故障树分析在电站锅炉可靠性研究中的应用

故障树分析在电站锅炉可靠性研究中的应用

程新华张庆国山东电力研究院，济南250002用故障树法分析了锅炉典型故障的原因，且在此基础上提出了提高锅炉可靠性的对策。

　　和提高可靠性的对策，就显得十分重要。

　　故障树分析法是可靠性分析的重要方法之，可用于电站锅炉的故障分析通过故障树分析，我们可以得到影响锅炉可靠性的主要因素，从而为提出对策建立了定的理论基础。

　　1故，树分析方法简介可靠性是衡量电站锅炉设备质量的重要技术经济指标。随着科学技术的不断发展和大型火电机组装机容量的增加及自动化水平的提高，电站锅炉的可靠性问已日趋引起制造厂家和电力部门的重视。因此，探讨和研究电站锅炉设备的可靠性1磨井2磨钓3磨林4磨启停费用Mwh运行单耗Mwhmin运行时间幻启停次数结果分析1结果+1=857.23 7.结语7.1在其他电厂中，许多没有粉仓，是通过调整制粉系统的出力来满足负荷需要，因而这个方法中的约束函数等不能套用。但基本原理仍然相通，也就是合理安排磨煤机的运行时间和启停次数，使之在天中的总耗费最小。这仍属于非线性离散化动态系统。

　　7.2文中进行的简化有效地提高了计算速度，且不影响计算的准确性。自然这与当前运行方式有关。如果运行方式调整，则应进行相应地改变。

　　1健。机械优化设计基础。科学出版社。

　　2诸骏伟。电力系统分析。中国电力出版社。

　　故障树分析法，简称。它是以故障事件作为顶事件，以此事件作为分析的目标，通过逐层向下推溯所有可能的原因，每层都找出直接原因，从而找出系统内可能存在的部件故障环境影响人为失误等因素与顶事件之间的逻辑关系，并用倒立的树形将这关系出来，所以称为故障树分析法。通过建立故障树，我们可以对某故障事件发生的最根本的原因有个直接的掌握，从而为寻求对策提供了定的理论依据。

　　1.1建立故障树进行故障树分析，般是从建立故障树开始。

　　这是故障树分析的关键。建树是否全面，直接影响定量定性分析的结果。所以在建立故障树前，建树者应对故障事件作个全面细致的分析和研究，在掌握了足够的资料之后才可进行建树。

　　建树时要使用些规定符号来进行。故障树中般使用类符号逻辑门符号事件符号和转移符号。逻辑门符号是连接事件并它们逻辑关系的符号，用来说明各个事件之间的因果关系。

　　包括与门或门条件与门条件或门限制门等。

　　与或条件与条件或事件符号是事件特性的符号。有以下几种，2.

　　矩形符号故障事件，可以是顶事件，也可以中间事件。

　　房形符号种开关。当房形中给定条件满足时，房形所在逻辑门的其它输人保留，否则除去。

　　圆形符号底事件，即基本事件。

　　菱形符号代省略事件。

　　转移符号26.在建树过程中，同故障事件在不同位置上出现，为减少工作量，可用转移符号。在故障树很大时，需要将部分内容转移到另外的纸上，也用此符号。

　　1.2分析所建故障树，求出最小割集。

　　故障树的最小割集，反映了导致顶事件发生的所有事件的组合方式。可用布尔代数法求解。如在上例中，通过计算，可得到最小割集的个数4个。确定了最小割集后，就确定了顶事件发的各种途径。并可以判断哪些基本事件比较危险，哪些基本事件是次要的，为了提设备和系统的可靠性，应抓住主要环节，即最小割集阶数低的环节及多次重复出现的基本事件。

　　2大型电站锅炉可靠性的薄弱环节根据期间全国大型机组锅炉事故统计过热器和再热器故障引起的非计划停运时间占锅炉非计划停运时间的71.7，占整个大机组设备事故的47.2.这明管爆破是电站锅炉可靠性的薄弱环节，也是影响整个机组能否安全运行烧器摆动不灵活等问。当然，这几个问最终也可能会导致管爆破。

　　部件小计所占百分数水冷壁过热器再热器省煤器减温器原因小计所占百分数腐蚀过热焊缝磨损其他1989年1991年全国大机组管爆漏事故按部件统计如按主要技术原因分类统计结果如2.

