基于PRA方法的锅炉给水系统安全性定量分析

第6期2011年11月锅炉制造B0ILERMANUFACTURINGNo．6NOV．2011文章编号：CN23—1249(2011)06—0019—04基于PRA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430033)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Monte—Carlo模拟仿真方法计算得到给水系统失效概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：TK22文献标识码：AQuantitativeSafetyAnalysisofthewatersupplysystemofboilerbytheProbabilisticRiskAssessmentYahXiongchao，Zichu，CaoYueyun(SchoolofNavalArchitectureandPower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：ThefailuremodesofthemarineboilerwatersupplyarediscussedbasedontheProbabilis．ticRiskAssessmentmethod．Thewatersupplysystemfauhtreehasbeenestablishedandthemini．mumcutsetsareobtained．TheprobabilityofthewatersupplysystemandtheimportanceofrootnodesiScalculatedbytheMonte—Carlosimulationmethod．Someimprovementadvicesareofferedintheend．Keywords：boiler；watersupplysystem；probabilisticriskassessment；Quantitativesafetyanalysis0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(ProbabilisticRiskAssessment，PRA)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，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：2011—02—24基金项目：2009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(1988一)，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。NASA已经将PRA作为航天飞行风险评估的基本方法，直到1997年我国航天部门才开始着手推广和使用PRA方法。PRA方法现在已经越来越多的运用到各个领域。PRA方法进行安全性定量分析时，底事件的故障概率不易得到。本文将Monte—Cado数字仿真法运用于PRA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www.xuetutu.com·20·锅炉制造总第230期1PRA方法的基本流程概率风险评估方法(PRA)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(MLD)分析导致系统失效的初始事件；其次利用事件树分析(FFA)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lPRA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l顶)事件编号及含义T：管路失效M5：管子腐蚀M1：管路泄露M6：管子产生裂纹M2：管路不通M7：管路内腐蚀M3：疏水阀关不死M8：管路外腐蚀M4：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x7：补偿器损坏)(2：阀门腐蚀x8：热水流过管道使得管道膨胀x3：阀门磨损X9：水内含有杂志X4：腐蚀产生固体XIO：水内有溶解氧、二氧化碳X5：水中含有固体杂质xl1：管道外有灰尘X6：垫片损坏XI2：潮湿的环境4定量计算