模糊综合评价法在往复泵安全评价中的应用 罗通元（中国石油大学机械与储运工程学院，北京１０２２４９） 摘要：往复泵系统是非常复杂而风险很高的动力系统，有 必要对往复泵运行过程中的安全状况进行评价，以控制降低事 故风险。笔者将优序图法与模糊综合评价法相结合，建立起基 于优序图一模糊综合评价法的安全评价模型。根据往复泵自身 结构特点，针对运行过程中的诸多不安全因素，建立起安全评 价指标体系，通过优序图法确定了各因素权重值，利用模糊综 合评价对往复泵系统进行了安全评价，得出评价等级。结果表 明：该方法操作方便、评价效果准确可信，可在往复泵系统中应 用推广。 关键词：往复泵系统评价指标体系优序图模糊综合评价安 全评价 往复泵系统在油田应用非常广泛，油田注水采油系统中动 力系统中使用的高压注水泵就是一个重点监控对象。随着油 田开采进入中后期，因地质条件劣化或油层压力降低而产生油 田开发速度下降、采收率下降、效益下降等一系列问题，油田注 水的压力也越来越大，而高压往复注水泵是往复泵产品中使用 工况很苛刻的油田设备，高压注水泵机组的正常运行对于注水 作业非常重要，机组的任一部件的发生故障时就得停机修理。 需要投入人力、物力和财力，同时油井停产造成的损失也是非 常大的。事实上，往复注水泵系统是一个非常复杂的系统，其 安全问题涉及到诸多方面，往往要考虑各指标的相对重要性， 通过综合评价来确定影响系统运行的重要因素同时采取预防 措施是非常重要的。 目前，针对往复泵单一装置的安全评价应用较少，主要的 评价方法：安全检查表、事故树分析法、危险性和可操作研究等 方法应用于化工系统非常普遍，但是涉及人员、环境、装置及社 会影响各方面的的评价却很少，这些针对企业内部的评价方法 也很少对装置进行关注…。 模糊综合评价方法是利用模糊线性变换原理和最大隶属 度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其做出合理的 综合评价。它以隶属函数为桥梁，将不确定性在形式上转化为 确定性 。通过对系统进行全方位考察，综合得出系统的安全 等级及对系统影响最大的指标因素，帮助人们针对性改善系统 安全水平；优序图作为一种简单高效的权重计算方法，能很好 的表示各因素相对上层指标的权重关系，同时与模糊综合评价 法相结合能准确的对系统进行等级评价。 １评价方法介绍 １．１优序图法 优序图法（Ｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅ Ｃｈａｒｔ，简称ＰＣ）是美国人穆蒂）于 １９８３年提出并应用的，它是用矩阵图示的办法分析各因素对目 标的重要程度，为管理决策提供依据 。优序图是一个ｎｘｌ＇ｌ棋盘 ２１８ １化Ｊ ２０１５￣１￣１０ｇ ∑ａＩ，ｒ ）＝（ａｌ￣ｒＵ）０…ｅ（ａ． 八１ 目标 准则层 优序图权 层 人员 往复 泵安 全 状 况 Ｕ 设备 性能 Ｕ ２ ０．２４５８ 指标层 违章启停泵ｕ 优序图 权重Ａ【ｉ ０．２６４６ ０．２４５８ 重Ａｉ ０１．２．５设Ｆ＝ｆｆ。，￡，…， 是数据集，其中ｆｊ（ｊ＝ｌ，２，－－－，ｎ）表示第ｊ 级评语的实际数据。利用向量的乘积，计算最终评价结果ｚ， Ｚ＝Ｂ’Ｆ。 操作 Ｕ１ ２４７９ 巡检Ｕ ｚ 装配维修Ｕ． 报警响应ｕ－ 电机转子组件Ｕ 轴承及端盖Ｕ ： ＰＬＣ控制柜Ｕ Ｏ．１９１７ ０．２９７９ Ｏ１９２５ ２实例分析 ２．１确定评价指标集及评语集 以某油田往复注水泵为研究对象，分析往复泵系统特点及 Ｏ１１５８ Ｏ１５００ 泵转子系统ｕ 齿轮箱Ｕ 联轴器Ｕ ０．１９３３ ０．１８３３ ０１６５０ 结构，对往复泵进行安全评价。往复泵系统安全评价指标体系 如图１所示。 ｆ｝复 系统 奠，、状ｉ咒０ 环境 影响 Ｕ ３ ０．２６２５ 气候条件Ｕ 地层结构特点Ｕ 流体性质Ｕ” ０．４１６７ ０．４８７５ ０．０９５８ 教育培训制度Ｕ － Ｏ．１８００ ０．