FMECA分析.doc

FMECA分析程序框图计算O值计算S值计算D值给出FMECA表提出预防措施进行RPN接受准则评定输出RPN值计算S、O、D的值分析故障模型和影响建立故障模型清单绘制功能框图和可靠性框图明确系统的情况和目的明确系统的情况和目的熟悉了解被分析系统的工作原理，结构组成。包括给出系统简图、可靠性框图等。建立故障模型清单催化裂化装置分为四个系统，一是反应再生系统，二是分馏系统，三是吸收稳定系统，四是能量回收系统。故障模型清单按各子系统分别给出。l 能量回收系统表3.1重催烟气能量回收机组FMECA分析表格Tab.3.1 FMECA analysis table of heavy oil catalytic cracking flue gas energy recovery system设备名称功能失效模式失效原因失效效应失效检测危害度S发生概率O(评价取值)查明难度D危险顺序数RPN烟机进行能量回收驱动主风机烟机轴振动1、 轴对中不良2、 催化剂粉尘堆积转子，转子质量不平衡3、 润滑油变质、油膜振荡当烟机轴振动超过60m时机组连锁停机观察机组的振幅、监测润滑油温度变化冲蚀烟气催化剂粉尘冲蚀烟机严重时叶片折断、耐磨涂层剥落烟气中催化剂的含量高于0.2g/m3及检修低温腐蚀硫腐蚀涂层剥落检修超温二次燃烧降低烟机使用寿命监测烟机入口温度650主风机供给再生器压缩空气主风机轴振动1、 轴对中不良2、 润滑油变质引起轴振动3、 油膜振荡当主风机轴振动超过78m时机组连锁停机观察机组的振幅、监测润滑油温度变化喘振1、 主风机出口管路堵2、 流量调节仪表失灵3、 空气过滤器滤布堵或卷帘电机未启动压损过高4、 防喘振调节器失灵严重时导致催化剂倒流监测振幅和流量变化，以及声音是否异常主风低流量1、 动力油压低，静叶调节器失灵，静叶角度不对2、 流量调节仪表失灵3、 空气过滤器滤布堵或卷帘电机未启动压损过高主风低流量超标，机组自保连锁停机监测主风流量及静叶角度在2280之间持续逆流单向伐失灵主风机持续逆流，机组自保连锁停机监测主风流量变化汽轮机驱动主风机及发电机汽轮机轴振动1、 转子不平衡2、 润滑油变质、油膜振荡汽机轴振动55m时机组连锁停机观察机组的振幅、监测润滑油温度变化机组超速流量变化、调节油压不足，调节系统、超速保护系统失灵机组超速自保连锁停机监测转速是否高于6181r/min通流部分结盐垢水工矿恶化汽轮机效率下降大修时，检修设备电动/发电机驱动风机及发电定子绕组温度高1、 电机超负荷2、 通风道堵，进入电机风量减少3、 冷却水中断4、 绕组故障机组不能正常启动和运行监测定子绕组温度及功率变化变速器传动齿振动1、齿轮啮合不良2、齿面供油不足影响机组正常运行观察声音异常双动滑阀调节两器差压固定螺栓断裂高温腐蚀调节失控、严重时两器发生爆炸调节时压力是否正常变化油系统提供机组润滑油调节油及动力油油压低1、 滤油器污染严重，压损高2、 蓄能器充氮压力不足3、 油箱及管线破裂漏油、液位计示数错4、 油泵机械故障或操作不稳润滑油压低、调节油压低、动力油压低均导致机组自保连锁停机监测油压变化润滑油压力应0.1Mpa调节油压力应0.69Mpa动力油压力应11Mpa油温不正常1、 冷油器管束破裂结垢腐蚀严重、冷却水温过高或中断，导致油温过高2、 电加热器失灵，油温过低油膜振荡，机组振动监测油温20T45(动力油为65)l 反应再生系统反应再生系统中，再生器的失效模式主要有衬里脱落或鼓包、料腿堵塞、翼阀堵塞、化学腐蚀、H2S腐蚀、人为因素等。反应器主要有结焦、膨胀节裂开、喷嘴结焦等。流程图中换热炉在天津的催化裂化车间，只是在开装置的时候才用到，平时在正常生产时，不会起用换热炉，所以不考虑他的危险度，而余热锅炉现不属于反应-再生系统的设备，所以暂不计算其危险度。反应再生系统装置的FMECA的模型为：1）反应器的FMECA，见表4.5。2）再生器的FMECA，见表4.6。3）沉降器的FMECA，见表4.7。4）换热器的FMECA，见表4.8。5）三旋的FMECA，见表4.9。6）仪表的FMECA，见表4.10。7）再生滑阀(待生塞阀)的FMECA，见表4.12。8）增压机的FMECA，见表4.15。9）泵的FMECA，见表4.16。表4.5 反应器的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数 反应器原料油在此反应产生油气喷嘴结焦油气粘在器壁上影响反应再生系统的压力平衡，影响反应的正常裂解，严重时会造成装置 停工催化剂的循环量1改进预提升段设计和操作，实现稀相输送，减少催化剂返混，使催化剂与原料充分混合。