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鋁電解槽焙燒與啟動過程危險評價模糊層次分析

文檔作者：單文娟，劉軍文檔來源：河南理工大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月13日
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．26． 中國有色冶金A生產(chǎn)實(shí)踐篇·輕金屬
鋁電解槽焙燒與啟動過程危險評價模糊層次分析
單文娟，劉軍
(河南理工大學(xué)，河南焦作454003)
[摘要] 對鋁電解槽焙燒與啟動過程中諸多危險源進(jìn)行評價，考慮到評價內(nèi)容的模糊性，結(jié)合模糊
層次分析法，對這些危險因素的發(fā)生概率和其后果的嚴(yán)重性進(jìn)行量化，通過兩兩比較非定量危險因素，
建立判斷矩陣求其相應(yīng)權(quán)重。又通過專家評估，給出評價矩陣，得出鋁電解槽焙燒與啟動過程危險評價
集，對鋁電解槽焙燒與啟動生產(chǎn)安全進(jìn)行評價，定量確定鋁電解槽焙燒啟動過程危險等級。
[關(guān)鍵詞] 鋁電解槽；焙燒與啟動；危險評價；專家支持度；模糊層次分析法
[中圖分類號]TF821 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B [文章編號] 1672—6103(2016)04一0026—03
鋁電解槽的焙燒與啟動是電解鋁生產(chǎn)過程中麗
個重要階段。不論是新建系列槽、大修后單個電解
槽，還是某種原因臨時停產(chǎn)后未經(jīng)大修又需重新投
產(chǎn)的電解槽(稱二次啟動)，均需經(jīng)過焙燒與啟動兩
個階段才能轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。在電解鋁生產(chǎn)過程的這
兩個環(huán)節(jié)，存在著氧化鋁粉塵、石油焦粉塵、瀝青煙
塵等粉塵危害；氟化物、瀝青煙、一氧化碳等有毒氣
體的產(chǎn)生；來自凈化系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、炭素系統(tǒng)振動成型
機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生的噪聲危害；機(jī)械傷害及高處
墜落危險；操作過程中極易發(fā)生燙傷、灼傷事故等，
其危險源多。在對危險源進(jìn)行評價的過程中，評價
內(nèi)容存在不同程度的模糊性，用定量性評價方法進(jìn)
行評價，很難得出精確的評價結(jié)果。模糊層次分析
法是對多屬性事物或者說其總體優(yōu)劣受多因素影響
的事物，做出合理地綜合這些屬性或因素的總體評
判，是應(yīng)用模糊關(guān)系合成原理，從多個因素對被評判
事物隸屬等級狀況進(jìn)行綜合性評判的一種方法，是
一種有效解決不精確、不完全信息的方法。本文在
新構(gòu)建電解鋁焙燒啟動危險評價層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)
上，從模糊數(shù)學(xué)和層次分析法結(jié)合的角度出發(fā)，對焙
燒啟動過程進(jìn)行危險評價研究，具有一定的實(shí)用性
[作者簡介]單文娟(1982一)，女，河南焦作入，從事安全管理與安
全系統(tǒng)工程的研究工作。
[基金項目]國家自然科學(xué)基金(51404092)，河南省科技攻關(guān)資助
項目(132300410119)，河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點(diǎn)實(shí)驗室開放
基金資助項目(ws2013801)
[收稿日期]2015一08—15
和可操作性。
1層次分析法
層次分析法是70年代美國運(yùn)籌學(xué)家T．L．Satty
提出的，經(jīng)過多年的發(fā)展現(xiàn)已成為一種較為成熟
的方法。其基本原理是：將要評價系統(tǒng)的有關(guān)方案
的各種要素分解成若干層次，并以同一層次的各種
要素按照上一層要素為準(zhǔn)則，進(jìn)行兩兩判斷比較并
計算出各要素的權(quán)重，根據(jù)綜合權(quán)重按最大權(quán)重原
則確定最優(yōu)方案。它是在簡單加權(quán)法的基礎(chǔ)上推導(dǎo)
得出的，基本步驟為：①建立評價指標(biāo)體系；②建立
遞階層次結(jié)構(gòu)模型；③評價專家權(quán)重確定；(4)構(gòu)造
判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗。
遞階層次結(jié)構(gòu)圖見圖1。
2鋁電解槽焙燒與啟動危險評價
2．1 焙燒啟動危險評價指標(biāo)體系的建立
在鋁電解槽焙燒啟動過程危險評價中，造成事
故的主要因素有環(huán)境因素、工具因素、設(shè)備因素、管
理因素、人員因素。通過對其危險因素進(jìn)行分析，建
立了如表1所示的鋁電解槽焙燒啟動危險評價指標(biāo)
體系。
2．2層次結(jié)構(gòu)模型
在電解槽焙燒啟動系統(tǒng)中，目標(biāo)層為鋁電解槽
焙燒啟動危險評價系統(tǒng)，準(zhǔn)則層為環(huán)境因素、工具因
素、設(shè)備因素、管理因素、人員因素。
則相應(yīng)的判斷矩陣為：
萬方數(shù)據(jù)
2016年8月第4期單文娟等：鋁電解槽焙燒與啟動過程危險評價模糊層次分析．27．
目標(biāo)層
準(zhǔn)則層
指標(biāo)層
圖1遞階層次結(jié)構(gòu)圖
表1 鋁電解槽焙燒啟動危險評價指標(biāo)體系
H={ⅡI，“2，“3，“4，“5}
H1={ull，“12，u13．u14}
H2={H2l，u22，“23，u24，u25
H3={“31，u32，H33，“34，M35，u36}
Ⅱ4={“4l，u42，M43}
群5={玨5l，址52，M53，配54}
2．3評價專家權(quán)重確定
對某電解鋁生產(chǎn)企業(yè)投遞鋁電解槽焙燒啟動危
