濱海電廠循環(huán)水系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)與分析柳志忠，鄭中”， 尤小健2(1.海軍駐葫蘆島四三一廠軍事代表室,葫蘆島215000; 2.武漢第二船舶設(shè)計(jì)研究所，武漢430064)摘要:循環(huán)水系統(tǒng)是濱海電廠動力裝置最重要的系統(tǒng)之--,主要負(fù)責(zé)將冷卻海水提供給眾多用戶.該系統(tǒng)與舷外海水直接連通,承受著等同于舷外海水的壓力,該系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是保證電廠運(yùn)行的必要條件之一.針對循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn),分析了任務(wù)剖面,列舉其可能發(fā)生的故障模式,分析其故障原因及對任務(wù)造成的影響,給出相應(yīng)的補(bǔ)償措施,并將分析結(jié)果反饋到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中;建立模型并采用定量計(jì)算對改進(jìn)的系統(tǒng)進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì).結(jié)果表明,對系統(tǒng)的改進(jìn)合理有效,其可靠性有一定的提高.關(guān)鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng);可靠性; FMEA分析;改進(jìn)設(shè)計(jì)中圖分類號:TM62文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1005 8354( 2010 )06-0007-05Reliable Design and Analysis on Circulating Water System ofBinhai Power PlantLIU Zhi-zhong'，ZHENG Zhong2 , YOU Xiao jian2(1. Representative Ofice at No. 431 plant, Huludao 215000, China; 2. Wuhan Second Ship Design and Research Insti-ute, Wuhan 430064, China)Abstract:Circulating water system is one of the most important systems of Haibin Pover Plant , and suppliescooling seawvater for muli-user. Being that circulating 1oater system is connected with external seawater and hasthe same external seawater pressure value , the safe and reliable operation of circulating water system is one ofthe necessary conditions for Power Plant operation. By analyzing the missin section, failure modes and rea-son, and the failure ingluence of circulating water system , the corresponding preventing measures and remediesare given and the above whole analytical results are also applied to the system design. The reliability predictionof the improved circulating water system has been done by modeling and quantitatiue calculation, and the re-sults show that the improrement measures is effective, and the reliability is improved.Key words :circulating water system; reliability; FMEA analysis ; iproved design0引言水泵、管件、閥門、減振接管、濾器、儀表等組成.循環(huán)水系統(tǒng)是濱海電廠動力裝置最重要的系統(tǒng)之一,擔(dān)負(fù)著將海水冷卻水提供給眾多用戶的重任,1系統(tǒng)任務(wù)剖面該系統(tǒng)與舷外海水直接連通,承受著等同于舷外海水循環(huán)水系統(tǒng)作為動力裝置的冷卻水供應(yīng)系統(tǒng),在的壓力.