2选择新型的雾化喷嘴，增加雾化蒸汽，改进雾化效果。3尽量提高进料段温度，使再生剂与进料的混合温度高于进料的临界温度，严格控制原料中残碳和沥青质含量。4选择合格的反应条件和温度。5提高剂油比，使更多重质烃转化，提高转化率，减少结焦。6新鲜原料和回炼油分别进料，防止回炼油中难裂解的重组分，减少催化剂的活性，降低生焦。7开工过程中，或切断进料后，要对称开启喷嘴防止进料偏流。8在气压机能力有富余的装置，可采用干气预提升技术，减少催化剂水热失活，以保持催化剂的活性和选择性，减少结焦。膨胀节裂开露点腐蚀开裂有液体漏出影响反应的正常进行液体漏出1更换材料,选超低碳不锈钢或双向不锈钢。2制造成型后应进行稳定化热处理。3保证反应温度在露点以上。4避免液相设计时防止膨胀节受剪力。表4.6 再生器的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数再生器催化剂再生龟甲网脱落或鼓包膨胀系数的不同壁温升 高人眼观察1更换，采用新型的衬里。2修补料腿堵塞衬里脱落催化剂循环量减少催化剂循环量变化清理翼阀堵塞催化剂沉积催化剂循环量减少催化剂循环量变化清理化学腐蚀原料含氯化物壁厚减薄检测壁厚1修复2补焊3换材料H2S腐蚀原料含硫壁厚减薄检测壁厚1修复2补焊3更换材料人为因素误操作影响正常生产仪表等异常1加强现场管理，严格执行工艺纪律和操作纪律，搞好平稳操作。2加强职工的责任心不断提高职工素质表4.7 沉降器的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数沉降器分离油气和催化剂结焦油气粘在器壁上油浆循环中断和进料中断油浆的循环量和进料 量1增加防焦蒸汽量2缩短催化剂和油气的分离时间，以及减少蒸汽在沉降器中的停留时间，减少二次反应。3沉降器内反应采用快分加一级高效旋分器4改进气提段设计，采用高效气提技术，降低待生催化剂含碳，提高剂油比，减少结焦。5加强保温和平稳操作，减少热损和操作波动，减轻沉降器结焦。表4.8 换热器的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数换热器加热原料油和回炼油腐蚀硫腐蚀管束泄露人眼观察有液体泄漏1堵塞有泄露的管2如果换热器中的管束大部分都有泄露，则需整体更换换热器磨损原油含固体组分表4.9 三旋的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数三旋分离 催化剂和油气露点腐蚀器壁温度低于烟气露点泄露观察1提高器壁温度2更换材质3三旋外包保温层表4.10 仪表的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数仪表控制参数失灵机械故障制造问题观察1加强现场仪表的改造2推广新近的控制技术3开发应用和推广在线分析仪 表4.12 滑阀（塞阀）的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数再生滑阀待生塞阀调节流量堵塞催化剂堵循环量波动催化剂循环量1清理2更换表4.15 增压机的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数增压机提供压动力推力瓦有损坏轴向力过大，润滑油泄漏影响机组的平稳运行声音异常1增加叶轮气封齿数2加大推力瓦面积表4.16 泵的FMECA分析表设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数泵输送振动不平衡影响机组的平稳运行声音异常1对叶轮结构作必要的改动2更换轴承3撤压l 分馏系统分馏系统的任务是把反应产物（油气混合物）进行分馏，并使各分馏产品合格。分馏塔是分馏系统的主要设备。是将反应器送来的油气混合物按沸点范围分割为富气、汽油、轻柴油、回炼油和油浆等馏分，分馏塔顶分出的粗汽油和气体都送至吸收稳定系统进一步处理。分馏系统装置的FMECA的模型为：1）油浆泵的FMECA，见表4.17。2）分馏塔的FMECA，见表4.18。3）其他泵设备的FMECA，见表4.19。4）换热器的FMECA，见表4.20。表4.17 油浆泵的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数油浆泵用于输送油浆磨损催化剂跑损或分馏塔结焦循环量变化催化剂循环量1平稳操作，确保旋分分离效果降低油气中催化剂浓度。