苑卫军 徐东海
（唐山科源环保技术装备有限公司 063020）
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摘要：针对发生炉煤气站故障特点，列举了利用事故树分析煤气站故障的步骤，并举例说明了利用事故树分析煤气站故障的方法，指出利用事故树分析煤气站故障直观、明了，分析思路清晰，具有逻辑性、系统性、全面性等特点。同时提出利用事故树分析法分析煤气站可能发生的各种故障，建立故障库和专家信息库，结合模糊理论等技术手段，最终确立发生炉煤气站专家诊断系统的设想。
关键词：煤气发生炉；煤气站；故障；事故树；专家诊断系统
1 引言
我国是世界上煤炭资源较为丰富的国家之一，煤炭在我国能源构中占有举足轻重的地位，大力发展洁净煤应用技术符合我国能源安全战略，而且随着国际能源形势的日趋紧张，石油及天然气等能源价格不断飙升，以煤炭为原料制取的人工煤气，开始成为许多中国企业的首选燃料，其中发生炉煤气的应用最为广泛。
目前，由于从事发生炉煤气站操作及管理人员的文化层次，知识结构不同，造成对发生炉煤气站的操作管理良莠不齐，生产事故屡见不鲜，鉴此，就发生炉煤气站而言，随时观察记录系统操作数据，将操作数据整理分析，通过科学的方法找出不正常现象的症结所在，将即将发生的事故消灭于萌芽状态，对煤气站的安全正常生产至关重要。
2 发生炉煤气站的故障特点
2.1 发生炉煤气站系统组成
发生炉煤气站按煤气净化程度区分，一般分为热煤气站和冷煤气站；按照炉型区分，一般分为一段炉煤气站、两段炉煤气站和干馏炉煤气站。发生炉煤气站通常由煤炭预处理、煤炭输送、气化剂制备输送、软化水制备输送、煤炭气化、煤气净化、煤气加压、煤气脱硫及污水处理等系统组成。
2.2发生炉煤气站的故障特点
（1）判断故障的信息来源较为复杂
系统故障往往是通过一些检测数据或不正常现象发现的，对于发生炉煤气站而言，判断故障的信息来源较为复杂，煤气的压力、温度以及煤气成分是通过检测仪表或化验设备直接检测出来的，具有相当的准确度；通过探火操作可以获取发生炉炉况信息，具有一定的直观性，但受人为因素影响较大；煤气管道（设备）内部的积水或堵塞情况，则只能通过煤气压力等的检测间接获取相关信息。判断发生炉煤气站故障需要综合利用各方面信息，系统分析判断故障原因。
（2）发生炉煤气站各分支系统故障关联度较高
发生炉煤气站作为一个系统，由许多分支系统组成，往往某个分支系统反映出的故障，是由另外一个分支系统引起的，需要系统分析才能找出故障源，从而有效排除故障。例如，发生炉出口煤气温度过高，其直接原因一般是由于炉内氧化层上移或结渣造成的，但后续净化设备或煤气管道的堵塞往往是造成故障的源头因素，因此，只有将堵塞部位疏通，才能将炉况调整正常，否则徒劳无功。
3 利用事故树分析煤气站故障
3.1利用事故树分析煤气站故障的步骤
事故树分析技术是安全系统工程的主要分析方法之一，被广泛的应用于建筑施工安全、煤矿安全、燃气应用安全等方面的事故分析评估【1-2】，该分析技术应用于发生炉煤气站故障分析，旨在通过系统的逻辑推理找出故障原因，并予以排除，使煤气站恢复安全正常生产。
（1）以发生炉煤气站为系统，根据故障现象确定事故树的顶上事件，即所要分析的故障事件。
（2）分析确定与顶上事件有关的所有原因事件。
（3）绘制事故树图，即按照演绎分析的原因，从顶上事件起，逐级分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直至所要求的分析深度，最终形成一株倒置的逻辑树形图。
（4）确定故障原因，对事故树最下级的原因事件逐个判断其存在性，最终确定故障原因，并予以排除。由于一个故障原因可能引起两个或多个故障现象，所以可以就所有故障现象绘制事故树，其各事故树最下级的原因事件的交集，很可能就是故障的原因。
3.2利用事故树分析煤气站故障的示例
（1）煤气发生炉故障分析示例
由于所涉及的系统较少，煤气发生炉的故障一般较易判断，发生炉故障一般分为煤气成分的、煤气压力和煤气温度的异常变化，通常与炉内层次变化、气化剂供给状况、加煤情况和后续系统用气量及系统阻力有关。
例1，炉出煤气中CO2含量上升，其含量大于6%，一般为还原不完全或煤气在炉内二次燃烧所致，由此可以判断造成该故障的原因，应该是还原层过薄或炉内冒火造成，进而进一步判断引起该故障的深层原因，从而予以纠正，其事故树分析过程如图1所示。
图1 煤气CO2含量增加故障分析
例2，炉出煤气压力增大，一般是由发生炉气化剂供给量或煤气用量变化所致，另外后续净化设备的阻力及炉内阻力的变化，也同样会引起发生炉炉出煤气压力的增大，其事故树分析过程如图2所示。
图2 炉出煤气压力增大故障分析
（2）发生炉煤气站故障分析示例
发生炉煤气站是由多个子系统组成的一个复杂的系统，其故障判断应该结合煤气站工艺流程及设备配置的具体情况，例3，两段炉环保节能型煤气站如图3所示，煤气增压机出口煤气压力波动，大多由于风管或煤气管道（设备）积水水面波动，引起气体流通面积频率性变化，致使系统煤气压力波动造成，炉窑用气量规律性变化或煤气增压机、空气鼓风机故障也会造成煤气压力波动，究竟由于哪种原因引起煤气增压机出口煤气压力波动，可以结合各分支系统节点处的压力波动情况分析确定，其事故树分析过程如图4所示。
图3 环保节能型两段炉煤气站工艺流程图
图4 增压机出口煤气压力波动故障分析
4 结语
利用事故树分析煤气站故障直观、明了，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入揭示出故障的潜在原因，分析思路清晰，具有逻辑性、系统性、全面性等特点。利用事故树分析法分析煤气站可能发生的各种故障，建立故障库和专家信息库，结合模糊理论等技术手段，最终确立发生炉煤气站专家诊断系统【3-4】，从而有效指导煤气站安全正常运行。
参 考 文 献
【1】张飞；周连春；王文才，煤矿火灾的事故树分析［J］，煤炭工程，2009，6：69-71
【2】于畅；田贯三，住宅管道燃气系统安全性事故树分析［J］，山东建筑大学学报，2009，24（5）：392-395
【3】李宇春；张芳；杨昌柱，火电厂化学专家诊断系统的综合开发与设计［J］，上海电力学院学报，2001，17（1）：23-26
【4】李合平；王志云；和志强，基于工控机的雷达故障专家诊断系统设计［J］，无线电通信技术，2001，27（6）：63-64
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