锅炉房安全事故风险评价探究

耿　帅，车　辉，王贺尧（沈阳航空航天大学 安全工程学院，辽宁 沈阳110136）



锅炉房安全事故风险评价探究

耿帅，车辉，王贺尧
（沈阳航空航天大学 安全工程学院，辽宁 沈阳110136）

摘 要：安全事故风险评价研究目的是找出锅炉房主要危险因素，采取必要措施保证锅炉房安全运行.文章运用层次分析法和模糊综合评价相结合的方法，通过专家打分的方式，对各级因素进行两两比较，计算各级危险因素权重，结合模糊综合方法，进行综合评判；然后结合实例分析，针对安全评价结果，得出化工行业的锅炉房燃气系统隐患最大；最后结合问题提出相应的风险管理措施，即锅炉燃气系统需要进一步加强全寿命周期的安全管理，并设置关键点进行检测，跟踪剩余风险，将剩余事故风险的情况和不正常的变化进行时时分析，并反映给管理人员，以便于管理人员能及时了解锅炉房的安全状态，采取必要的安全措施.

关键词：锅炉爆炸；风险管理；风险评价；层次分析法；模糊综合评判法

在锅炉运行过程中，由于内部处于高温、高压的状态下，锅炉易发生不同状态的损坏[1].近2年江苏南通、河北省邢台市等地发生多起锅炉爆炸事故，损失惨重.因此，对锅炉进行有效的安全评价，通过评价结果，提出相应的风险管理措施，对预防事故的发生非常重要.文献[2]针对锅炉房的评价采用事故树分析方法得出：在锅炉购置阶段、安装阶段、运行阶段、保养阶段、检修阶段设置控制点，出现异常状况及时处理，并且实行安全责任制的原则；文献[3]采用安全检查表法评价方法，明确地反映系统中存在的薄弱部分，并根据问题采取必要的安全措施.本文通过层次分析法和模糊综合评价法的综合应用，采取定性与定量相结合方法，对锅炉房安全事故风险进行更全面的评价.

1　锅炉房安全风险因素

由于锅炉于属特殊设备，结构复杂，要求较高，而且影响因素多，任何一个环节出现问题都有可能导致事故的发生.我们主要从人员因素、机械设备因素、环境因素、安全管理因素等4个方面分析.

1）人员因素：主要包括操作人员的安全意识、身体状况、操作规范（误操作）和操作技能等4个方面.

2）机械因素主要包括：

（1）锅炉的燃气系统、管道阀门等处存在缝隙可能会泄露气体，存在明火或者小火花的情况下就可能引起爆炸的危险.

（2）安全附件：如果锅炉水位计出现故障，就会存在锅炉严重缺水或者满水的情况，而在严重缺水的情况下会引起爆炸危险，严重满水就会引起水冲击的影响和危害；当锅炉的压力超出预计的安全压力会导致受压元件的破裂，甚至会引起爆炸.

（3）水质条件：锅炉内壁受水质的影响，一般内壁可能被腐蚀而变得较薄或者锅炉结垢以后就会使得元件过热致使受压元件的破裂，严重时就会爆炸.

（4）噪音条件：锅炉房机器，如水泵、风机、蒸汽排放等在运转过程中会制造噪音，而噪音对操作人员产生干扰，使人陷入眩晕状态，容易出现事故.

3）环境危险危害因素：高温条件、自然灾害（雨水、雷击等）、照明条件（屋内照明设施故障或者照明不充分有可能导致操作人员的失误，发生事故）.

4）管理因素包括：管理制度、人员培训、定期检查等.

2　锅炉房安全风险评价

首先运用层次分析法确定锅炉房安全评价指标体系，再通过模糊综合评价法对锅炉房进行整体评价，图1为锅炉房风险评价流程图.

2.1安全评价因素体系的建立

根据安全评价因素体系的有关原则，从人员、管理、环境、设备因素分析，图2为锅炉房安全评价指标体系图.

