基于变权模型的燃气电厂危险性评价方法研究
作者：樊茂飞 陈国华
来源：华南理工大学安全工程研究所
评论： 更新日期：2013年01月11日
3 喘振事故易发性评价方法和模型
燃气轮机压气机由于各种原因造成空气流量不稳定或不足，从而导致压气机叶背的气流分离，旋转失速，继而产生压气机若干级工作叶片前后压力剧烈波动的现象，称为喘振[1、8]。
喘振事故模式的评价方法包括评价指标体系的建立、指标评分方法的制定(即评价指标的量化)和权重的确定3个阶段，喘振事故模式易发性评价流程图3。
根据图3，通常按照常权权重计算，可得喘振事故易发性评价结果为：
式中v(c)——事故易发性常权模型评价结果
m——指标个数
wj(c)——指标Xj对应的常权权重
xj(c)——指标Xj与常权对应的评分值，若该指标有下级指标，则可按常权与下级指标评分值计算得到
3.1 评价指标体系的建立
事故的发生总遵循一定的机理，受若干因素的影响和诱发。从事故影响因素出发，可以找出各因素与事故之间的联系和规律。一般地，事故发生之前会有许多征兆，尤其是设备状态的监测值会产生异常[9]。人们在总结事故经验教训的基础上，会采取一定的技术措施以防范事故的发生，这些措施会影响事故发生的可能性。因此，从事故发生影响因素、事故发生前的征兆以及防范事故发生的技术措施出发，根据一定的原则，建立事故易发性评价指标体系。选择指标的原则有[10]：
① 科学性：反映客观实际和事物的本质，抓住影响事故的主要因素。
② 稳定性：选取的因素应是比较有规律性的因素，有助于明确采取风险控制措施。
③ 可行性：方便数据资料的收集，做到评价程序与工作尽量简化，避免面面俱到、繁琐复杂。
④ 可比性：评价因素应当易于量化，这样才能在不同对象之间及同一对象不同时期进行比较。
⑤ 系统优化：指标体系的设计应兼顾全面性和指标间相对独立、相互制约的内在关系，即以较少的指标(数量较少、层次较少)较全面系统地反映评价对象。
参照上述5项原则，建立喘振事故易发性评价指标体系，见表1。
表1 喘振事故易发性评价指标体系
一级指标 | 二级指标 | 三级指标 | 指标评分值 |
4 | 3 | 2 | 1 |
压比X1 | — | — | X1＞10 | 7＜X1≤10 | 4.5＜X1≤7 | X1≤4.5 |
压气机结构置X2 | — | — | — | 单轴式 | 分轴式 | 三轴式 |
压气机气流量与通流状况X3 | 过滤器技术状况X31 | — | 压力差严重超标 | 压力差超标 | 压力差正常 | 压力差值最优 |
压气机气流通道结垢X32 | — | 结垢严重 | 有一定结垢 | 结垢较少 | 基本无结垢 |
排气通道 堵塞X4 | — | — | 部件脱落、碰摩，严重堵塞 | 有一定堵塞 | 基本顺畅 | 顺畅无阻 |
启动过程燃料量配合不当X5 | 燃料控制阀技术状况X51 | — | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
低压可调喷嘴技术状况X52 | — | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
压气机出口压力变送器技术状况X53 | — | 漂移严重 | 漂移超标 | 漂移在允许范围内 | 无漂移 |
液压油系统不稳定X54 | 泵技术状况X541 | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
油位X542 | 很低 | 低 | 正常 | 高 |
调压阀技术状况X543 | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
滤油器技术状况X544 | 压力差严重超标 | 压力差超标 | 压力差正常 | 压力差值最优 |
液压油系统泄漏X545 | 严重泄漏 | 有一定泄漏 | 正常 | 无泄漏 |
蓄能器隔离阀技术状况X546 | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
燃料控制系统整体运行状况X55 | — | 动作严重卡涩 | 动作有卡涩 | 动作基本平滑 | 动作平滑 |
防喘放气系统性能X6 | 防喘放气阀技术状况X61 | — | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
防喘电磁阀技术状况X62 | — | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
整体运行状况X63 | — | 动作严重卡涩 | 动作有卡涩 | 动作基本平滑 | 动作平滑 |
进口导叶系统性能X7 | 阀门技术状况X71 | — | 严重缺陷 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
液压油系统 不稳定X72 | 同指标X54 | 同指标X54 | 同指标X54 | 同指标X54 | 同指标X54 |
装置整体运行状况X73 | — | 动作严重卡涩 | 动作有卡涩 | 动作基本平滑 | 动作平滑 |
仪表、监测装置技术状况X8 | — | — | 严重缺陷或未按规定检验 | 有缺陷 | 正常 | 好 |
注：Xj表示第j个指标。 |
3.2 评价指标量化
通常，指标按照其定性和定量的特征划分为硬指标和软指标。硬指标采用一些简单、可测的参数来表征；软指标应用模糊语言表征，通过专家及现场调查的方式获取数据。
由于安全与否是一个相对的概念，危险性评价的结果也是给出系统相对的危险程度，因此不论是对硬指标还是软指标，指标的量化都可采用4分制按表1对其进行赋值，分值4、3、2、1分别对应指标的4种状态——严重劣化、劣化超标、正常、优。
3.3 权重确定方法与改进
确定权重的方法有很多，如专家调查表法(Delphi法)、因子分析权数法、信息量权数法、独立性权数法、秩和比权数法等。按照权重在评价过程中是否发生变化，可以把权重分为常权和变权，由它们建立的评价模型分别称为常权模型和变权模型。
常权模型因其简单、方便和易于操作，广泛应用在各类评价中，取得了良好效果，但仍存在明显缺陷。在事故的各影响因素中存在这样一种情况：当个别因素严重偏离正常值或某些装置严重劣化时，其对整个系统造成的影响十分显著，通常导致事故的发生，根据经验判断事态很严重，危险|生评价结果应该很高，但用常权模型计算后，可能结果却不是那么严重，从而与实际违背[11]。评价指标越多，权重越平均，发生这种误判的可能性越大。不同类型的指标对目标对象的影响不同，这就需要对指标进行分类处理。假设某评价指标体系中有上下两级对应指标Ai、Aij则指标分类原则如下：
炼油装置中管道硫化氢腐蚀及防护
长输燃气管道的安全保护距离
