故障樹分析在電站鍋爐可靠性研究中的應用

程新華張慶國山東電力研究院，濟南250002用故障樹法分析了鍋爐典型故障的原因，且在此基礎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。

　　1故，樹分析方法簡介可靠性是衡量電站鍋爐設備質量的重要技術經濟指標。隨著科學技術的不斷發展和大型火電機組裝機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備的可靠性1磨井2磨釣3磨林4磨啟停費用Mwh運行單耗Mwhmin運行時間幻啟停次數結果分析1結果+1=857.23 7.結語7.1在其他電廠中，許多沒有粉倉，是通過調整制粉系統的出力來滿足負荷需要，因而這個方法中的約束函數等不能套用。但基本原理仍然相通，也就是合理安排磨煤機的運行時間和啟停次數，使之在天中的總耗費最小。這仍屬于非線性離散化動態系統。

　　7.2文中進行的簡化有效地提高了計算速度，且不影響計算的準確性。自然這與當前運行方式有關。如果運行方式調整，則應進行相應地改變。

　　1健。機械優化設計基礎。科學出版社。

　　2諸駿偉。電力系統分析。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，通過逐層向下推溯所有可能的原因，每層都找出直接原因，從而找出系統內可能存在的部件故障環境影響人為失誤等因素與頂事件之間的邏輯關系，并用倒立的樹形將這關系出來，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。

　　1.1建立故障樹進行故障樹分析，般是從建立故障樹開始。

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

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

　　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。當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。

　　轉移符號26.在建樹過程中，同故障事件在不同位置上出現，為減少工作量，可用轉移符號。在故障樹很大時，需要將部分內容轉移到另外的紙上，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，反映了導致頂事件發生的所有事件的組合方式。可用布爾代數法求解。如在上例中，通過計算，可得到最小割集的個數4個。確定了最小割集后，就確定了頂事件發的各種途徑。并可以判斷哪些基本事件比較危險，哪些基本事件是次要的，為了提設備和系統的可靠性，應抓住主要環節，即最小割集階數低的環節及多次重復出現的基本事件。

　　2大型電站鍋爐可靠性的薄弱環節根據期間全國大型機組鍋爐事故統計過熱器和再熱器故障引起的非計劃停運時間占鍋爐非計劃停運時間的71.7，占整個大機組設備事故的47.2.這明管爆破是電站鍋爐可靠性的薄弱環節，也是影響整個機組能否安全運行燒器擺動不靈活等問。當然，這幾個問最終也可能會導致管爆破。

　　部件小計所占百分數水冷壁過熱器再熱器省煤器減溫器原因小計所占百分數腐蝕過熱焊縫磨損其他1989年1991年全國大機組管爆漏事故按部件統計如按主要技術原因分類統計結果如2.

　　通過上的統計數據明，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。7 1.省煤器爆破2.機械性損傷3.安裝焊縫質量差4.化學性損傷5.制造管材缺陷6.安裝7.運行磨損8.管外腐蝕9.鍋內腐蝕10.管模不凈。毛胚缺陷12.殘余應力13.煙速14.管排錯列15.飛灰濃度大16.防磨裝置不當17.煤灰磨蝕性強18.低溫酸腐蝕19.溫垢下腐蝕20.氧腐蝕21.垢下腐蝕22.設計取值高23.割管子形成煙氣走廊24.煤質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.管內工質設計流速偏低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計上的，也有制造安裝及運行上的因素。若對水冷壁和過熱器進行故障分析，也會發現有類似的情況，只是對于過熱器再熱器和水冷壁還有因熱偏差導致的超溫問及煙氣側4提高鍋爐可靠性的對策4.1設計是根本設計是奠定產品可靠性的基礎，若在設計階段留下不可靠的隱患，到了制造安裝和運行階段發現后再設法補救或返工，將會付出幾倍的代價。設計時安全裕度比較小，煤種多變運行人員新手是我國管爆破率高的根本原因。

　　針對目前國產電站鍋爐上普遍存在的影響鍋爐運行可靠性的普遍性問，我們認為，應從以下幾個方面在設計上加以改進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煙溫偏差較大，從而造成受熱面管屏沿煙道寬度方向上的汽溫偏差導致設備超溫的問，可采取如下措施煙氣側次風或次風及上端部輔助風反切；減小爐膛切圓直徑，減小煙氣流的旋轉動量；合理的布置汽水系統及受熱面；進步降低煤粉細度值。4.1.4.針對在燃用含中高硫分煤種的貧煤鍋爐上出現的水冷壁管高溫腐蝕問，可通過采用輔助風大切圓減小次風粉混合物爐內切圓直徑降低煤粉細度等系列措施，降低爐內燃燒器區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數萬個，安裝焊口也以萬計，這樣大的焊接質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行構成威脅。所以，不論是制造安裝和檢修單位都應十分重視焊縫的質量檢驗，應實行100檢驗。

　　4.3加強運行中的可靠性管理，提高運行人員的操作水平。

　　5結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生的原因及概率，并可根據分析得到的結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施于電站鍋爐的設計制造安裝和運行的各個過程中，鍋爐運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論。中國標準出2張韻杰。大容量參數鍋爐鍋內腐蝕爆管特點及對策。

　　火力發電廠鍋爐管爆漏問研究文獻選編。省電力工業局科技處，電力實驗研究院。1997.3.

　　3吳含蘊，盧爾康。大容量鍋爐管爆漏調研。文章出處同2.