基于變權(quán)模型的燃?xì)怆姀S危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法研究
作者：樊茂飛 陳國(guó)華
來源：華南理工大學(xué)安全工程研究所
評(píng)論： 更新日期：2013年01月11日
摘要：對(duì)燃?xì)怆姀S的危險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識(shí)，分析其典型事故模式，提出了基于事故模式的燃?xì)怆姀S危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)思路。以燃?xì)廨啓C(jī)特有的喘振事故模式為例，通過對(duì)其事故發(fā)生機(jī)理的分析建立了喘振事故易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)評(píng)分方法，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分類分析，對(duì)通用的權(quán)重確定方法(常權(quán)方法)進(jìn)行了改進(jìn)，建立了融“懲罰”和“激勵(lì)”于一體的喘振事故模式易發(fā)性評(píng)價(jià)變權(quán)模型。把該模型應(yīng)用于某喘振事故實(shí)例，將常權(quán)評(píng)價(jià)模型和變權(quán)評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況比較，表明變權(quán)評(píng)價(jià)模型更合理、更切合實(shí)際。
關(guān)鍵詞：燃?xì)怆姀S；危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)；變權(quán)模型；喘振
Study on Risk Assessment Method of Gas-fired Power Plant Based on Variable Weight Model
FAN Mao-fei，CHEN Guo-hua
Abstract：The risk factors of gas-fired power plant are identified，the typical accident model is analyzed，and the idea of risk assessment of gas-fired power plant based on accident model is put forward. Taking the inherent surge accident mode in gas turbine for example，the index system and index score method for assessment of surge accident probability are established by analyzing the accident occurrence mechanism. The classification analysis of the indexes is carried out. The conventional weight determination method(constant weight method)is improved. A variable weight model for assessment of surge accident probability，including both the functions of“punishment”and “promotion”is established. By applying this model in a case of surge accident and comparing the assessment results of the constant weight model and the variable weight model with the actual situation，it is showed that the variable weight model is more reasonable and practical.
Key words：gas-fired power plant；risk assessment；variable weight model；surge
1 概述
美國(guó)能源部曾預(yù)測(cè)，1998年—2007年，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組占新裝發(fā)電機(jī)組容量的88.7%[1]。2000年我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電量已達(dá)到總發(fā)電量的0.2%[2]。為解決電力緊張問題，廣東省2003年制定了《珠江三角洲地區(qū)近期小火電技術(shù)改造規(guī)劃》，提出在廣東各負(fù)荷中心建設(shè)若干個(gè)建設(shè)期短、效率高、調(diào)峰性能強(qiáng)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，實(shí)際建成11個(gè)項(xiàng)目、19臺(tái)機(jī)組，產(chǎn)能為342×104kW。加上未納入該《規(guī)劃》的項(xiàng)目，十五期間，廣東省已建設(shè)投產(chǎn)583 ×104kW的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組[3]。
面對(duì)迅猛發(fā)展的燃?xì)獍l(fā)電事業(yè)，開展科學(xué)的安全評(píng)價(jià)工作已迫在眉睫。發(fā)電企業(yè)一旦發(fā)生事故，對(duì)其他工業(yè)部門及人民生活的影響巨大。燃?xì)怆姀S事故時(shí)有發(fā)生，如1994年廈門市燃?xì)獍l(fā)電廠2號(hào)機(jī)組壓氣機(jī)發(fā)生故障導(dǎo)致停機(jī)大修[4]；1995年中原油田一臺(tái)MS1002型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生嚴(yán)重喘振事故，導(dǎo)致燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)靜子葉片、透平噴嘴環(huán)、燃燒室火焰筒、動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)子等重要零部件損壞，造成工廠停工近5個(gè)月，直接和間接損失超過1×108元[5]。本文結(jié)合燃?xì)怆姀S的特點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行危險(xiǎn)性分析的基礎(chǔ)上，以燃?xì)廨啓C(jī)典型事故——喘振為例，探討燃?xì)怆姀S危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。
2 燃?xì)怆姀S危險(xiǎn)性分析
燃?xì)怆姀S與一般燃煤電廠主要有兩點(diǎn)不同：在燃煤電廠蒸汽輪機(jī)、鍋爐、發(fā)電機(jī)這3個(gè)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了燃?xì)廨啓C(jī)子系統(tǒng)；與燃煤電廠中鍋爐通過煤料加熱給水不同，燃?xì)怆姀S中的鍋爐主要通過燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔鈦砑訜峤o水，從而大大提高發(fā)電效率。燃?xì)怆姀S工藝流程見圖1。
① 危險(xiǎn)因素辨識(shí)
危險(xiǎn)因素是指能對(duì)人造成傷亡或?qū)ξ镌斐赏话l(fā)性損壞的因素。燃?xì)怆姀S存在的主要危險(xiǎn)物質(zhì)有：燃料(燃油和天然氣)、工藝過程中產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽以及電廠工藝過程中所用的化學(xué)物質(zhì)。燃?xì)怆姀S所用的化學(xué)物質(zhì)中列入《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》的有：鹽酸、氫氧化鈉、氨、聯(lián)氨、次氯酸鈉、氫氣、六氟化硫等。按照《企業(yè)職工傷亡事故分類》(GB 6441—86)，燃?xì)怆姀S存在的危險(xiǎn)因素包括火災(zāi)、爆炸、物體打擊、車輛傷害、機(jī)械傷害、起重傷害、觸電、中毒、窒息、灼燙等，其中尤以火災(zāi)、爆炸、機(jī)械傷害和觸電為甚。
從危險(xiǎn)因素作用的結(jié)果(即事故角度)來看，根據(jù)國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)2004年第4號(hào)令《電力生產(chǎn)事故調(diào)查暫行規(guī)定》和《電力生產(chǎn)事故分類與代碼第一集特大和重大設(shè)備事故分類與代碼》(DL/T 518.5—1993)，燃?xì)怆姀S主要可能發(fā)生的事故為：電力生產(chǎn)人身事故、電力生產(chǎn)設(shè)備事故和火災(zāi)事故。其中，電力生產(chǎn)人身事故往往是由電力生產(chǎn)設(shè)備事故和火災(zāi)事故引起，因此設(shè)備事故和火災(zāi)事故是燃?xì)怆姀S主要的事故類型，也是燃?xì)怆姀S風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重點(diǎn)內(nèi)容。
② 典型事故模式確定
巴萊多定律表明[6]：在任何系統(tǒng)中，最重要的部分往往只占約20%，其余80%的部分都是次要的。因此系統(tǒng)的危險(xiǎn)性往往也是由少數(shù)主要事故模式造成的，選擇系統(tǒng)中典型事故模式作為研究對(duì)象，在節(jié)約危險(xiǎn)性分析資源的同時(shí)也能夠較準(zhǔn)確地反映出系統(tǒng)的安全狀況。
結(jié)合國(guó)電發(fā)[2000]589號(hào)文《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》、《300MW級(jí)汽輪機(jī)運(yùn)行導(dǎo)則》(DL/T 609—1996)、《125MW機(jī)組鍋爐運(yùn)行規(guī)程》(SD 118—1984)等規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)，燃?xì)怆姀S典型事故模式見圖2。
值得注意的是，在上述事故模式中，喘振事故是燃?xì)廨啓C(jī)子系統(tǒng)特有的事故模式，國(guó)內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)已發(fā)生過多起喘振事故?？紤]到喘振事故一旦發(fā)生就可能導(dǎo)致葉片斷裂、動(dòng)靜碰摩、推力軸承損壞等嚴(yán)重后果[7]，本文以喘振事故模式為例，從易發(fā)性的角度，探討其危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。
