基于事故樹分析的煤氣站相關(guān)故障診斷

摘 要:本文針對(duì)發(fā)生爐煤氣站的故障特點(diǎn)，列舉了利用事故樹分析來(lái)解決煤氣站故障的方法與步驟，同時(shí)提出利用事故樹分析法分析煤氣站可能發(fā)生的各種故障，建立故障庫(kù)和專家信息庫(kù)，結(jié)合模糊理論等技術(shù)手段，最終確立發(fā)生爐煤氣站專家診斷系統(tǒng)的設(shè)想。

關(guān)鍵詞:煤氣發(fā)生爐;煤氣站;故障;事故樹;專家診斷系統(tǒng)

1引 言

我國(guó)是世界上煤炭資源較為豐富的國(guó)家之一，煤炭在我國(guó)能源構(gòu)中占有舉足輕重的地位，大力發(fā)展?jié)崈裘簯?yīng)用技術(shù)符合我國(guó)能源安全戰(zhàn)略，而且隨著國(guó)際能源形勢(shì)的日趨緊張，石油及天然氣等能源價(jià)格不斷飆升，以煤炭為原料制取的人工煤氣，開始成為許多陶瓷企業(yè)的首選燃料，其中發(fā)生爐煤氣的應(yīng)用最為廣泛。

目前，由于從事發(fā)生爐煤氣站操作及管理人員的文化層次、知識(shí)結(jié)構(gòu)不同，造成對(duì)發(fā)生爐煤氣站的操作管理良莠不齊，生產(chǎn)事故屢見不鮮，鑒此，就發(fā)生爐煤氣站而言，隨時(shí)觀察、記錄系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)，對(duì)操作數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，通過(guò)科學(xué)的方法找出不正常現(xiàn)象的癥結(jié)所在，將事故隱患消滅于萌芽狀態(tài)，對(duì)煤氣站的安全正常生產(chǎn)至關(guān)重要。

2發(fā)生爐煤氣站的故障特點(diǎn)

2.1 發(fā)生爐煤氣站系統(tǒng)的組成

發(fā)生爐煤氣站按煤氣凈化程度區(qū)分，一般分為熱煤氣站和冷煤氣站;按照爐型區(qū)分，一般分為一段爐煤氣站、兩段爐煤氣站和干餾爐煤氣站。發(fā)生爐煤氣站通常由煤炭預(yù)處理、煤炭輸送、氣化劑制備輸送、軟化水制備輸送、煤炭氣化、煤氣凈化、煤氣加壓、煤氣脫硫及污水處理等系統(tǒng)組成。

2.2發(fā)生爐煤氣站的故障特點(diǎn)

(1) 判斷故障的信息來(lái)源較為復(fù)雜

系統(tǒng)故障往往是通過(guò)一些檢測(cè)數(shù)據(jù)或不正常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的，對(duì)于發(fā)生爐煤氣站而言，判斷故障的信息來(lái)源較為復(fù)雜，煤氣的壓力、溫度以及煤氣成分是通過(guò)檢測(cè)儀表或化驗(yàn)設(shè)備直接檢測(cè)出來(lái)的，具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度;通過(guò)探火操作可以獲取發(fā)生爐爐況信息，具有一定的直觀性，但受人為因素影響較大;煤氣管道(設(shè)備)內(nèi)部的積水或堵塞情況，則只能通過(guò)煤氣壓力等的檢測(cè)間接獲取相關(guān)信息。判斷發(fā)生爐煤氣站故障需要綜合利用各方面信息，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析來(lái)判斷故障原因。

(2) 發(fā)生爐煤氣站各分支系統(tǒng)故障關(guān)聯(lián)度較高

發(fā)生爐煤氣站作為一個(gè)總系統(tǒng)，由許多分支系統(tǒng)組成，往往某個(gè)分支系統(tǒng)反映出的故障，是由另外一個(gè)分支系統(tǒng)引起的，需要系統(tǒng)分析才能找出故障源，從而有效排除故障。例如，發(fā)生爐出口煤氣溫度過(guò)高，其直接原因一般是由于爐內(nèi)氧化層上移或結(jié)渣造成的，但后續(xù)凈化設(shè)備或煤氣管道的堵塞往往是造成故障的源頭因素，因此，只有將堵塞部位疏通，才能將爐況調(diào)整正常。

