故障樹分析在電站鍋爐可靠性研究中的應(yīng)用

程新華張慶國山東電力研究院，濟(jì)南250002用故障樹法分析了鍋爐典型故障的原因，且在此基礎(chǔ)上提出了提高鍋爐可靠性的對策。

　　和提高可靠性的對策，就顯得十分重要。

　　故障樹分析法是可靠性分析的重要方法之，可用于電站鍋爐的故障分析通過故障樹分析，我們可以得到影響鍋爐可靠性的主要因素，從而為提出對策建立了定的理論基礎(chǔ)。

　　1故，樹分析方法簡介可靠性是衡量電站鍋爐設(shè)備質(zhì)量的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和大型火電機(jī)組裝機(jī)容量的增加及自動化水平的提高，電站鍋爐的可靠性問已日趨引起制造廠家和電力部門的重視。因此，探討和研究電站鍋爐設(shè)備的可靠性1磨井2磨釣3磨林4磨啟停費(fèi)用Mwh運(yùn)行單耗Mwhmin運(yùn)行時間幻啟停次數(shù)結(jié)果分析1結(jié)果+1=857.23 7.結(jié)語7.1在其他電廠中，許多沒有粉倉，是通過調(diào)整制粉系統(tǒng)的出力來滿足負(fù)荷需要，因而這個方法中的約束函數(shù)等不能套用。但基本原理仍然相通，也就是合理安排磨煤機(jī)的運(yùn)行時間和啟停次數(shù)，使之在天中的總耗費(fèi)最小。這仍屬于非線性離散化動態(tài)系統(tǒng)。

　　7.2文中進(jìn)行的簡化有效地提高了計(jì)算速度，且不影響計(jì)算的準(zhǔn)確性。自然這與當(dāng)前運(yùn)行方式有關(guān)。如果運(yùn)行方式調(diào)整，則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)地改變。

　　1健。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)�？茖W(xué)出版社。

　　2諸駿偉。電力系統(tǒng)分析。中國電力出版社。

　　故障樹分析法，簡稱。它是以故障事件作為頂事件，以此事件作為分析的目標(biāo)，通過逐層向下推溯所有可能的原因，每層都找出直接原因，從而找出系統(tǒng)內(nèi)可能存在的部件故障環(huán)境影響人為失誤等因素與頂事件之間的邏輯關(guān)系，并用倒立的樹形將這關(guān)系出來，所以稱為故障樹分析法。通過建立故障樹，我們可以對某故障事件發(fā)生的最根本的原因有個直接的掌握，從而為尋求對策提供了定的理論依據(jù)。

　　1.1建立故障樹進(jìn)行故障樹分析，般是從建立故障樹開始。

　　這是故障樹分析的關(guān)鍵。建樹是否全面，直接影響定量定性分析的結(jié)果。所以在建立故障樹前，建樹者應(yīng)對故障事件作個全面細(xì)致的分析和研究，在掌握了足夠的資料之后才可進(jìn)行建樹。

　　建樹時要使用些規(guī)定符號來進(jìn)行。故障樹中般使用類符號邏輯門符號事件符號和轉(zhuǎn)移符號。邏輯門符號是連接事件并它們邏輯關(guān)系的符號，用來說明各個事件之間的因果關(guān)系。

　　包括與門或門條件與門條件或門限制門等。

　　與或條件與條件或事件符號是事件特性的符號。有以下幾種，2.

　　矩形符號故障事件，可以是頂事件，也可以中間事件。

　　房形符號種開關(guān)。當(dāng)房形中給定條件滿足時，房形所在邏輯門的其它輸人保留，否則除去。

　　圓形符號底事件，即基本事件。

　　菱形符號代省略事件。

　　轉(zhuǎn)移符號26.在建樹過程中，同故障事件在不同位置上出現(xiàn)，為減少工作量，可用轉(zhuǎn)移符號。在故障樹很大時，需要將部分內(nèi)容轉(zhuǎn)移到另外的紙上，也用此符號。

　　1.2分析所建故障樹，求出最小割集。

　　故障樹的最小割集，反映了導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有事件的組合方式�？捎貌紶柎鷶�(shù)法求解。如在上例中，通過計(jì)算，可得到最小割集的個數(shù)4個。確定了最小割集后，就確定了頂事件發(fā)的各種途徑。并可以判斷哪些基本事件比較危險(xiǎn)，哪些基本事件是次要的，為了提設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)抓住主要環(huán)節(jié)，即最小割集階數(shù)低的環(huán)節(jié)及多次重復(fù)出現(xiàn)的基本事件。

　　2大型電站鍋爐可靠性的薄弱環(huán)節(jié)根據(jù)期間全國大型機(jī)組鍋爐事故統(tǒng)計(jì)過熱器和再熱器故障引起的非計(jì)劃停運(yùn)時間占鍋爐非計(jì)劃停運(yùn)時間的71.7，占整個大機(jī)組設(shè)備事故的47.2.這明管爆破是電站鍋爐可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，也是影響整個機(jī)組能否安全運(yùn)行燒器擺動不靈活等問。當(dāng)然，這幾個問最終也可能會導(dǎo)致管爆破。

　　部件小計(jì)所占百分?jǐn)?shù)水冷壁過熱器再熱器省煤器減溫器原因小計(jì)所占百分?jǐn)?shù)腐蝕過熱焊縫磨損其他1989年1991年全國大機(jī)組管爆漏事故按部件統(tǒng)計(jì)如按主要技術(shù)原因分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果如2.

