煤運(yùn)煤、鍋爐設(shè)備、除灰除渣以及脫硫脫硝四個(gè)子系統(tǒng)中存在的15 種主要危險(xiǎn)源進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。依據(jù)層次分析法確定的權(quán)重大小可知對(duì)于一級(jí)主因素中鍋爐設(shè)備系統(tǒng)的危險(xiǎn)性最大，而二級(jí)子因素中管路閥門破損、油系統(tǒng)火災(zāi)和火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性相對(duì)較大，權(quán)重超過0.1，為該熱電廠的安全提供重點(diǎn)管理方向。

由綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可知該熱電廠評(píng)價(jià)得分為92.7 分，總體屬于無危險(xiǎn)水平。由一級(jí)模糊評(píng)判矩陣結(jié)果可知該熱電廠的除渣除灰系統(tǒng)的危險(xiǎn)性相對(duì)最大，儲(chǔ)煤運(yùn)煤系統(tǒng)和鍋爐設(shè)備系統(tǒng)的危險(xiǎn)性次之，脫硫脫硝系統(tǒng)危險(xiǎn)性最小，根據(jù)上述結(jié)果該熱電廠后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的安全管理。