故障树分析法在电厂热工自动化检修中的应用 姜万军

故障树分析法在电厂热工自动化检修中的应用姜万军
摘要：国家经济的不断发展对我国电力事业提出了更高的要求，在实现电厂热
工建设过程中，有效应用故障树分析法检修电厂自动化技术，能够在很大程度上
保证我国电厂建设，确保国家经济得到更有效的发展，为了对其具有更为全面的
认知，进一步分析检修电厂热工自动化过程中故障树分析法的有效应用，最大程
度保障国家经济建设中故障树分析法的应用价值，特此展开本次研究。

关键词：故障树分析法；电厂；热工自动化；检修；应用
1电厂热工自动化概述
电厂热工自动化技术应用的核心是自动控制系统，其主要由过热器、省煤器、给水阀所组成，把工业生产过程之中的温度、压力、液位、浓度等多个因素进行自动化控制的系统称
为过程控制系统，这样就能够保障锅炉在正常的温度下安全运行，同时，汽包的水位稳定在
一定的范围。

其中，测量变送器的主要功能就是用来测量被调量，同时，对于这种参数进行
信号转化，给定元件则是为了去设置被调量的给定值和电信号的，调节器能够根据调量信号
以及给定值比较后的偏差信号，遵循一定的控制指令规律传送给执行器，执行器根据控制指
令来改变调节量。

所以，综合来看，调节机构是指接受控制作用去改变调节量变化的具体设备，所控制的对象是被控制的热工生产过程及其设备。

所以，电厂应用热工自动化技术，不
仅仅是电厂安全运行以及对于设备性能完善改造的主要手段，同时，也是电子技术与计算机
技术迅速发展的产物。

在发展的过程中，对主辅机的自动化设备也提出了更高的要求，除了
要满足安全、经济的需求之外，还要符合厂站独立经济核算的实际要求，即厂站应用的“厂网分开、竞价上网、同网同质同价”电力经营策略；新型自动化装置要能够与调频调峰要求相适应，提升火电厂自身的控制能力。

2故障树分析法概述
故障树是指以最不希望发生事件为出发点，逐级描述可能引起故障发生的所有原因及其相互关系的树状逻辑关系图。

故障树分析法是指通过分析可能造成系统故障的硬件、软件等
因素，对故障原因构建故障树模型，通过对故障树进行分析最终找到故障原因的一种方法。

运用故障树分析法，首先要从系统最不希望发生的故障开始，找到能够直接导致该故障发生
的故障原因，再将这些故障原因分别展开，找到产生这些故障的下一级原因，直至找到构成
系统的基本单元为止。

