基于PRA方法的锅炉给水系统安全性定量分析.pdf
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1、 第 6期 2 0 1 1年 1 1月 锅炉制造 B 0I L ER MANU F AC T UR I NG No 6 NO V 2 01 1 文章编号: C N 2 31 2 4 9 ( 2 0 1 1 ) 0 6 0 0 1 9 0 4 基 于 P R A方法 的锅炉给水 系统安全性定量分析 颜雄超 , 杨 自春, 曹跃云 ( 海军工程大学 船舶与动力学院 湖北 武汉 4 3 0 0 3 3 ) 摘要: 基于概率风险评估方法, 对船用锅炉给水系统的失效模式进行了探讨, 建立了给水系统失效故障树, 求得了其最小割集。采用 Mo n t e C a r l o模拟仿真方法计算得到给水系统失效概
2、率及底事件的重要度, 据此提 出了改进建议。 关键词: 锅炉; 给水系统; 概率风险评估; 安全性定量分析 中图分类号: T K 2 2 文献标识码 : A Qu a n t i t a t i v e S a f e t y An a l y s i s o f t h e wa t e r s u p p l y s y s t e m o f b o i l e r b y t he Pr o b a b i l i s t i c Ri s k As s e s s me n t Y a h Xi o n gc h a o, Zi c hu, C ao Yu e y u n ( S c
3、 h o o l o f N a v a l A r c h i t e c t u r e a n d P o w e r , N a v a l U n i v e r s i t y o f E n g i n e e r i n g , Wu h a n 4 3 0 0 3 3, C h i n a ) Abs t r a c t: Th e f a i l u r e mo d e s o f t he ma r i n e b o i l e r wa t e r s u p p l y a r e d i s c us s e d b a s e d o n t h e Pr o
4、 b a b i l i s t i c Ri s k As s e s s me n t me t h o d T h e wa t e r s u pp l y s y s t e m f a u h t r e e h a s be e n e s t a bl i s h e d a n d t h e mi n i mu m c u t s e t s a r e o b t a i n e d T h e p r o b a b i l i t y o f t h e w a t e r s u p p l y s y s t e m a n d t h e i mp o r t
5、a n c e o f r o o t n o d e s i S c a l c u l a t e d b y t h e Mo n t eC a r l o s i mu l a t i o n me t h o d S o me i mp r o v e me n t a d v i c e s a r e o f f e r e d i n t h e e nd Ke y w o r d s : b o i l e r ; w a t e r s u p p l y s y s t e m ; p r o b a b i l i s t i c r i s k a s s e s s
6、 m e n t ; Q u a n t i t a t i v e s a f e t y a n a l y s i s 0 引 言 锅炉给水管路 系统是锅炉 的主要构成部分 , 其运行安全性 的好坏直接影响到锅炉 的安全性 , 对其进行安全性分析有着重要的实际意义。 概率风 险评估( P r o b a b i l i s t i c R i s k A s s e s s m e n t , P R A) 方法是 以事件树 和故 障树 为核心 的安全性 分析工具 , 基于事故场景识别系统设计 与运行 中 的薄弱环节 、 潜在风险及其原 因, 对影响安全性 的 各种相关因素进行量化与综合
7、, 确切描述系统可 能发生的危 险状态。综合多种风险评估方法对实 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 2 2 4 基金项目: 2 0 0 9年度教育部“ 新世纪优秀人才” 支持计划资助。 作者简介 : 颜雄超 ( 1 9 8 8一) , 男, 湖北洪湖人, 硕士研究生。 际系统的风险因素、 导致事故发生的概率进行分 析研究 。N A S A已经 将 P R A作 为航天 飞行风 险评估 的基本方法 , 直到 1 9 9 7年我国航天部门才 开始着手推广和使用 P R A方法。P R A方法现在 已经越来越多的运用到各个领域。 P R A方法进行安全性定量分析时, 底事件 的 故障概率不易得到。
8、本文将 M o n te C a d o 数字仿 真法运用于 P R A定量分析 中, 对底事件概率进行 仿真。最终对锅炉给水管路系统进行安全性定量 分析, 求得顶事件发生概率和各底事件的重要度, 据此提出相应的建议。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 锅炉制造 总第 2 3 0期 1 P R A方法 的基本 流程 概率风险评估方 法 ( P R A) 是定性 与定量分 析相互 结合 的风 险 评 估 方 法。其 风 险分 析 流 程 。 如图 1所示。 在熟悉系统的基础上, 运用主逻辑 图( M L D) 分析导致系统失效的初始事件 ; 其次利用事件树
9、分析( F F A) 对初始事件进行分析得到事故序列模 型; 收集和仿真系统信息进行底事件概率分析 ; 最 后对系统 中的风险进行重要性定量分析。 图 l P R A分析流程 2 锅炉给水系统失效模式分析 给水系统 的故 障模式 : 管路失控 ( 不通 或关 不死) , 其原因是管路上阀门卡死或阀盘不严密; 管路漏泄 , 其原因不是管路连接处垫片或附件阀 门填料垫片损坏或管 路本身 因膨胀受 阻产 生裂 纹 , 或是因腐蚀穿孔等原因致使管路损伤。 图 2 给水系统结构功能框图 3 事故序列建模 选取管路失效为顶事件建立如图 3所示的故 障树。各事件编号及含义见表 1 和表 2 。 表 1 中间
10、l 顶) 事件编号及含义 T: 管路失效 M 5: 管子腐蚀 M1 : 管路泄露 M 6: 管子产生裂纹 M 2 : 管路不通 M 7 : 管路内腐蚀 M 3 : 疏水阀关不死 M 8 : 管路外腐蚀 M 4: 管内产生沉 淀物 表 2 底事 件节点名称 x1 : 船员长时间不清理管道 x 7 : 补偿器损坏 ) ( 2 : 阀门腐 蚀 x 8 : 热水流过管道使得管道膨胀 x 3 : 阀门磨损 X 9: 水内含有杂志 X 4 : 腐蚀产生固体X I O : 水内有溶解氧、 二氧化碳 X 5: 水 中含有固体杂质 xl 1 : 管道外有灰尘 X 6 : 垫片损坏XI 2 : 潮湿的环境 4 定
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