燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業燃燒爐安全控制技術領域，特別是涉及一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法。
【背景技術】
[0002]在工業燃燒爐安全技術控制領域，特別是在石油化工行業的燃燒爐的運行過程中，由于泄漏導致的燃料進入燃燒爐的爐膛造成起火、爆炸的事故時有發生。燃燒爐的燃料系統的安全控制，直接關系到燃燒爐在正常工況的安全運行及非正常運行工況時的安全停車。目前，本技術領域的普遍解決方案是在燃料管路上安裝安全切斷閥用來切斷燃料管路，防止燃料管路中的燃氣泄漏等情況。但是，工程管理人員不能對燃料管路上安裝安全切斷閥之后燃料系統的可靠性進行定量對比分析，從而不能實現對燃料管路上安全切斷閥的冗余結構的優化。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法以實現對燃料管路上安裝安全切斷閥之后燃料系統的可靠性進行定量對比分析和對燃料管路上安全切斷閥的冗余結構的優化。
[0004]本發明提供一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法，包括以下步驟:
[0005]步驟一，梳理燃料系統邏輯結構，計算燃料系統的失效概率；
[0006]步驟二，梳理經模擬改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構后的燃料系統邏輯結構，計算經模擬改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構后的燃料系統的失效概率；
[0007]步驟三，改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構。
[0008]進一步的，步驟一和步驟二中采用故障樹梳理方法建立故障失效模型，計算燃料系統的失效概率和經模擬改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構后的燃料系統的失效概率。
[0009]進一步的，在步驟一之前還包括如下步驟:確定燃料系統的安全完整性等級。
[0010]進一步的，燃料管路包括燃料主管路和燃料支管路，采用在燃料主管路上加裝安全切斷閥的方式改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構。
[0011]進一步的，燃料管路包括燃料主管路和燃料支管路，采用在所有的燃料支管路上加裝安全切斷閥的方式改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構。
[0012]進一步的，燃料管路包括燃料主管路和燃料支管路，采用在燃料主管路上和所有的燃料支管路上加裝安全切斷閥的方式改變燃料系統中燃料管路上安全切斷閥的冗余結構。
[0013]與現有技術相比，本發明的燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法具有以下特點和優占.V.
[0014]1、本發明的燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法，實現對燃料管路上安裝安全切斷閥之后燃料系統的可靠性進行定量對比分析。
[0015]2、本發明的燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法，通過定量對比分析對燃料管路上安全切斷閥的冗余結構進行優化，使燃燒爐用燃料系統的可靠性得到顯著提高。
[0016]結合附圖閱讀本發明的【具體實施方式】后，本發明的其他特點和優點將變得更加清
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【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發明實施例中的一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法中的安全切斷閥部分的邏輯結構示意圖；
[0019]圖2為本發明實施例中的一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法中的采用故障樹梳理方法建立的故障失效模型不意圖一；
[0020]圖3為本發明實施例中的一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法中的采用故障樹梳理方法建立的故障失效模型示意圖二；
[0021]圖4為本發明實施例中的一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法中的采用故障樹梳理方法建立的故障失效模型不意圖二；
[0022]其中，
[0023]1、安全切斷閥部分初始邏輯結構，2、安全切斷閥部分第一優化邏輯結構，3、安全切斷閥部分第二優化邏輯結構，4、安全切斷閥。
【具體實施方式】
[0024]以某石油化工裝置中的燃燒爐為例，結合附圖對本發明予以詳細描述。為了保證燃燒爐的安全運行，生產單位為燃燒爐的燃料系統設置了多重安全措施，其中，在燃料系統中的燃燒管路上設置安全切斷閥就是其中一個重要的保護設施。本實施例中，在連接燃燒爐的兩條燃料支管路上各設置有一個安全切斷閥。基于在兩條燃料支管路上各設置有一個安全切斷閥的條件下，實現對燃料管路上安裝安全切斷閥之后燃料系統的可靠性進行定量對比分析和對燃料管路上安全切斷閥的冗余邏輯結構的優化。具體的，本實施例提供一種燃燒爐用燃料系統可靠性優化方法，包括以下步驟:
[0025]步驟一，確定燃料系統的安全完整性等級。
[0026]綜合燃料系統中燃料管路的安全功能、觸發事件或原因、人員傷亡風險、環境影響風險、經濟損失風險，確定安全完整性等級(SIL等級)。需要說明的是，SIL等級分為4個等級，311^1、311^、311^3、311^4，包括對產品和對系統兩個層次，其中，以311^4的要求最高。本實施例中選擇SILl作為燃料系統的安全完整性等級。
[0027]步驟二，梳理燃料系統邏輯結構，計算燃料系統的失效概率。
[0028]參照附圖1，本實施例中僅以一條燃料主管路和兩條燃料支管路構成的燃料管路中的安全切斷閥部分的邏輯結構為例。安全切斷閥部分初始邏輯結構1，是在兩條燃燒支管路(側壁燃料支管路和底部燃燒支管路)上各設置有一個安全切斷閥4，即采用2002冗余邏輯結構。
[0029]基于圖1中安全切斷閥部分初始邏輯結構I的條件，參照圖2，采用故障樹分析方法建立故障失效模型，首先從“主燃料氣壓力低”的判斷至“傳感單元”、“邏輯單元”、“執行單元”的判斷再到“壓力變送器硬件失效”、“PLC”、“側壁切斷閥硬件失效”、“底部切斷閥硬件失效”的判斷。
[0030]計算在圖1中安全切斷閥部分初始邏輯結構I的條件下，燃料系統的初始失效概率:
[0031 ] PFDag=PFD傳卿元+PFftg群元+PF_彈元
[0032]? I.42E-7X8.76E3+1.50E-9 X8.76E3+2.70E-6 X8.76E3+2.70E-6 X8.76E3
[0033]=2.399E-2
[0034]其中，
[0035]PFDw6為燃料系統的初始失效概率，PFD^^e為燃料系統的傳感單元的失效概率，PFftg禪.元為燃料系統的邏輯單元的失效概率，PFD?彈元為燃料系統的執行單元的失效概率。