譚必超(富德(常州)能源化工發(fā)展有限公司，江蘇 常州 213034)

0 引言

乙烯是一種易燃易爆的高危險性化學品，由于乙烯化學分子比較活躍，對儲存環(huán)境要求較高，目前對于乙烯的儲存方法采取的是低溫灌裝儲存，但是當乙烯儲存量達到一定數(shù)量時，必須要采取有力的控制措施，降低罐區(qū)周邊環(huán)境對乙烯的影響，一旦采取的控制措施不合理，將會帶來災難性的后果，因此對于低溫乙烯罐區(qū)運行環(huán)境安全性評價是十分必要[1]。目前用于對低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價的方法主要有層次分析法、模糊分析法以及專家分析法，雖然這三種評價方法取得了一定的應用成果[2]，但是由于這三種傳統(tǒng)方法在實際應用中，得到的評價結(jié)果主觀性過強，具有較大的評價誤差，并且無法確定低溫乙烯罐區(qū)存在的風險主要形成原因，使低溫乙烯罐區(qū)運行風險控制策略制定具有一定難度，導致傳統(tǒng)方法已經(jīng)無法滿足低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價需求，為此提出基于FMEA 的低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價方法研究。FMEA 又稱失效模式與影響分析方法，是一種有效的事前預防分析工具，通過FMEA 對低溫乙烯罐區(qū)可能存在的失效模式以及失效原因進行分析，有助于針對低溫乙烯罐區(qū)運行風險問題，制定合理的預防措施，降低低溫乙烯罐區(qū)運行風險。

1 基于FMEA的低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價方法

1.1 建立低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價指標體系

根據(jù)《易燃易爆化學品儲存運行風險評價》GB-2012 中相關內(nèi)容規(guī)定，并結(jié)合實際低溫乙烯罐區(qū)安全運行需求，將低溫乙烯罐區(qū)運行風險作為一級指標，另外選取低溫乙烯罐區(qū)易燃性、易爆性、毒性、安全設備、儲存工藝作為二級指標[3]。在此基礎上確定了三級指標，建立低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價指標體系，如表1 所示。

表1 低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價指標體系

1.2 評價指標權(quán)重計算

對于評價指標權(quán)重的計算，此次采用專家打分法。專家憑借自身的經(jīng)驗，對上文建立的低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價指標體系中二級指標和三級指標進行打分，分數(shù)范圍設定為0-100分之間，則三級指標權(quán)重計算公式如下：

公式(1)中，k為每個三級指標的專業(yè)評分；h為所有三級指標專家評分總和，利用上述公式對體系中所有三級指標權(quán)重進行計算[4]。同理，運用同樣的方法對體系中二級指標權(quán)重進行計算，以此確定各個評價指標權(quán)重。

1.3 實現(xiàn)低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價

利用失效模式(FMEA)對低溫乙烯罐區(qū)運行分析進行評估，其過程如下：假設Q為低溫乙烯罐區(qū)的待評估FMEA 集合，X為低溫乙烯罐區(qū)失效模式的風險評估指標集，然后根據(jù)各個評價指標的權(quán)重值不同，將評價向量等級分為1 級、2 級、3 級，然后設置一個置信度，通常取值0.1 或0.2，按照從高到低，組成一個評價矩陣，再采用評級指標嚴重度P、發(fā)生度A以及難檢度C對低溫乙烯罐區(qū)FMEA 進行風險評估，建立FMEA 評價矩陣如下：

公式(2)中，Z為低溫乙烯罐區(qū)失效模式風險評價分數(shù)；V表示指標體系中的評價向量，評價向量的排序根據(jù)指標權(quán)重值大小[5]。利用上述公式可以得到一個低溫乙烯罐區(qū)FMEA 評分，F(xiàn)MEA 評分越高說明低溫乙烯罐區(qū)運行風險等級越高[6]。根據(jù)低溫乙烯罐區(qū)FMEA 評分確定了五個風險等級，并為每個失效模式確定了相應的對策，如表2 所示。

利用公式(2)計算低溫乙烯罐區(qū)FMEA 評分，再根據(jù)表2 確定風險等級，以此實現(xiàn)了基于FMEA 的低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價。

2 對比實驗

實驗以某低溫乙烯罐區(qū)為實驗對象，其運行環(huán)境參數(shù)如表3 所示。

現(xiàn)運用此次設計評價方法與傳統(tǒng)評價方法，對以上十個低溫乙烯罐區(qū)運行風險進行評估，在實驗過程中對選取的評估指標優(yōu)選排序設定十個不同的排列順序，對比兩種方法的評價矢量，評價矢量值越接近1，說明評價方法精度越高；評價矢量值越接近0，說明評價方法精度越低。實驗結(jié)果如表4所示。

從上表可以看出，此次設計方法評價矢量值遠遠高于傳統(tǒng)方法，且接近數(shù)值1，證明了此次設計方法可以滿足低溫乙烯罐區(qū)運行風險評估精度需求。

表2 低溫乙烯罐區(qū)FMEA評分及風險等級分級表

表3 低溫乙烯儲罐一覽表

表4 兩種方法評估矢量對比(N)

3 結(jié)語

此次將FMEA 應用在低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價中，形成了一種新的評價方法，有效提高了低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價精度，為低溫乙烯罐區(qū)風險控制提供參考依據(jù)，也為低溫乙烯罐區(qū)運行風險評價研究具有良好的參考價值。由于此次研究時間有限，雖然在該方面取得了一定的研究成果，但還存在一些不足之處，今后還會進行深入研究。