　　通過上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)明，過熱器是管爆破破的原因中磨損是第位，其次是焊縫和過熱，腐蝕所占的比例很小，只有3.3.

　　3典型鍋爐故，的故障樹分析由上面的分析我們知道，過熱器和水冷壁及省煤器是管爆破的主要部位。下面我們將利用法來分析省煤器爆破原因，以便為尋找對策提供定的理論基礎(chǔ)。7 1.省煤器爆破2.機(jī)械性損傷3.安裝焊縫質(zhì)量差4.化學(xué)性損傷5.制造管材缺陷6.安裝7.運(yùn)行磨損8.管外腐蝕9.鍋內(nèi)腐蝕10.管模不凈。毛胚缺陷12.殘余應(yīng)力13.煙速14.管排錯列15.飛灰濃度大16.防磨裝置不當(dāng)17.煤灰磨蝕性強(qiáng)18.低溫酸腐蝕19.溫垢下腐蝕20.氧腐蝕21.垢下腐蝕22.設(shè)計(jì)取值高23.割管子形成煙氣走廊24.煤質(zhì)變差使燃料消耗量增加25.局部積灰堵塞管道26.煤種含灰量大27.煙氣轉(zhuǎn)彎造成飛灰濃度場不均28.灰粒直徑大29.灰粒硬度大30.除氧器除氧效果差31.管內(nèi)工質(zhì)設(shè)計(jì)流速偏低32.爐外水處理效果差33.凝汽器泄露由以上所建省煤器的故障樹所知，造成省煤器爆破的根本原因有設(shè)計(jì)上的，也有制造安裝及運(yùn)行上的因素。若對水冷壁和過熱器進(jìn)行故障分析，也會發(fā)現(xiàn)有類似的情況，只是對于過熱器再熱器和水冷壁還有因熱偏差導(dǎo)致的超溫問及煙氣側(cè)4提高鍋爐可靠性的對策4.1設(shè)計(jì)是根本設(shè)計(jì)是奠定產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)，若在設(shè)計(jì)階段留下不可靠的隱患，到了制造安裝和運(yùn)行階段發(fā)現(xiàn)后再設(shè)法補(bǔ)救或返工，將會付出幾倍的代價(jià)。設(shè)計(jì)時安全裕度比較小，煤種多變運(yùn)行人員新手是我國管爆破率高的根本原因。

　　針對目前國產(chǎn)電站鍋爐上普遍存在的影響鍋爐運(yùn)行可靠性的普遍性問，我們認(rèn)為，應(yīng)從以下幾個方面在設(shè)計(jì)上加以改進(jìn)4.1.1選用較低的煙速，并采用順列管束。對于高灰分煤種，可考慮采用塔式鍋爐。

　　4.1.2選用較合理的布置較低的爐膛熱強(qiáng)度較高的爐膛高度，并提高選用材料的等級，增加管材使用的安全裕度，防止超溫爆管。4.1.3針對爐膛及水平煙道中左右兩側(cè)煙溫偏差較大，從而造成受熱面管屏沿?zé)煹缹挾确较蛏系钠麥仄�差�?dǎo)致設(shè)備超溫的問，可采取如下措施煙氣側(cè)次風(fēng)或次風(fēng)及上端部輔助風(fēng)反切；減小爐膛切圓直徑，減小煙氣流的旋轉(zhuǎn)動量；合理的布置汽水系統(tǒng)及受熱面；進(jìn)步降低煤粉細(xì)度值。4.1.4.針對在燃用含中高硫分煤種的貧煤鍋爐上出現(xiàn)的水冷壁管高溫腐蝕問，可通過采用輔助風(fēng)大切圓減小次風(fēng)粉混合物爐內(nèi)切圓直徑降低煤粉細(xì)度等系列措施，降低爐內(nèi)燃燒器區(qū)域貼近水冷壁處的還原性氣氛，并減小煤粉氣流沖刷墻焊縫質(zhì)量問是造成管爆破的主要原因之。大容量鍋爐的制造焊口達(dá)數(shù)萬個，安裝焊口也以萬計(jì)，這樣大的焊接質(zhì)量很難保證無疏漏和差錯。例如某電廠在抽檢25安裝焊口時的不合格率高達(dá)6.6這就意味著有近千個安裝焊口不合格，如不處理，顯然會給日后鍋爐的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。所以，不論是制造安裝和檢修單位都應(yīng)十分重視焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)，應(yīng)實(shí)行100檢驗(yàn)。

　　4.3加強(qiáng)運(yùn)行中的可靠性管理，提高運(yùn)行人員的操作水平。

　　5結(jié)語研究電站鍋爐可靠性的意義很大，方法很多，分析法是其中的種。通過分析可定性或定量的分析電廠典型事故發(fā)生的原因及概率，并可根據(jù)分析得到的結(jié)論提出提高鍋爐可靠性的對策。若將這些對策按照其重要度分別實(shí)施于電站鍋爐的設(shè)計(jì)制造安裝和運(yùn)行的各個過程中，鍋爐運(yùn)行的可靠性定會大大提高。

　　1孫奉仲。換熱器的可靠性與故障分析導(dǎo)論。中國標(biāo)準(zhǔn)出2張韻杰。大容量參數(shù)鍋爐鍋內(nèi)腐蝕爆管特點(diǎn)及對策。

　　火力發(fā)電廠鍋爐管爆漏問研究文獻(xiàn)選編。省電力工業(yè)局科技處，電力實(shí)驗(yàn)研究院。1997.3.

　　3吳含蘊(yùn)，盧爾康。大容量鍋爐管爆漏調(diào)研。文章出處同2.