循環(huán)水系統(tǒng)共有2條獨(dú)立的管路系統(tǒng)，每條濱海電廠運(yùn)行前必須先行投入工作,并在整個(gè)任務(wù)過管路配置!臺循環(huán)水泵，舷外海水通過吸人格柵、舷程連續(xù)不間斷運(yùn)行,循環(huán)水系統(tǒng)的任務(wù)剖面如圖1所間管、舷側(cè)閥、管路閥和海水濾器被循環(huán)水泵吸入,經(jīng)示.其中,參數(shù)t代表不同任務(wù)的任務(wù)時(shí)間.過加壓后送到各設(shè)備用水處.循環(huán)水系統(tǒng)主要由循環(huán)收稿日期:2010903中國煤化工作者簡介:柳志忠(1967-) ,男,本科,主要從事造船檢驗(yàn).MHCNMHG技術(shù)篇2010年第六期7↑e流量(I/b)于系統(tǒng)自身原因或其他外部原因引起的所有導(dǎo)致循循環(huán)水系統(tǒng)啟動循環(huán)水系統(tǒng)停運(yùn)環(huán)水無法供給的故障.2系統(tǒng)FMEA分析循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行FMEA分析，系統(tǒng)的識別并防止故障,對該系統(tǒng)可能的故障進(jìn)行全面預(yù)防.系統(tǒng)采用硬件法進(jìn)行FMEA分析.循環(huán)水系統(tǒng)約初始約定層1時(shí)間h)次為濱海電廠動力系統(tǒng);約定層次為循環(huán)水系統(tǒng);最圖1循環(huán)水系統(tǒng)任務(wù)剖面終約定層次為循環(huán)水泵、舷側(cè)閥管路閥、減振元件、.濾器等管路及附件.假設(shè)與循環(huán)水系統(tǒng)相關(guān)的電力系在任務(wù)剖面中,循環(huán)水系統(tǒng)啟動和停運(yùn)時(shí)其流量統(tǒng)、液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)認(rèn)為可靠,且分析的各種故障變化并不是簡單的線性變化,在這里只是描述循環(huán)水模式是相互獨(dú)立的.流量的變化趨勢;另外,正常運(yùn)行時(shí)的循環(huán)水流量是2.1系統(tǒng)原理 .隨著濱海電廠運(yùn)行工況變化而改變的,所以也并不是循環(huán)水系統(tǒng)分兩條獨(dú)立支路每條支路從舷外取圖中所示的恒定流量值.水,然后經(jīng)過舷側(cè)閥、管路閥、撓性接管、循環(huán)水泵、用致命性故障判別準(zhǔn)則:在一次典型任務(wù)期間，由戶、管路閥舷側(cè)閥排至舷外.C用戶1h一舷側(cè)闊管路閥}擾性接管-循環(huán)水泵一擾性接管H用戶2十管路闕一炫側(cè)閥一用戶門d[用戶4h一舷側(cè)閥一臂路閥一擾性接管-循環(huán)水泵擾性接管}十用戶5 ]十管路閥一舷側(cè)閥卜4用戶6]圖2循環(huán)水系統(tǒng)原理圖2.2系統(tǒng) FMEA分析及改進(jìn)措施了系統(tǒng)的泄漏率和可靠性;依據(jù)系統(tǒng)功能確定各種故障模式所產(chǎn)生的影響,4)采用了新型的撓性接管,抗軸向變形和剪切變包括局部的影響、對高一層次影響以及最終產(chǎn)生的影形能力更好;響.局部影響是對所在約定層次部件功能和狀態(tài)的影5)改變舷側(cè)閥形式,提高可靠性;響;高一層次影響是指部件故障模式對系統(tǒng)功能和狀6)增加系統(tǒng)橋管,并將用戶2.3、5.6用另一系統(tǒng)態(tài)的影響;最終影響指故障模式對濱海電廠動力裝置供水,提高循環(huán)水系統(tǒng)的可靠性.的影響.2.3系統(tǒng)可靠性模型循環(huán)水系統(tǒng)的故障模式影響及影響分析見表1.根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)原理圖,建立系統(tǒng)可靠性模型.針對表1分析暴鱔的問題,對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn).2.4系統(tǒng)可靠性分析1)管路材料更換為耐腐蝕能力更高的銅合金材循環(huán)水系統(tǒng)是一-個(gè)典型的機(jī)械.管路系統(tǒng),其所料. ,提高了系統(tǒng)的可靠性;用的設(shè)備和附件大部分為非標(biāo)產(chǎn)品,在其它工程中用2)法蘭采用強(qiáng)度更高的材料,進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度量很少或者不用;由于數(shù)量較少,且在使用過程中沒設(shè)計(jì),提高了剛度;有積累可靠性數(shù)據(jù).