ETS系统故障树建模与马尔可夫模型可靠性分析

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1、能源技术ISSN1672-9064CN35-1272/TKETS系统故障树建模与马尔可夫模型可靠性分析沈继忱刘杨（东北电力大学吉林吉林132012）摘要阐述了控制系统的可靠性分析的意义，针对汽轮机危急遮断系统（ETS）中的紧急跳闸和汽轮机超速进行故障树建模，通过马尔可夫模型的建立来分析系统的可靠性，从而对汽轮机危急遮断系统（ETS）进行可靠性评价和分析。关键词故障树马尔可夫可靠性ETS中图分类号：TM621.3文献标识码：A文章编号：1672-9064(2012)02－0028－03在控制系统设计中，为在成本、性能和维护之间进行权果可以直观的发现故衡，能够定量评估

2、安全性和可靠性，控制系统设计参数非常障的所在，从而及时的重要。控制系统是企业生产过程的重要组成部分，是安全生解决问题，让系统更加产的关键要素之一，没有安全可靠的控制系统，就不可能有安全的运行。FTA的最安全可靠的生产过程。因此，控制系统的安全性与可靠性评终结果就是一张图。它估就成为企业实现安全生产必须面对并且必须解决的问题。可以表明由于哪些事同样汽轮机危急遮断系统可靠性分析在火电厂安全运件的组合可能会导致行中也起到了不可估量的作用。本文通过对紧急跳闸系统和系统故障，因而指出了汽轮机超速系统的可靠性分析进而分析ETS的可靠性，主系统的薄弱环节。尽管要采用的是故障树方

3、法。故障树分析主要用于图1故障树符号1ETS简介工程设计阶段来发现危急遮断系统ETS（EmergencyTripSystem）是在紧急情潜在的设计缺陷，然而故障树在分析故障或事故原因时，也况下，迅速关闭汽轮机进汽阀门，切断汽轮机所有进汽的保具有较大的价值。故障树的表示由一系列的符号组合，如图护系统。ETS系统检测的项目包括超速、真空低、油压低、轴1所示。向位移大、机组振动大、润滑油温高、推力瓦及支持轴瓦温度3FAT在汽轮机ETS中的应用高、差胀大、缸胀超差、偏心大、发电机断水、锅炉燃料跳闸图2为汽轮机ETS原理图。ETS系统检测的项目包括超等，部分项目的检测由TS

4、I系统、电气系统、锅炉控制系统等速、真空低、油压低、轴向位移大、机组振动大、润滑油温高、分别完成，当这些参数超过设定值后，迅速驱动声光报警装推力瓦及支持轴瓦温度高、差胀大、缸胀超差、偏心大、发电置，或驱动保护执行机构，快速关闭汽轮机阀门，紧急停机，机断水、锅炉燃料跳闸等。当这些参数超过设定值后，迅速驱避免机组设备的损失或防止事故的进一步扩大。动声光报警装置，或驱动保护执行机构，快速关闭汽轮机阀随着机组容量的增大，汽轮机的安全运行显得尤其重门，紧急停机，避免机组设备的损失或防止事故的进一步扩要，对汽轮机的保护系统提出了更高的要求.因此必须从设大。ETS系统几个主要解

5、决的逻辑部分之间是相互独立的，计、安全、调试、维护的各个环节，研究进一步的方法，保证汽每个实现功能的分系统都有自己的传感器、独立电源、控制轮机保护系统的可靠性。器和执行器。因此，可以针对各个独立的分系统分别建立故2FAT的建立障树。故障树分析法（FTA）是一种自顶向下识别系统故障的3.1紧急跳闸保护故障树分析方法。故障树法非常适合找出造成问题的多个故障，且有助紧急跳闸保护系统是在汽轮机运行情况下，发生了一系于发现1次分析1种类型的故障。通过对可能造成系统故障列的事故为了防止事故的扩大化、机组的损坏，控制汽轮机的硬件软件环境和人为因素等进行分析，画出故障树，从而紧急

6、跳闸。其中导致汽轮机跳闸的因素有很多，电超速；轴承分析系统整体可靠性的一种方法。通过FTA得到的分析结油压低；润滑（EH）油压低；真空低；轴向位移大；炉膛监测系作者简介：沈继忱（1954~），男，副教授，硕士生导师，东北电力大学自动化工程学院，主要从事检测技术方向的研究。2012．NO．2．28能源技术ISSN1672-9064CN35-1272/TK图4汽轮机超速故障树针对汽轮机ETS系统和紧急跳闸保护、汽轮机超速保护、其他保护之间的关系建立了马尔可夫模型如图5。其中图2汽轮机ETS原理图圆（状态）表明正常工作的部件与发生失效的部件的组合，可统（FSSS）下的主

7、燃料跳闸（MFT）；数字电液控制系统（DEH）能的部件的失效和维修行为用转移弧来表示。这些弧的箭头失电；轴振动大；差胀大；高压缸排汽压力高；发电机内部故表示由一种状态向另一种状态转换。可能会有大量的各种各障；手操跳闸等。图3为紧急跳闸动作失效故障树，其中的每样的成功部件和失效部件的组合。某些代表了系统的正常状一个部分出现故障都会使系统关闭所有汽门以及抽汽逆止态，而另一些则代表了系统的失效状态。汽轮机状态为0，汽阀，导致汽轮机紧急跳闸。轮机紧急跳闸状态为1，汽轮机超速状态为2，其他失效状态3.2汽轮机超速故障树分析为3。从状态0到状态0表示汽轮机ETS系统正常运行的

8、概率为λ0