電站鍋爐范圍內(nèi)管道安全評(píng)價(jià)技術(shù)探討

徐火力　孫加康　鄭閩鋒　龔凌諸

摘要：文中針對(duì)當(dāng)前在用電站鍋爐范圍內(nèi)管道安全狀況特點(diǎn)，通過運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論，結(jié)合管道失效可能性因素和后果因素分析，提出一種電站鍋爐范圍內(nèi)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，開發(fā)相應(yīng)的管道安全評(píng)價(jià)軟件，并加以應(yīng)用驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐;鍋爐范圍內(nèi)管道;安全評(píng)價(jià);評(píng)價(jià)軟件

Discussion on Safety Evaluation Technology of Pipes Within the Power Plant Boiler

XU Huo-Li SUN Jia-Kang ZHENG Min-Feng GONG Ling-Zhu

Abstract： This paper， according to the characteristics of pipe safety within the power plant boiler， proposes a pipe risk assessment method in power station boiler by using the fuzzy mathematics theory and combining with the analysis of pipe failure possibility factor and consequence factor， develops a pipe safety assessment software， and verifies its application.

Key Words： Power plant boiler; Pipe; Safety evaluation; Evaluation software

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力需求也越來越高。近年來，雖然水電、風(fēng)電、太陽能等新能源得到了大力發(fā)展，但火電仍然是我國電力的主要來源 [1-3]。由于早期火力發(fā)電機(jī)組電站鍋爐范圍內(nèi)管道未納入特種設(shè)備安全監(jiān)管體系，對(duì)電站鍋爐范圍內(nèi)管道的檢驗(yàn)檢測(cè)也不夠重視，因此造成在用電站鍋爐范圍內(nèi)管道缺陷擴(kuò)展，存在重大安全隱患，甚至導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故 [4-6]。為保證火力發(fā)電機(jī)組安全可靠運(yùn)行，不僅要加大對(duì)電站鍋爐范圍內(nèi)管道的檢驗(yàn)檢測(cè)力度，而且還要對(duì)其存在的安全隱患進(jìn)行消除。因此，為了科學(xué)判定在用電站鍋爐范圍內(nèi)管道的安全狀況等級(jí)，并將管道安全隱患控制在合理范圍，有必要研究管道安全評(píng)價(jià)技術(shù)以及開發(fā)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件。

2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

2.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的分類

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法有很多種。因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果是可度量的，因此風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以分為定性和定量兩種方法。根據(jù)過程的邏輯性，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可分為總結(jié)推理評(píng)估法和思維推理評(píng)估法。根據(jù)安全評(píng)價(jià)結(jié)果，安全評(píng)價(jià)方法還可以分為因素分析法、危險(xiǎn)程度等級(jí)法。

2.2安全狀況等級(jí)評(píng)價(jià)方法

安全狀況等級(jí)評(píng)價(jià)方法是對(duì)危害、有害因素及其風(fēng)險(xiǎn)和危害水平進(jìn)行分析和評(píng)估的方法，主要有以下五種：安全檢查表法[7-8]、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法[9-10]、事故樹分析法[11-12]、故障類型及影響分析法[13-14]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[15-17]。

通過運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論，將可能失效的可能性因素和后果因素放到建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系中，可以使電站鍋爐范圍內(nèi)管道安全評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

3管道模糊綜合評(píng)價(jià)

3.1建立因素集

電站鍋爐范圍內(nèi)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的因素集表示為，其中，元素表示的是每一個(gè)影響因素。

3.2建立權(quán)重集

用完善之后的模糊層次分析法去求解每一個(gè)影響因素的權(quán)重值。

3.3建立評(píng)價(jià)集

3.4單因素模糊評(píng)價(jià)

3.5模糊綜合評(píng)價(jià)

3.6評(píng)價(jià)指標(biāo)的處理

通過最大隸屬度法[19]對(duì)上述進(jìn)一步推導(dǎo)計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果即是文中的評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.7評(píng)價(jià)因素權(quán)重值計(jì)算

通過分析電站鍋爐范圍內(nèi)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，采用完善之后的模糊層次分析法去求解評(píng)價(jià)體系中各個(gè)因素的權(quán)重值。

4管道失效因素分析

4.1失效可能性因素分析

由于電站鍋爐范圍內(nèi)管道運(yùn)行狀況比較復(fù)雜，涉及到設(shè)備的運(yùn)行和磨損情況，所以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電站鍋爐范圍內(nèi)管道可能出現(xiàn)的失效因素進(jìn)行歸類總結(jié)，大致可以分為設(shè)備完好情況、設(shè)備運(yùn)行情況和設(shè)備管理情況等三個(gè)因素。

4.2失效后果因素分析

如果在用電站鍋爐范圍內(nèi)管道出現(xiàn)失效情況，可能會(huì)導(dǎo)致管道蒸汽泄漏，甚至發(fā)生爆炸，造成難以估計(jì)的損失。由此可見，當(dāng)電站鍋爐范圍內(nèi)管道發(fā)生失效事故時(shí)，針對(duì)事故程度要有一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，否則很難估計(jì)事故造成的損失。可根據(jù)人員受傷情況、對(duì)周圍環(huán)境造成的影響、設(shè)備損壞程度和造成的經(jīng)濟(jì)損失等因素，來判定因管道失效而造成的事故嚴(yán)重程度。

綜上所述，通過失效可能性因素分析和失效后果因素分析，能夠客觀建立電站鍋爐范圍內(nèi)管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。

5管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件

5.1軟件評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)

軟件評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

5.2軟件操作步驟及界面展示

（1）打開軟件，在登入界面中輸入正確的用戶名和密碼，然后進(jìn)入專家評(píng)價(jià)輸入界面，如圖2和圖3所示。

（2）進(jìn)入圖4所示界面，分別對(duì)每個(gè)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（3）下一步進(jìn)入圖5所示的界面，分別對(duì)每個(gè)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（4）對(duì)因素的權(quán)重進(jìn)行排序后，開始輸入第二位專家對(duì)失效可能性因素和失效后果因素進(jìn)行的評(píng)價(jià)以及權(quán)重排序。按照以上步驟輸入所有專家的評(píng)價(jià)后，軟件開始對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估完成后軟件會(huì)彈出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，輸出結(jié)果如圖6所示。另外軟件有自動(dòng)存儲(chǔ)功能，會(huì)將評(píng)價(jià)結(jié)果自動(dòng)保存到提前設(shè)定好的Excel表格里。

6結(jié)論

通過確定符合電站鍋爐范圍內(nèi)管道實(shí)際運(yùn)行狀況的安全評(píng)價(jià)要素，提出電站鍋爐范圍內(nèi)管道安全評(píng)價(jià)方法，開發(fā)安全評(píng)價(jià)軟件，有效提高管道安全評(píng)價(jià)的可靠性，從而實(shí)現(xiàn)電站鍋爐范圍內(nèi)管道長周期安全運(yùn)行的目標(biāo)。

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