２６５０ ０．１９８８ ０．１８８８ ０．１６７５ 人员搬 Ｊ ｈ殳酱性能ｃ Ｉ 境 响 Ｉ Ｉ笪： ． 管理 制度 Ｕ ０．２４３８ 启停泵制度Ｕ 工艺变更管理Ｕ 维修记录制度Ｕ 应急响应与救援Ｕ ｓ Ｉ粪Ｉ团 图１往复泵系统安全评价指标体系 匿 ｆ急｛心救 援 ２．３构造模糊评价矩阵 由专家打分确定指标层１８个因素等级矩阵，本文采用５等 级标度来表达安全等级，即Ｖ＝｛危险、较危险、一般、较安全、安 ２．２计算指标权重 全｝，计算过程中由安全等级量化值ｌ一５来定性表示风险等级大 ＝１、ｖ２＝２、ｖ３＝３、ｖ ：４、Ｖ５＝５。根据模糊数学中的半梯形分 优序图法提供了指标权重的简便而高效的计算方法，在构 小，即ｖ，１）。将专家确定的等级矩阵各行求 建两两比较矩阵时，通过４０位专家打分确定各层指标之间的相 布函数计算隶属度，见公式（对重要程度的量化值，“ｌ”、“０”和“０．５”分别表示重要、不重要和 平均值作为各因素的实际值ｘ ，通过公式（１）计算出各指标的模 同等重要。通过优序图构建两两比较矩阵，进行一致性检验并 糊隶属度值 。为准则层下１８个因素所构建的４个模糊关系矩 调整归一化后得出判断矩阵，同理也可以构建出准则层４个指 阵Ｒ，、Ｒｚ、Ｒ 和Ｒ４见式２所示。 标的判断矩阵，矩阵构建及权重计算结果见表１和表２所示。 表１优序图构建的判断矩阵 指标 Ｕ１ Ｕ ２ Ｕ ３ １４．５ ２２ ｌ５．５ ２５．５ 断矩阵 １８ ２４．５ ｌ６ ２０ ２５．５ 合计 ５９．５ ５９ ６３ 一一～ 一一一。 ％ ． ０ ０．１２５０ ０．８７５０ ０ ０．５３６３ ０．４６３７ Ｏ Ｒ＝ ０．３３２８ ０．６６７２ ０ ０ Ｏ ０ ０．１１７４ ０．８８２６ Ｏ Ｕ Ｕｌ ｌＵｌ２ ２４ ２０ １９ １４．５ ２６．５ ２５．５ ５８．５ １８ ｌ２．５ ６３．５ ５９ ２１ ０］ ０Ｉ ＵＩ３ Ｕｌ４ Ｕ２ ＪＵ ２２ Ｕ ２３ Ｕ ２４ Ｕ ２５ １３．５ ２２ ｌ４．５ ２７．５ ３４ １７ ２８．５ ｌ１．５ ３８ １５ ２３ １８ ３０ １８ ２２ ２４ ２ １７ ４６ ７１．５ ２８ ２５ ２２ １Ｏ １２．５ ８ １６．５ ２９ ３５ １１５．５ ６９．５ ９０ ｌ１６ １１０ ６ ２３ １６ ｌ２ ０ ０ ０ ０．３３６８ ０。 ０ ０．８１０１ ０ １８９９ ０ Ｏ．２１２２ ０．７８７８ ０ ０ Ｒ２＝ ０ ０ ０ ４４３３ ０．５５６７ ０．３２６７ ０．６７３３ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ．１７１４ 。们 ●●●●，刨 逻 ｆ２１ ｌ ０ ０ ０．１２５０ ０．８７５０ ０Ｉ Ｒ ＝ｌ ０ ｌ０ ０ ｌ０ ０ ０．５３６３ ０．４６３７ ０ ０ ０ Ｕ ２６ ２７．５ ３２ ２３．５ ｌｌ ５ ９９ Ｕ ３ ｌＵ ３２ Ｕ Ｕ ４ｌ Ｕ４２ ２７ ３ １４ ｌ ｌｉ ２６ １３ ８．５ １６．５ ２８ ３７ ３１．５ ９．５ ３４ ２０ ３０ ５０ ５８．５ ｌ１．５ ７２ １Ｏ６ ０ ０．０１９０ｌ ０Ｉ２２１１ ０．７７８９Ｉ Ｒ ＝ｌ０ ０ ０ ０．８７６６ ０．１２３４Ｉ ｌ０ ０ ０．０８６５ ０．９１３５ ０ 【 Ｌｏ ０ ０ ０．１１２４ ０．８８７６ｌ Ｕ４３ Ｕ ４４ Ｕ ４５ ２３．５ ３０．５ ２０ ｌ２ ６ ｌＯ ２７ １３ ２３ １４ １７ ２６ ７９．５ ７５．５ ６７ 表２各指标权重计算结果 ２０１５年１０月 化毒 ｌ２１９ 表３模糊综合评价结果 综合隶属度 权重 Ａ＝［０．２４７９ Ｏ．２４５８ Ｏ．２６２５ ０．２４３８】 来，反映了往复泵系统的安全状态，评价结果对于往复泵的安 全运行具有重要意义。 参考文献： Ｂ＝［０．０４６７ ０．２３２２ ０．１４８６ ０３７１０ ０．１５８４】 ｌ０．０６３８ ０．２５９７ ０．１８２０ ０．４９４５ ０ ｌ 隶属 一Ｉ—ｌＯ．