鑒于目前的實(shí)際情況采用評分預(yù)3)法蘭墊片由石棉板更換為金屬纏繞墊片,減小計(jì)中國煤化工YHCNMHG8第六期2010年技術(shù)篇表1循環(huán)水系統(tǒng) FMEA表故障故障任務(wù)階段與故障影響| 故障檢| 補(bǔ)償嚴(yán)酷|類代碼|產(chǎn)品|功能|模式原因|工作方式 |局部影響高一層次影響最終影響測方法措施度| 別濱海電廠發(fā)電任加大壁厚管路流體管路斷裂|強(qiáng)度不夠全任務(wù)階海水泄露海水系統(tǒng)喪失全務(wù)失敗,導(dǎo)致安目或更換材送段部或部分功能全事故法蘭剛度改變法蘭管路|法蘭連接不夠,變.材料或結(jié)法蘭形;腐蝕，務(wù)失敗，導(dǎo)致安|目測構(gòu)設(shè)計(jì)及| I連接|處泄漏密封面破.段更換密封壞拆卸檢及時(shí)| 濱海電檢修循環(huán)水泵|機(jī)槭原因查;目測導(dǎo)致系統(tǒng)提供冷廠發(fā)電并啟流量喪失|或電機(jī)故無法提供足夠海水電機(jī)轉(zhuǎn)1提供|段運(yùn)行卻海水量不足|任務(wù)失動2#或不足障向;功率|貼表測量海水3循環(huán)|水。水泵增加查;目機(jī)械原因壓力|水泵啟動或電機(jī)故無法啟動導(dǎo)致系統(tǒng)提供冷|濱海電廠發(fā)電任測電機(jī)及時(shí)檢修II失效段備用卻海水量不足務(wù)失敗轉(zhuǎn)向;功率表測量常閉,當(dāng)系統(tǒng)壓力系統(tǒng)壓力繼續(xù)升安全I(xiàn)壓力無法開啟機(jī)械故障值時(shí)開超過整定超壓時(shí)不商,系統(tǒng)承壓超濱海電廠 發(fā)電任系統(tǒng)管|定期航間n閥保護(hù)|能開啟.過設(shè)計(jì)壓力,系|務(wù)失敗， 導(dǎo)致安路壓力|檢測整定啟,低于統(tǒng)管路和設(shè)備損|全事故回座值時(shí)關(guān)閉密封部件損壞;橡隔離檢修撓性減解|全任務(wù)階相應(yīng)支路系統(tǒng)運(yùn)行無影泄露膠老化;務(wù)失敗,導(dǎo)致安目側(cè)并啟動2|接管|降噪|變形量過.|段停止供水|響,降低備用性#梅水泵大相應(yīng)循環(huán)舷側(cè)隔離|誤關(guān)液壓操縱|水泵支路| 相應(yīng)支路|系統(tǒng)運(yùn)行無影濱海電廠任務(wù)失| 海水流排查舷側(cè)敗,導(dǎo)致安全事閥操縱系| mI閥系統(tǒng)故障故障時(shí)隔停止供水 |響,降低備用性量|故充臂路|液壓操縱水泵 支路|相應(yīng)支路海水系統(tǒng)運(yùn)行無|濱海電廠發(fā)電任海水流排在舷側(cè)系統(tǒng)故障I故障時(shí)隔停止供水影響,降低備用|務(wù)失敗,導(dǎo)致安閥操縱系Iv生|離濾器|雜質(zhì)|沖蝕及電|全任務(wù)階堵寒換熱8腐蝕換熱能力中國煤化工更換德芯I過濾|濾網(wǎng)偶腐蝕器臂道:YHCNMHG技術(shù)篇2010年第六期9一舷衡閣一管路閣}擾性接行循環(huán)水泵一安全閥海木濾器h4用戶門用戶2-用戶一用戶可-戶門H一用戶0一-圖3系統(tǒng)改進(jìn)前可靠性模型循環(huán)水泵一觸側(cè)閥臂路閥}現(xiàn)性接管一安全閥海水濾器用戶門隨環(huán)水系一舷側(cè)閩-普路閥}優(yōu)性接管安全閥一海水濾器一用戶聞圖4系統(tǒng)改進(jìn)后可靠性模型進(jìn)行系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)時(shí),主要考慮5種影響因?qū)＜以u定的.重要度最高的評1分，最低的評10分子,即復(fù)雜程度度技術(shù)水平、工作時(shí)間、環(huán)境條件以濱海電廠初步分配給循環(huán)水系統(tǒng)的可靠度為Rs =及重要程度.若選擇平均故障率作為預(yù)計(jì)參數(shù),則每0.7983 ,預(yù)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的可靠度為R,個(gè)因子的評分原則如下:則有1)復(fù)雜程度因子評分rn:根據(jù)各預(yù)計(jì)單元中的R.=eCinR重要器件數(shù)以及它們的組裝難易程度來評定的,最復(fù)式中;i為分設(shè)備的數(shù)量;C;為第i個(gè)分設(shè)備評分雜的評10分,最簡單的評1分;系數(shù);2)技術(shù)水平因子評分ra:根據(jù)單元目前的技術(shù)C; = w,/w水平和成熟程度來評定,水平最低的評10分,水平最高的評1分;o,=幾。3)工作時(shí)間因子評分rg:根據(jù)單元工作時(shí)間來。= Zo,評定,單元工作時(shí)間最長的評10,最短的評1;4)環(huán)境條件因子評分ru:根據(jù)單元所處的環(huán)境其中:w,為第i個(gè)分設(shè)備評分?jǐn)?shù);w為系統(tǒng)的評來評定,單元工作過程中會經(jīng)受極其惡劣而嚴(yán)酷的環(huán)分?jǐn)?shù);rg為第i個(gè)分設(shè)備,第j個(gè)因素的評分?jǐn)?shù).因此:根據(jù)表2,修改前的R=R xR, x...xR..