2.2确定各指标权重

采取专家打分的方式，对选取因素进行两两比较，得到判断矩阵A，计算权重值，本文选用了计算较为简便的“和积法”计算权重向量，然后计算矩阵最大特征根，最后进行一致性检验.公式在文献[4]的数学模型基础上进行了修正，使其计算准确.

1）对A进行规范化处理：

图1　锅炉房风险评价流程图

图2　锅炉房安全评价指标体系

其中，aij为因素i与因素j进行比较得出的值，如果2个元素同等重要，aij所选取的值为1；一个比另一个稍微重要，aij所选取的值为2，依次类推.

2）计算权重向量：

3）计算矩阵最大特征根：

4）进行一致性检验：

当结果一致时，存在λmax=n，也就是C.I.=0；结果不一致时，一般情况下λmax>n，C.I.> 0.表1为平均随机一致性指标C.R在不同条件下的取值情况.

再进行一致性检验，需要满足下面条件才能通过一致性检验：

2.3模糊综合评判

首先建立评判对象的因素论域U，再确定评语等级论域V，建立模糊关系矩阵，最后进行综合评判.下面选取的数学模型在文献[4]的基础上进行了改进，把专家的综合评判结果进行加权计算，使结果更加符合实际情况.

1）建立论域U

2）确定论域V

4）确定权向量

5）进行综合评判

表1　平均随机一致性指标C.R.[4]

3　应用实例

沈阳某化工厂锅炉房，燃料主要为煤，蒸汽锅炉2台，每台锅炉进水阀的出口和出水阀的入口处都应该装设压力表和温度计，在锅炉出水口应该装配记录式测温仪表.

3.1确定各指标权重

3.1.1一级评价因素权重

人员因素u1、设备因素u2、环境卫生因素u3、安全管理因素u4为第一级评价因素，表2为一级评价因素判断矩阵.

表2　一级评价因素判断矩阵

由表2可知各项权重值为：

计算其最大特征根：

进行一致性检验：

当n=4时，C.R.=0.9，

表3为锅炉房一级因素评价结果.

表3　锅炉房一级因素评价结果

3.1.2二级因素评价结果

表4为各因素权重值及评估结果.

3.2模糊综合评判

根据最大隶属度原则，取矩阵中最大值0.3063，综合所有因素，结合化工锅炉行业的风险特点，得出燃气系统隐患较大，在接下来的风险管理过程中，应完善燃气系统安全功能，加强工人安全教育，加强锅炉事前预防，事后控制，将事故发生率降到最低.

表4　各因素权重值及评估结果

参考文献：

［1］ 谢照思，徐子力.锅炉安全分析［J］.广西轻工业，2010，10（4）：12-13.

［2］ 王斌.锅炉爆炸事故分析与安全对策［J］.科协论坛，2010，10（6）：25-26.

［3］ 彭小兰，范晓明.基于安全检查表法的锅炉厂质量保证体系的安全评价［J］.安全与环境工程，2010，11 （9）：15-16.

［4］ 郝晓华.阜新炸药厂安全性综合评价［D］.辽宁工程技术大学，2005：29-36.

Risk Assessment of Safety Accident in Boiler Rooms

GENG Shuai, CHE Hui, WEANG Heyao
（School of Safety Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang, Liaoning 110136, China）

Abstract:The purpose of safety accident risk assessment is to find out major potential risks in the boiler room, and to take necessary measures to ensure the safe operation of the boiler. Applying the method of AHP and fuzzy comprehensive evaluation, this paper assesses risks at all levels through comparing two levels of factors and expert grading. Based on the assessment result, it is concluded that the gas system in the boiler room has the biggest risk potential. A safety maintenance and management of the gas system needs to be improved. Critical control points are set to detect and track the residual risks. Any unusual changes should be analyzed and reported to the management staff so as they can take necessary precautions accordingly.

Key words:boiler explosion; risk management; risk assessment; AHP; FCE

作者简介：耿帅（1990-），男，河南省商丘人，硕士研究生，研究方向：系统安全理论与应用.

收稿日期：2016-01-22

DOI:10.13899/j.cnki.szptxb.2016.03.014

中图分类号：TU996.7+3

文献标志码：A

文章编号：1672-0318（2016）03-0069-04