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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

w_j^(c)——指标X_j对应的常权权重

x_j^(c)——指标X_j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
一级指标	二级指标	三级指标	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
压气机气流量与通流状况X₃	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：X_j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A_i、A_ij则指标分类原则如下：