０９１７ ０．３３５４ ０ １０７７ ０．２００７ ０ ２６４４『 Ｏ．０３１９ Ｏ．３２５４ Ｏ．２７８１ ０．３６４６ ０ Ｊ 度矩 Ｌ ０ ０ ０．０１６３ ０．４２４２ Ｏ．３８３０ｊ 阵 ［１］程凌，华洁，周晓柱．基于层次分析一模糊综合评判的化工 园区安全评价研究ｆＪ１．中国安全科学学报，２００８，０８：１２５—１３０． 【２】沈进昌，杜树新，罗神，罗季阳，杨倩，陈志锋．基于云模型的 模糊综合评价方法及应用［Ｊ】．模糊系统与数学，２０１２，０６：１１５—１２３． ３结果讨论 ［３］丰朴春，陈大勇，杨蕾馨．优序图法在投标项目选择中的应 从综合隶属度向量中根据“最大隶属度”原则可知，往复泵 用研究ｆＪ］．价值工程，２０１１，２８：６２—６３． 的安全等级为４级“较安全”级别状况。说明该泵系统目前运行 ［４】夏萍，汪凯，李宁秀，吴大嵘．层次分析法中求权重的一种 状态较符合安全要求，继续保持现有安全监测及操作要求即 改进ｆＪ】．中国卫生统计，２０１ １，０２：１５１—１５４＋１５７． 可。从权重分配情况看，人员操作和环境影响占总权重的 ［５］李洪兴，汪培庄．模糊数学［Ｍ］．北京：国防工业出版社， ５１％，这两个因素对往复泵的安全状态影响较为显著和突出，在 运行期间要重点对人员及环境进行监护评估。 １９９４． ［６］吴丽萍．模糊综合评价方法及其应用研究【Ｄ】．太原理工大 学。２００６． 【７］Ｌｕｏ Ｊ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ Ｆｕｚｚｙ Ｌｏｇｉｅ ｗｉｔｈ Ｄａｔａ Ｍｉｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ４结语 优序图与模糊综合评价法结合对往复泵系统进行安全评 价具有简单准确高效的特点，从现场应用方面来讲可以更好的 ＩｎｔｒｕｃｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９９． 为设备维护人员提供参考依据，帮助他们进行维护和安全分 ［８］万中，梁文冬，卢宗娟．模糊数的隶属度区间分布函数『Ｊ］． 析。对于往复泵这样复杂重要的设备系统，通过模糊综合评价 重庆理工大学学报（自然科学版），２０１１，Ｏ１：１０７—１１２． 还可以系统化的了解设备结构、状态和防护措施，得到的安全 评价等级可以为设备寿命预测提供参考。在量化安全状态时 关键要正确建立指标体系，将主观和客观评价中很好的统一起 （上接第２０９页） 过程连续。每台干燥器的操作分为吸附，再生，冷吹三个阶段， 吸附１２小时、加热７小时、再生５小时。再生气有干燥后天然气 本文简单介绍了天然气脱水工艺的几种类别，并着重介绍 了目前广泛应用的分子筛脱水工艺以及相关的参数控制要点， 并介绍了分子筛脱水工艺在泰安ＬＮＧ工厂的应用，希望可以为 国内ＬＮＧ工厂的建设和运行提供参考和帮助。 中提取，加热至２９０￣Ｃ后给分子筛进行等压再生。 参考文献： 『１］胡耀强，何飞，韩建红．天然气脱水技术化学工程与装 备２０１３年３月． ｆ２］陈召财．分子筛脱水工艺分析与比较．化学工程与设备 ２０１２年２月． 【３］郭洲，曾树兵，陈文峰．分子筛脱水装置在珠海天然气液 化项目中的应用．石油与天然气化工，２００８． ［４］胡晓敏，陆永康，曾亮泉．分子筛脱水工艺简述．天然气 与石油，２００８年２月． 分子筛再生时，再生气进出口温度变化曲线，如下图： 『５］４ 亚玲．天然气水合物和天然气脱水新工艺探讨。天然 气与石油，２００６年１２月． 作者简介： 王光宏山东泰安昆仑能源有限公司生产运行部主任，负责泰安 ６Ｏ万吨／年ＬＮＧ国产化研发项目工艺装置运行管理。 孙常梅就职于泰安昆仑液化天然气有限公司，担任设备工程 师职务，曾参与泰安６０万吨，年ＬＮＧ装备国产化研发项目前期筹建 和建设管理工作。 ４结语 ２２０ ｌ化工 理２０１５年１０月