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基于變權(quán)模型的燃氣電廠危險性評價方法研究

作者：樊茂飛陳國華　來源：華南理工大學安全工程研究所　評論：　更新日期：2013年01月11日

3 喘振事故易發(fā)性評價方法和模型

燃氣輪機壓氣機由于各種原因造成空氣流量不穩(wěn)定或不足，從而導(dǎo)致壓氣機葉背的氣流分離，旋轉(zhuǎn)失速，繼而產(chǎn)生壓氣機若干級工作葉片前后壓力劇烈波動的現(xiàn)象，稱為喘振^[1、8]。

喘振事故模式的評價方法包括評價指標體系的建立、指標評分方法的制定(即評價指標的量化)和權(quán)重的確定3個階段，喘振事故模式易發(fā)性評價流程圖3。

根據(jù)圖3，通常按照常權(quán)權(quán)重計算，可得喘振事故易發(fā)性評價結(jié)果為：

式中v^(c)——事故易發(fā)性常權(quán)模型評價結(jié)果

m——指標個數(shù)

w_j^(c)——指標X_j對應(yīng)的常權(quán)權(quán)重

x_j^(c)——指標X_j與常權(quán)對應(yīng)的評分值，若該指標有下級指標，則可按常權(quán)與下級指標評分值計算得到

3.1 評價指標體系的建立

事故的發(fā)生總遵循一定的機理，受若干因素的影響和誘發(fā)。從事故影響因素出發(fā)，可以找出各因素與事故之間的聯(lián)系和規(guī)律。一般地，事故發(fā)生之前會有許多征兆，尤其是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測值會產(chǎn)生異常^[9]。人們在總結(jié)事故經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，會采取一定的技術(shù)措施以防范事故的發(fā)生，這些措施會影響事故發(fā)生的可能性。因此，從事故發(fā)生影響因素、事故發(fā)生前的征兆以及防范事故發(fā)生的技術(shù)措施出發(fā)，根據(jù)一定的原則，建立事故易發(fā)性評價指標體系。選擇指標的原則有^[10]：

① 科學性：反映客觀實際和事物的本質(zhì)，抓住影響事故的主要因素。

② 穩(wěn)定性：選取的因素應(yīng)是比較有規(guī)律性的因素，有助于明確采取風險控制措施。

③ 可行性：方便數(shù)據(jù)資料的收集，做到評價程序與工作盡量簡化，避免面面俱到、繁瑣復(fù)雜。

④ 可比性：評價因素應(yīng)當易于量化，這樣才能在不同對象之間及同一對象不同時期進行比較。

⑤ 系統(tǒng)優(yōu)化：指標體系的設(shè)計應(yīng)兼顧全面性和指標間相對獨立、相互制約的內(nèi)在關(guān)系，即以較少的指標(數(shù)量較少、層次較少)較全面系統(tǒng)地反映評價對象。