險評價調(diào)查問卷9份，收回9份，確定這9位專家的
權(quán)重。各專家評價指標(biāo)為“職務(wù)、工齡、學(xué)歷”。其
權(quán)值分配為“0．4，0．3，0．3”。
(1)專家指標(biāo)值量化。利用調(diào)查問卷，收集到9
位專家的信息如表2，可得各專家信息量化值如表3
所示。
表2專家信息表
表3專家信息量化表
職務(wù)9 9 7 7 5 9 3 l 1
工齡3 1 7 7 7 9 7 7 7
學(xué)歷9 9 9 5 9 3 3 5 5
(2)專家支持度計算。計算得到9位專家支持
度s：
s=[0．134 3 0．123 4 0．140 5 0．119 4
0．124 8 0．135 5 O．077 5 0．072 3 0．072 3]
2．4構(gòu)建判斷矩陣
根據(jù)鋁電解槽焙燒啟動危險評價系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
圖，其準(zhǔn)則層包括：環(huán)境因素、工具因素、管理因素、
人員因素、設(shè)備因素等，根據(jù)專家調(diào)查表，專家評價
判斷矩陣A為：
A=
1 5
1／5 1
1／7 l／3
1／5 1／3
1／3 3
通過對準(zhǔn)則層判斷矩陣進(jìn)行歸一化、一致性檢
驗等，得到環(huán)境、工具、管理、人員、設(shè)備等的權(quán)重分
別為：O．044 3、0．188 8、0．346 1、0．279 1、0．14l 7。
同理，得到9位專家確定的準(zhǔn)則層因素權(quán)重如
表4。
3 鋁電解槽焙燒與啟動危險模糊綜合
評價
通過對應(yīng)用實(shí)例的調(diào)查分析，各評價指標(biāo)的單
因素隸屬度，得到評價矩陣足：
3
3
3
／
／
l
l
l
l
5
3
l
1
1
7
3
1
1
3
萬方數(shù)據(jù)
．28． 中國有色冶金A生產(chǎn)實(shí)踐篇·輕金屬
O O O．0308 O．457 3 O．511 91
0．1449 0．513 8 0．2529 Q 088 5 0
O．368 3 O．424 O 0．1926 0 O
O．0441 0．2864 O．4880 0．181 6 0
0 0．143 9 O．5693 0．251 6 0 J
準(zhǔn)則層各指標(biāo)權(quán)重為：
w’：[o．18l 6 o．2050 o．23l 2 o．1722 0．2191]
則鋁電解槽焙燒啟動綜合評價指標(biāo)向量為：
囂=[o．1224 o．284 2 o．3107 o．187 6 o．093 0]
綜合評價指標(biāo)向量8已歸一化，采用加權(quán)平均
法可得到鋁電解槽焙燒啟動安全性模糊綜合評價的
最終結(jié)果：
移：曰'，7≈67
即鋁電解槽焙燒啟動安全性模糊綜合評價的最終
結(jié)果臨界于“一般”和“較好”之間，與實(shí)際情況相符。
4結(jié)論
(1)對鋁電解槽焙燒啟動過程危險評價的諸影
響因素進(jìn)行分析，運(yùn)用層次分析法對其在評價體系
中的權(quán)重進(jìn)行總排序，直接確定在評價系統(tǒng)中的影
響程度，以便安全管理工作突出重點(diǎn)，并重點(diǎn)防備。
(2)評價指標(biāo)體系的選取和評價指標(biāo)的確定均
采用了專家打分法，在當(dāng)前數(shù)據(jù)庫不完備的狀況下，
可操作性強(qiáng)，可信度高。并運(yùn)用專家支持度確定各
專家的權(quán)重，在評價過程中充分考慮了各專家的基
本情況，使評價結(jié)果更加合理。
(3)運(yùn)用多層次模糊綜合評價方法將定性的問
題及人們對此問題的主觀判斷以數(shù)據(jù)的形式表達(dá)出
來，并進(jìn)行模糊運(yùn)算處理，在一定程度上減少了人的
主觀錯誤，使評價更加全面、客觀和科學(xué)化。運(yùn)用多
層次模糊綜合評價方法，確定被評價系統(tǒng)的安全等
級，對企業(yè)的安全管理工作也具有一定的指導(dǎo)意義。
[參考文獻(xiàn)]
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科技大學(xué)．2∞7．
Applying FAHP to eVaIuating the hazard in roasting and startup of
aluminum electrolytic ceU
SHAN Wen-juan，LIU Jun
Abstract：To eValuate multiple dangerous sources of roasting and startup，the paper quantified occurrence probabil—
ity of risk factors and the serious consequences with consideration of evaluation content fuzziness and combined with
fuzzy analytie hierarchy process(FAHP)． Compared with non·quantitative risk factors，judgment matrix and its
corresponding weight were established． Then eValuation matrixes were got by assessing of experts．Then risk assess．
ment set was obtained，production safety of roasting stanup of aluminum electrolytic cell was evaluated to confim
the security grade of enterprises．
Key words：aluminum electrolytic cell；roasting and startup；hazard evaluation；expert supporting degree；FAHP

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