3利用事故樹分析煤氣站故障

3.1利用事故樹分析煤氣站故障的步驟

事故樹分析技術(shù)是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一，被廣泛應(yīng)用于建筑施工安全、煤礦安全、燃?xì)鈶?yīng)用安全等方面的事故分析評(píng)估[1-2]，該分析技術(shù)應(yīng)用于發(fā)生爐煤氣站故障分析，旨在通過(guò)系統(tǒng)的邏輯推理找出故障原因，并予以排除，使煤氣站恢復(fù)安全正常生產(chǎn)。

(1) 以發(fā)生爐煤氣站為系統(tǒng)，根據(jù)故障現(xiàn)象確定事故樹的頂上事件，即所要分析的故障事件。

(2) 分析確定與頂上事件有關(guān)的所有原因事件。

(3) 繪制事故樹圖，即按照演繹分析的原因，從頂上事件起，逐級(jí)分析各自的直接原因事件;根據(jù)彼此間的邏輯關(guān)系，用邏輯門連接上下層事件，直至所要求的分析深度，最終形成一株倒置的邏輯樹形圖。

(4) 確定故障原因，對(duì)事故樹最下級(jí)的原因事件逐個(gè)判斷其存在性，最終確定故障原因，并予以排除。由于一個(gè)故障原因可能引起兩個(gè)或多個(gè)故障現(xiàn)象，所以可以就所有故障現(xiàn)象繪制事故樹，其各事故樹最下級(jí)的原因事件的交集，很可能就是故障的原因。

3.2利用事故樹分析煤氣站故障的示例

由于所涉及的系統(tǒng)較少，煤氣發(fā)生爐的故障一般較易判斷，發(fā)生爐故障一般分為煤氣成分、煤氣壓力和煤氣溫度的異常變化，通常與爐內(nèi)層次變化、氣化劑供給狀況、加煤情況和后續(xù)系統(tǒng)用氣量及系統(tǒng)阻力有關(guān)。

例1，爐出煤氣中CO2含量上升，其含量大于6%，一般為還原不完全或煤氣在爐內(nèi)二次燃燒所致，由此可以判斷造成該故障的原因，應(yīng)該是還原層過(guò)薄或爐內(nèi)冒火造成，進(jìn)而進(jìn)一步判斷引起該故障的深層原因，從而予以糾正，其事故樹分析過(guò)程如圖1所示。

例2，爐出煤氣壓力增大，一般是由發(fā)生爐氣化劑供給量或煤氣用量變化所致，另外，后續(xù)凈化設(shè)備的阻力及爐內(nèi)阻力的變化，也同樣會(huì)引起發(fā)生爐爐出煤氣壓力的增大，其事故樹分析過(guò)程如圖2所示。

發(fā)生爐煤氣站是由多個(gè)子系統(tǒng)組成的一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其故障判斷應(yīng)該結(jié)合煤氣站工藝流程及設(shè)備配置的具體情況。

例3，兩段爐環(huán)保節(jié)能型煤氣站的煤氣生產(chǎn)工藝如圖3所示，煤氣增壓機(jī)出口煤氣壓力波動(dòng)，大多是由于風(fēng)管或煤氣管道(設(shè)備)積水水面波動(dòng)，引起氣體流通面積頻率性變化，造成系統(tǒng)煤氣壓力波動(dòng)。爐窯用氣量的規(guī)律性變化或煤氣增壓機(jī)、空氣鼓風(fēng)機(jī)故障也會(huì)造成煤氣壓力波動(dòng)，究竟是由于哪種原因引起煤氣增壓機(jī)出口煤氣壓力的波動(dòng)，可以結(jié)合各分支系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)處的壓力波動(dòng)情況進(jìn)行分析確定，其事故樹分析過(guò)程如圖4所示。

4結(jié) 語(yǔ)

利用事故樹分析煤氣站故障直觀、明了，不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入揭示出故障的潛在原因，分析思路清晰，具有邏輯性、系統(tǒng)性、全面性等特點(diǎn)。利用事故樹分析法分析煤氣站可能發(fā)生的各種故障，建立故障庫(kù)和專家信息庫(kù)，結(jié)合模糊理論等技術(shù)手段，最終確立發(fā)生爐煤氣站專家診斷系統(tǒng)[3-4]，從而有效指導(dǎo)煤氣站的安全正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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