安全仪表系统的功能安全分析.pptVIP

考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 单元故障事件描述 单元i单独故障 含单元i在内的若干单元同时故障 逆事件 单元i正常 可靠性与安全性分析的假设 系统单元故障次数服从泊松分布 相同个数的单元共因失效的故障率相同 每个单元服从相同的分布，承受相似的共因失效冲击 … * 第十九页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 基于上述假设，得到： 在[0,t)时间内，单个单元及多个单元同时故障首次发生概率为： , … 在[0,t)时间内，首次故障不发生的概率为： , … 第二十页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 存在共因失效的典型结构可靠性分析 串联系统的可靠性框图 并联系统的可靠性框图 系统正常 串联系统可靠度 平均故障前时间 系统正常 并联系统可靠度 平均故障前时间 第二十一页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 n取k系统的可靠性框图 不考虑共因失效的n取k系统的可靠度 替换为 考虑共因失效的n取k系统的可靠度 平均故障前时间 * 第二十二页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * a)串-并联系统 b)并-串联系统 混联系统的可靠性框图 表示第i个并联子系统中j个单元 的共因失效率 串-并联系统的可靠度 平均故障前时间 表示第j个串联子系统中i个单元的共因失效率 并-串联系统的可靠度 平均故障前时间 第二十三页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 存在共因失效的系统安全性分析 串联系统的故障树模型 第二十四页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 并联系统的故障树模型 第二十五页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * n取k系统的故障树模型 第二十六页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 多重冗余结构的共因失效故障率确定 双重冗余结构 共因失效模型 三重冗余结构 共因失效模型 四重冗余结构 共因失效模型 第二十七页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 手动跳闸按钮可靠性与安全性指标计算 动作方式 结构 正逻辑 跳闸方式 串联 并-串联 串-并联 负逻辑 跳闸方式 并联 并-串联 手动跳闸按钮连接方式 第二十八页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 两种跳闸方式下的触点失效模式影响及诊断分析 （Failure modes, effects, and diagnostic analysis, FMEDA） 名称 失效模式 影响 λ 自诊断 能力 DD DU SD SU 正逻辑 跳闸 触点 高插入损耗 危险 10 0 0 10 0 0 污浊 危险 6 0 0 6 0 0 开路 危险 1 0 0 1 0 0 短路 安全 1 0 0 0 0 1 工艺及其它 危险 3 0 0 3 0 0 负逻辑 跳闸 触点 高插入损耗 安全 10 0 0 0 0 10 污浊 安全 6 0 0 0 0 6 开路 安全 1 0 0 0 0 1 短路 危险 1 0 0 1 0 0 工艺及其它 安全 3 0 0 0 0 3 第二十九页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 结论 1. 可靠度比较 正逻辑串联与负逻辑并联的可靠度相同， 正逻辑串-并联与负逻辑并-串联的可靠度相同 结构 PFDavg PFS 正逻辑串联 正逻辑并—串联 正逻辑串—并联 负逻辑并联 负逻辑并—串联 正逻辑： 负逻辑： 2. 与 比较 正逻辑三种结构的可靠度随时间变化趋势 不同结构的PFDavg与PFS指标 第三十页，共六十六页。 考虑共因失效因素的系统可靠性与安全性评估 * 可靠度均随 因子的增大而增大，随时间的增长而呈下降趋势 正逻辑串联 正逻辑串-并联 正逻辑并-串联 3. 正逻辑三种结构的可靠度随 因子和时间变化趋势 第三十一页，共六十六页。 目录 1. 课题背景及研究现状 2. 安全仪表系统的可靠性与安全性评估 3. 火电厂锅炉运行过程的危险及风险分析 4. 锅炉炉膛爆炸的保护层分析 5. 炉膛安全监控系统的功能安全评估 6. 总结与展望 * 第三十二页，共六十六页。 * 火电厂单元机组生产流程 第三十三页，共六十六页。 火电厂锅炉危险辨识 * 锅炉压力容器 失效分析 火电厂锅炉 常见事故 分为：强度失效、刚度失效、稳定失效 按力学特征， 按宏观外貌特征， 分为：变形失效、断裂失效、表面损伤失效、