參照上述5項原則，建立喘振事故易發(fā)性評價指標體系，見表1。

表1 喘振事故易發(fā)性評價指標體系

一級指標	二級指標	三級指標	指標評分值
一級指標	二級指標	三級指標	4	3	2	1
壓比X₁	—	—	X₁＞10	7＜X₁≤10	4.5＜X₁≤7	X₁≤4.5
壓氣機結(jié)構(gòu)置X₂	—	—	—	單軸式	分軸式	三軸式
壓氣機氣流量與通流狀況X₃	過濾器技術(shù)狀況X₃₁	—	壓力差嚴重超標	壓力差超標	壓力差正常	壓力差值最優(yōu)
壓氣機氣流量與通流狀況X₃	壓氣機氣流通道結(jié)垢X₃₂	—	結(jié)垢嚴重	有一定結(jié)垢	結(jié)垢較少	基本無結(jié)垢
排氣通道堵塞X4	—	—	部件脫落、碰摩，嚴重堵塞	有一定堵塞	基本順暢	順暢無阻
啟動過程燃料量配合不當X₅	燃料控制閥技術(shù)狀況X₅₁	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	低壓可調(diào)噴嘴技術(shù)狀況X₅₂	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	壓氣機出口壓力變送器技術(shù)狀況X₅₃	—	漂移嚴重	漂移超標	漂移在允許范圍內(nèi)	無漂移
	液壓油系統(tǒng)不穩(wěn)定X₅₄	泵技術(shù)狀況X₅₄₁	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
		油位X₅₄₂	很低	低	正常	高
		調(diào)壓閥技術(shù)狀況X₅₄₃	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
		濾油器技術(shù)狀況X₅₄₄	壓力差嚴重超標	壓力差超標	壓力差正常	壓力差值最優(yōu)
		液壓油系統(tǒng)泄漏X₅₄₅	嚴重泄漏	有一定泄漏	正常	無泄漏
		蓄能器隔離閥技術(shù)狀況X₅₄₆	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	燃料控制系統(tǒng)整體運行狀況X₅₅	—	動作嚴重卡澀	動作有卡澀	動作基本平滑	動作平滑
防喘放氣系統(tǒng)性能X₆	防喘放氣閥技術(shù)狀況X₆₁	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	防喘電磁閥技術(shù)狀況X₆₂	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	整體運行狀況X₆₃	—	動作嚴重卡澀	動作有卡澀	動作基本平滑	動作平滑
進口導(dǎo)葉系統(tǒng)性能X₇	閥門技術(shù)狀況X₇₁	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	液壓油系統(tǒng) 不穩(wěn)定X₇₂	同指標X₅₄	同指標X₅₄	同指標X₅₄	同指標X₅₄	同指標X₅₄
	裝置整體運行狀況X₇₃	—	動作嚴重卡澀	動作有卡澀	動作基本平滑	動作平滑
儀表、監(jiān)測裝置技術(shù)狀況X₈	—	—	嚴重缺陷或未按規(guī)定檢驗	有缺陷	正常	好
注：X_j表示第j個指標。

3.2 評價指標量化

通常，指標按照其定性和定量的特征劃分為硬指標和軟指標。硬指標采用一些簡單、可測的參數(shù)來表征；軟指標應(yīng)用模糊語言表征，通過專家及現(xiàn)場調(diào)查的方式獲取數(shù)據(jù)。

由于安全與否是一個相對的概念，危險性評價的結(jié)果也是給出系統(tǒng)相對的危險程度，因此不論是對硬指標還是軟指標，指標的量化都可采用4分制按表1對其進行賦值，分值4、3、2、1分別對應(yīng)指標的4種狀態(tài)——嚴重劣化、劣化超標、正常、優(yōu)。

3.3 權(quán)重確定方法與改進

確定權(quán)重的方法有很多，如專家調(diào)查表法(Delphi法)、因子分析權(quán)數(shù)法、信息量權(quán)數(shù)法、獨立性權(quán)數(shù)法、秩和比權(quán)數(shù)法等。按照權(quán)重在評價過程中是否發(fā)生變化，可以把權(quán)重分為常權(quán)和變權(quán)，由它們建立的評價模型分別稱為常權(quán)模型和變權(quán)模型。

常權(quán)模型因其簡單、方便和易于操作，廣泛應(yīng)用在各類評價中，取得了良好效果，但仍存在明顯缺陷。在事故的各影響因素中存在這樣一種情況：當個別因素嚴重偏離正常值或某些裝置嚴重劣化時，其對整個系統(tǒng)造成的影響十分顯著，通常導(dǎo)致事故的發(fā)生，根據(jù)經(jīng)驗判斷事態(tài)很嚴重，危險|生評價結(jié)果應(yīng)該很高，但用常權(quán)模型計算后，可能結(jié)果卻不是那么嚴重，從而與實際違背^[11]。評價指標越多，權(quán)重越平均，發(fā)生這種誤判的可能性越大。不同類型的指標對目標對象的影響不同，這就需要對指標進行分類處理。假設(shè)某評價指標體系中有上下兩級對應(yīng)指標A_i、A_ij則指標分類原則如下：