境條件的評10分,環(huán)境條件最好的評I分;5)重要程度因子評分rg:單元重要度是由該單=0.990883 x0. 9965 x .. x0. 988051 =0. 8941.根據(jù)元故障從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障的概率確定的,其重要度評表3,修改后的R=R xR2x...xR, = 0.990883 x分是根據(jù)預(yù)計(jì)層次在產(chǎn)品中的地位和相對重要性由0.9965 x... x0.985678 =0.9349.表2修改前循環(huán)水 系統(tǒng)分設(shè)備任務(wù)可靠性分配結(jié)果系統(tǒng)復(fù)雜技術(shù)環(huán)境重要評分?jǐn)?shù)評分系預(yù)計(jì)指系統(tǒng)名稱編碼程度水平條件D,數(shù)C;標(biāo)RNSOO. 1循環(huán)水泵80103192000. 0818240.990883NS00.2舷側(cè)閥7573500. 03132320. 9965NS00.4管路閥96264600.11276370. 987457NS00.3海水濾器201600.08591520. 990429撓性接管450000.02130830. 997618NS00.5安全閥14400. 0613680. 993154NS00.6用戶1168000.0715960. 992018NS00.7用戶21中國煤化工0.986355ETYHCNMHG10第六期2010年技術(shù)篇(續(xù)表2)系統(tǒng)系統(tǒng)名稱復(fù)雜技術(shù)工作環(huán)境重要評分?jǐn)?shù)平分系預(yù)計(jì)指編碼程度水平時(shí)間條件w數(shù)C;標(biāo)RNS00.8用戶360l0180000. 076710. 99145NS00.9用戶4302400. 12887280. 985678NS00. 10用戶5230400. 09818880. 989069NSOO. 11用戶6410252000. 1073940. 988051總計(jì)234650表3修改后循環(huán)水系統(tǒng)分設(shè)備 任務(wù)可靠性分配結(jié)果復(fù)雜| 技術(shù)工作| 環(huán)境重要評分?jǐn)?shù)評分系程度水平w，NS00. 1循環(huán)水泵83192000. 0818240. 990883NS00.2舷側(cè)閥73500.03132320. 9965NS00.4 .管路閥264600. 11276370. 987457NS00.3新型海水濾器259200.11046240.987711NS00.4新型撓性接管11250 .0. 04794370. 994648NS00.5安全閥14400.00613680. 999313NS00.6用戶1NS00.70.12887281410603結(jié)論(FMEA).通過循環(huán)水系統(tǒng)的FMEA,確定了對循環(huán)水循環(huán)水工作的可靠性對于濱海電廠生命力具有系統(tǒng)的任務(wù)成功性有重要影響的關(guān)鍵件及重要件,并極其重要的影響.循環(huán)水系統(tǒng)是濱海電廠動力裝置的依據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn),從而提高了循重要組成部分,向動力設(shè)備和用水用戶提供足夠的冷環(huán)水系統(tǒng)的任務(wù)可靠度.卻海水.是裝置運(yùn)行的最終冷源.當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)失效時(shí),可能會造成濱海電廠發(fā)電能力喪失,甚至?xí)?dǎo)致參考文獻(xiàn):安全事故發(fā)生.[1]鄭鵬洲等.可靠性設(shè)計(jì)與分析[M].北京:國防工業(yè)本文以循環(huán)水系統(tǒng)作為研究對象,展開了可靠性出版社,1995.分析工作.首先繪制了循環(huán)水系統(tǒng)的任務(wù)剖面，確定[2]何國偉:可靠性工程設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版.了故障判準(zhǔn)則,然后建立了循環(huán)水系統(tǒng)的功能原理框社+,1993.圖,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了故障模式及影響分析rrercrercrcrererercrerererorerererererercrerererererererererorercrcrorererescrererercrer更正說明《機(jī)電設(shè)備>第5期中《基于Weibul分布計(jì)算造船設(shè)備中國煤化工者沈建平的作者簡介有誤,現(xiàn)在此更正說明- -下 ,應(yīng)為沈建平(1955-),男,碩YHCNMHG技術(shù)篇2010年第六期11