基于事件树连锁故障推演和证据推理的制氢站设备风险评价

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22097

摘要/Abstract

摘要：

针对制氢站系统复杂，易受到外部攻击，进而引发连锁故障及严重安全事故的问题，采用基于事件树的连锁故障推演方法，明确了制氢站设备连锁故障的后果和发生概率。在此基础上建立了考虑安全性、经济性和环保性的连锁故障风险评价指标体系。考虑到造成严重后果和影响的不精确性和不确定性，采用模糊隶属度函数进行评价指标的模糊化。最后建立了基于证据推理的风险评价模型，并应用到制氢站设备的风险评估中，实现了制氢站设备的风险评价和排序。实例分析表明，该方法可行有效，为下一步制定制氢站设备安全防范措施提供了依据。

关键词: 燃煤电站, 制氢站设备, 事件树, 风险评价

Abstract:

The hydrogen production station system is complex and vulnerable to external attacks, causing cascading failures and serious safety accidents. The cascading failure deduction method based on event tree was adopted to determine the consequences and occurrence probability of cascading failures of hydrogen production station equipment. On this basis, a cascading fault risk evaluation index system considering safety, economy and environmental protection was established. Considering the randomness and uncertainty of serious consequences and impact, a fuzzy membership function was used to quantify the evaluation index. Finally, a risk assessment model based on evidential reasoning was established and applied to the risk evaluation of hydrogen production station equipment, to realize the risk assessment and ranking of hydrogen production station equipment. The example shows that the method is feasible and effective, which provides a support for the next step of making safety precautions for hydrogen production station equipment.

Key words: coal-fired power station, power engineering, hydrogen production station equipment, event tree, risk evaluation

中图分类号:

TK 91

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图/表 12

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量化指标	风险指数
量化指标	1	2	3	4	5
人员伤亡/人	[1, 2]	[3, 4]	[5, 7]	[8, 10]	(10, +∞)
半致死范围/m	[0, 100)	[100, 250)	[250, 400)	[400, 500)	[500, +∞)
设备损失/万元	[0, 1)	[1, 5)	[5, 10)	[10, 20)	[20, +∞)
电网影响/供电能力	[100%, 90%)	[90%, 80%)	[80%, 70%)	[70%, 60%)	[60%, 100%)
环境影响/m	[0, 500)	[500, 2 000)	[2 000, 4 000)	[4 000, 7 000)	[7 000, +∞)
经济损失/万元	[0, 200)	[200, 400)	[400, 650)	[650, 1 000)	[1 000, +∞)
恢复时间/d	[0, 1)	[1, 5)	[5, 10)	[10, 15)	[15, +∞)

量化指标	风险指数
量化指标	1	2	3	4	5
人员伤亡/人	[1, 2]	[3, 4]	[5, 7]	[8, 10]	(10, +∞)
半致死范围/m	[0, 100)	[100, 250)	[250, 400)	[400, 500)	[500, +∞)
设备损失/万元	[0, 1)	[1, 5)	[5, 10)	[10, 20)	[20, +∞)
电网影响/供电能力	[100%, 90%)	[90%, 80%)	[80%, 70%)	[70%, 60%)	[60%, 100%)
环境影响/m	[0, 500)	[500, 2 000)	[2 000, 4 000)	[4 000, 7 000)	[7 000, +∞)
经济损失/万元	[0, 200)	[200, 400)	[400, 650)	[650, 1 000)	[1 000, +∞)
恢复时间/d	[0, 1)	[1, 5)	[5, 10)	[10, 15)	[15, +∞)

事件后果	制氢站设备
事件后果	电解槽	氢除湿器	氢分离洗涤器	储氢罐	氢气管道
氢气泄漏扩散	0.050 40	0.080 784 0	0.090 480	0.038 850	0.044 640
氢气泄漏火灾事故	0.302 28	0.552 948 8	0.515 411	0.368 263	0.545 228
氢气泄漏爆炸事故	0.247 32	0.046 267 2	0.292 887	0.292 887	0.030 132

事件后果	制氢站设备
事件后果	电解槽	氢除湿器	氢分离洗涤器	储氢罐	氢气管道
氢气泄漏扩散	0.050 40	0.080 784 0	0.090 480	0.038 850	0.044 640
氢气泄漏火灾事故	0.302 28	0.552 948 8	0.515 411	0.368 263	0.545 228
氢气泄漏爆炸事故	0.247 32	0.046 267 2	0.292 887	0.292 887	0.030 132

风险量化指标	电解槽损坏后果
风险量化指标	氢气持续泄漏，大气扩散，碱液泄漏	氢气持续泄漏，遇明火、喷射火、闪火	氢气持续泄漏，遇明火，沸腾液体膨胀蒸汽爆炸、蒸汽云爆炸
人员伤亡	1	2	5
设备损失	1	2	2
电网影响	1	2	3
环境影响	2	2	4
经济影响	1	2	2
恢复时间	1	2	4