故障树自身就是构成这些故障原因的串联或并联组合方式。

2.1故障树的构建
最常用的故障树构建方法是演绎法。

演绎法的构建方法是首先分析顶事件发生的原因，其次由上而下逐步寻找各层事件发生的直接原因，直至分析到底事件。

具体建树步骤如下：
第一，首先对于构建故障树的人必须收集系统的设计、实验、使用维护资料等，及用户信息，做到对系统整体和各组成部分心中有数。

第二，其次，针对故障树分析的目标的特点和要求，选择相匹配的事件。

第三，结合分析目的做出末端底事件的限定，明确建树的边界条件，减
少没必要的连续循环分析下去。

并对分析做出合理的假设，删去次要因素，减少树的规模。

本文重点在分析造成系统故障的元器件的重要度，从而指导日常检修维护工作，在发生系统
故障时能有效的指导故障分析和恢复。

第四，建树的注意事项：（1）故障树构建时，门与
门直接相连会导致逻辑混乱，是禁止的，容易产生后续建树出错；（2）自上而下逐层建立
相应的树，防止遗忘或丢失事件。

（3）妥善处理共因事件，以免造成故障发生的概率有误差。

2.2故障树的预处理
故障树的预处理是为了规范故障树的，在故障树分析之前进行的，便于定性和定量分析。

预处理后的故障树含三类事件（即顶事件、中间事件、基本事件），逻辑门为三种（即与门、或门和非门）。

具体为：第一，如果中间事件的定义不严，就会出现仓促建树，就会难以评审，就会导后续建树时出错，致使逻辑混乱。

因此在建树时不允许门与门直接相连；如果某
个事件是共因事件，那么在故障树的不同分支中必须用同一事件符号。

第二，在故障树预处
理中，特殊门的转化是个重要环节，有利于故障树的定性处理和定量处理。

第三，故障树分
析中，要进行模块化处理，可以达到系统精简、简单明了的目的，更有利于故障树的定性和定量分析。

第四，运用布尔代数法简化系统，最常用的简化公式包括幂等律、吸收率、狄.摩根定理。

3故障树诊断流程
故障树分析法不仅能够对系统硬件故障进行具体分析，还可以在一定程度内进行软件，人为因素和环境因素的全面分析。

不仅能够定性分析故障产生原因，从而对系统故障发生的原因具有更为明确的认识，通过进一步分析不同事件结构的应用价值，利用布尔代数运算简化故障，对其最小路集和最小科级进行有效确定，从而对薄弱环节或可能出现失效的模式进行有效判断，与此同时，还可以定量计算相关评价指标，基于已知单元故障分析系统失效概率，关键重要度，结构重要度和概率重要度。

通常情况下，在构建故障树过程中主要从以下几个方面进行作业。

首先，确定顶事件，就电厂热工建设而言，其自动化系统的主要体现在于相关工作人员不希望产生的故障现象。

其次，顶事件分析，具体在于分析系统故障现象，在附近热工自动化系统过程中，通过进一步分析故障现象，能够对故障产生的原因进行具体分析，如果把故障现象作为具体输出，或者将系统故障产生的直接原因作为输入，同时使用合理的逻辑门对世界间存在的逻辑关系进行了合理表示。

然后，分析中间事件。

相关工作人员需要进一步分析与系统故障现象具有直接关系的每一个输入事件，在对输入事件进行进一步分解之后，需要进一步作业当做下一级输出的具体事情，同时利用顶事件分析进行具体处理。

最后，通过有效应用逆向思维，分析已知输出事件，通过有效应用逻辑关系明确问题输入事件，确保完成故障树构建。

4应用案例分析
汽轮机凝汽器真空下降是常见的热工自动化故障，为了查找故障发生的原因，需要建立凝汽器真空下降故障的故障树。

首先，将凝汽器真空下降故障作为故障树的顶事件，对该故障现象进行分析，分析引发凝汽器真空下降的直接原因，建立下一层的事件，直到找到最终原因为止。

凝汽器内蒸汽饱和温度ts和循环水入口温度t1、循环水温升Δt、换热端差δt之间存在因果关系，因此，以这些因素作为中间事件，进一步查找引发这些因素异常的最终原因，建立故障树。

某火电厂300MW供热机组出现真空恶化故障，经过现场实际检测发现：循环水温升Δt在15℃～16℃，传热端差δt在14℃～15℃。

有检测数据可知:循环水温升Δt 和传热端差δt都高于原设计值，在汽轮机额定运行情况下，凝汽器排汽量Dc正常，经过详细检查存在发现循环水量不足问题，比设计值减少8000t/h，进一步检查发现，循环水排水沟受阻，因而减少了循环水进水量。

影响δt因素也很多，经过逐一检查和分析发现，存在凝汽器铜管结垢超标问题，经测试清洁系数仅为0.39(原设计值为0.85)，后对凝汽器铜管进行彻底清扫，同时对高压头循环水泵进行更换。

经过此次大修处理，再次启动投运时，凝汽器真空达到了设计要求，真空下降故障得以解决。

5结束语
在电厂构建过程中，进行自动化检修作业时，有效应用故障树分析法能够在很大程度上保障维修效率，进一步推进我国电力行业的发展，确保国家经济得到更有效的发展。

通过有效分析故障类型和故障树诊断流程能够进一步保障故障树分析法应用的有效性。

参考文献
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