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基于變權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：　 ? 收藏本頁

3 喘振事故易發性評價方法和模型

燃氣輪機壓氣機由于各種原因造成空氣流量不穩定或不足，從而導致壓氣機葉背的氣流分離，旋轉失速，繼而產生壓氣機若干級工作葉片前后壓力劇烈波動的現象，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)和權重的確定3個階段，喘振事故模式易發性評價流程圖3。

根據圖3，通常按照常權權重計算，可得喘振事故易發性評價結果為：

式中v^(c)——事故易發性常權模型評價結果

m——指標個數

w_j^(c)——指標X_j對應的常權權重

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

3.1 評價指標體系的建立

事故的發生總遵循一定的機理，受若干因素的影響和誘發。從事故影響因素出發，可以找出各因素與事故之間的聯系和規律。一般地，事故發生之前會有許多征兆，尤其是設備狀態的監測值會產生異常^[9]。人們在總結事故經驗教訓的基礎上，會采取一定的技術措施以防范事故的發生，這些措施會影響事故發生的可能性。因此，從事故發生影響因素、事故發生前的征兆以及防范事故發生的技術措施出發，根據一定的原則，建立事故易發性評價指標體系。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，抓住影響事故的主要因素。

② 穩定性：選取的因素應是比較有規律性的因素，有助于明確采取風險控制措施。

③ 可行性：方便數據資料的收集，做到評價程序與工作盡量簡化，避免面面俱到、繁瑣復雜。

④ 可比性：評價因素應當易于量化，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 系統優化：指標體系的設計應兼顧全面性和指標間相對獨立、相互制約的內在關系，即以較少的指標(數量較少、層次較少)較全面系統地反映評價對象。

參照上述5項原則，建立喘振事故易發性評價指標體系，見表1。

表1 喘振事故易發性評價指標體系

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
壓氣機結構置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
壓氣機氣流量與通流狀況X₃	壓氣機氣流通道結垢X₃₂	—	結垢嚴重	有一定結垢	結垢較少	基本無結垢
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	燃料控制閥技術狀況X₅₁	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	低壓可調噴嘴技術狀況X₅₂	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	壓氣機出口壓力變送器技術狀況X₅₃	—	漂移嚴重	漂移超標	漂移在允許范圍內	無漂移
	液壓油系統不穩定X₅₄	泵技術狀況X₅₄₁	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
		油位X₅₄₂	很低	低	正常	高
		調壓閥技術狀況X₅₄₃	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
		濾油器技術狀況X₅₄₄	壓力差嚴重超標	壓力差超標	壓力差正常	壓力差值最優
		液壓油系統泄漏X₅₄₅	嚴重泄漏	有一定泄漏	正常	無泄漏
		蓄能器隔離閥技術狀況X₅₄₆	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	燃料控制系統整體運行狀況X₅₅	—	動作嚴重卡澀	動作有卡澀	動作基本平滑	動作平滑
防喘放氣系統性能X₆	防喘放氣閥技術狀況X₆₁	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	防喘電磁閥技術狀況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
進口導葉系統性能X₇	閥門技術狀況X₇₁	—	嚴重缺陷	有缺陷	正常	好
	液壓油系統不穩定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、監測裝置技術狀況X₈	—	—	嚴重缺陷或未按規定檢驗	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、可測的參數來表征；軟指標應用模糊語言表征，通過專家及現場調查的方式獲取數據。

由于安全與否是一個相對的概念，危險性評價的結果也是給出系統相對的危險程度，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分別對應指標的4種狀態——嚴重劣化、劣化超標、正常、優。

3.3 權重確定方法與改進

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

常權模型因其簡單、方便和易于操作，廣泛應用在各類評價中，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，其對整個系統造成的影響十分顯著，通常導致事故的發生，根據經驗判斷事態很嚴重，危險|生評價結果應該很高，但用常權模型計算后，可能結果卻不是那么嚴重，從而與實際違背^[11]。評價指標越多，權重越平均，發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。假設某評價指標體系中有上下兩級對應指標A_i、A_ij則指標分類原則如下：