　　通过上的统计数据明，过热器是管爆破破的原因中磨损是第位，其次是焊缝和过热，腐蚀所占的比例很小，只有3.3.

　　3典型锅炉故，的故障树分析由上面的分析我们知道，过热器和水冷壁及省煤器是管爆破的主要部位。下面我们将利用法来分析省煤器爆破原因，以便为寻找对策提供定的理论基础。7 1.省煤器爆破2.机械性损伤3.安装焊缝质量差4.化学性损伤5.制造管材缺陷6.安装7.运行磨损8.管外腐蚀9.锅内腐蚀10.管模不净。毛胚缺陷12.残余应力13.烟速14.管排错列15.飞灰浓度大16.防磨装置不当17.煤灰磨蚀性强18.低温酸腐蚀19.温垢下腐蚀20.氧腐蚀21.垢下腐蚀22.设计取值高23.割管子形成烟气走廊24.煤质变差使燃料消耗量增加25.局部积灰堵塞管道26.煤种含灰量大27.烟气转弯造成飞灰浓度场不均28.灰粒直径大29.灰粒硬度大30.除氧器除氧效果差31.管内工质设计流速偏低32.炉外水处理效果差33.凝汽器泄露由以上所建省煤器的故障树所知，造成省煤器爆破的根本原因有设计上的，也有制造安装及运行上的因素。若对水冷壁和过热器进行故障分析，也会发现有类似的情况，只是对于过热器再热器和水冷壁还有因热偏差导致的超温问及烟气侧4提高锅炉可靠性的对策4.1设计是根本设计是奠定产品可靠性的基础，若在设计阶段留下不可靠的隐患，到了制造安装和运行阶段发现后再设法补救或返工，将会付出几倍的代价。设计时安全裕度比较小，煤种多变运行人员新手是我国管爆破率高的根本原因。

　　针对目前国产电站锅炉上普遍存在的影响锅炉运行可靠性的普遍性问，我们认为，应从以下几个方面在设计上加以改进4.1.1选用较低的烟速，并采用顺列管束。对于高灰分煤种，可考虑采用塔式锅炉。

　　4.1.2选用较合理的布置较低的炉膛热强度较高的炉膛高度，并提高选用材料的等级，增加管材使用的安全裕度，防止超温爆管。4.1.3针对炉膛及水平烟道中左右两侧烟温偏差较大，从而造成受热面管屏沿烟道宽度方向上的汽温偏差导致设备超温的问，可采取如下措施烟气侧次风或次风及上端部辅助风反切；减小炉膛切圆直径，减小烟气流的旋转动量；合理的布置汽水系统及受热面；进步降低煤粉细度值。4.1.4.针对在燃用含中高硫分煤种的贫煤锅炉上出现的水冷壁管高温腐蚀问，可通过采用辅助风大切圆减小次风粉混合物炉内切圆直径降低煤粉细度等系列措施，降低炉内燃烧器区域贴近水冷壁处的还原性气氛，并减小煤粉气流冲刷墙焊缝质量问是造成管爆破的主要原因之。大容量锅炉的制造焊口达数万个，安装焊口也以万计，这样大的焊接质量很难保证无疏漏和差错。例如某电厂在抽检25安装焊口时的不合格率高达6.6这就意味着有近千个安装焊口不合格，如不处理，显然会给日后锅炉的安全运行构成威胁。所以，不论是制造安装和检修单位都应十分重视焊缝的质量检验，应实行100检验。

　　4.3加强运行中的可靠性管理，提高运行人员的操作水平。

　　5结语研究电站锅炉可靠性的意义很大，方法很多，分析法是其中的种。通过分析可定性或定量的分析电厂典型事故发生的原因及概率，并可根据分析得到的结论提出提高锅炉可靠性的对策。若将这些对策按照其重要度分别实施于电站锅炉的设计制造安装和运行的各个过程中，锅炉运行的可靠性定会大大提高。

　　1孙奉仲。换热器的可靠性与故障分析导论。中国标准出2张韵杰。大容量参数锅炉锅内腐蚀爆管特点及对策。

　　火力发电厂锅炉管爆漏问研究文献选编。省电力工业局科技处，电力实验研究院。1997.3.

　　3吴含蕴，卢尔康。大容量锅炉管爆漏调研。文章出处同2.