2及时更换油浆泵3调整催化剂的循环量。密封问题轴承问题振动观察振幅1找正2调整负荷对中问题制造问题振动观察找正表4.18 分馏塔的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数分馏塔分馏油气得富气、汽油、轻柴油、回炼油和油浆等馏分塔底结焦原料变重油浆循环量下降，分馏塔底热量取不出、分馏塔汽液相超温结焦严重，恶性循环非计划停车油浆循环量1严格控制操作工艺，分馏塔底不超温（控制在350），塔底液面不超高，减少停留时间。油浆固含量不超标，增加搅拌蒸汽，以防死区结焦。2加强平稳操作，避免切断进料事故的发生3视原料性质调节反应深度，根据油浆密度决定外甩油浆的多少，降低油浆系统的结焦。4分馏塔底及滤焦器加高，油浆泵前加过滤器定期清焦，防止油浆泵磨损和阻塞。5使用阻垢剂。腐蚀原料含硫壁厚减薄测量壁厚1修复2补焊3换材料表4.19 其他泵设备的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数其他泵设备输送动力机械故障使用不当或操作不平稳循环中断分馏产品的循环量1注意操作的平稳运行,2检测泵的安全运转表4.20 换热器的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数换热器加热原料油和回炼油腐蚀硫腐蚀管束泄露人眼观察，有液体泄漏1堵塞有泄露的管2如果换热器中的管束大部分都有泄露，则需整体更换换热器磨损原油含固体组分l 吸收稳定系统吸收稳定系统的主要任务是把分馏系统分出来的压缩富气和粗汽油，进一步分离为质量合格的干气，液化气和稳定汽油。由于吸收稳定系统设备简单，基本上分为塔容器设备、泵设备和气压机。FMECA分析为：1）塔容器设备（包括换热器设备）的FMECA，见表4.21。2）泵设备的FMECA，见表4.22。3）气压机的FMECA，见表4.23。表4.21塔容器设备（包括换热器设备）的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数塔容器设备吸收稳定系统的主要静设备腐蚀含硫影响产品质量测厚1修复2补焊3换材料表4.22泵设备的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数泵设备输送动力源机械故障使用不当或操作不平稳循环中断分馏产品的循环量1注意操作的平稳运行,2检测泵的安全运转表4.23 气压机的FMECA设备功能失效模式失效原因失效效应失效检测可选择的预防措施危害度S发生概率O查明难度D危险顺序数气压机压缩富气机械故障制造问题或操作不平稳循环量变化富气循环量1注意操作的平稳运行,2检测气压机是否安全运转计算D的值因素综合评估矩阵得出归一化二级模糊综合评估矩阵进行归一化得出二级模糊综合评估矩阵给出因素权重集得出一级模糊综合评估矩阵输入因素水平权重集给出因素水平评估矩阵建立备择集（赋值）给出因素表建立因素集输出失效查明难度D值给出失效查明难度权重集建立因素集建立其模糊评估的因素集为A=a1, a2 ,a3,a4。式中：a1 为检测仪器的灵敏度。灵敏度高取小值，反之，取大值；a2 为失效检测位置是否易于检测。位置易于检测取小值，反之 取大值；a3 为环境影响的大小（如高温、高压）。检测环境好取小值，反之，取大值；a4 为检测者对检测结果的分析。检测结果易于分析取小值，反之，取大值。给出因素表表3.2 因素表Tab.3.2 Factor table因素a检测仪器的灵敏度a1失效检测位置是否易于检测a2检测环境影响的大小a3检测者对检测结果的分析a4因素水平集元素高较高一般较低低容易较容易一般较难难无影响轻度影响一般影响较大影响极大影响高较高一般较低低水平值13579135791357913579各截集水平下的隶属度I.7.5.3.10.7.5.3.10.7.5.3.10.7.5.3.10II.9.7.5.3.1.9.7.5.3.1.9.7.5.3.1.9.7.5.3.1III1.9.7.5.31.9.7.5.31.9.7.5.31.9.7.5.3IV.91.9.7.5.91.9.7.5.91.9.7.5.91.9.7.5V.7.91.9.7.7.91.9.7.7.91.9.7.7.91.9.7VI.5.7.91.9.5.7.91.9.5.7.91.9.5.7.91.9VII.3.5.7.91.3.5.7.91.3.5.7.91.3.5.7.91.VIII.1.3.5.7.9.1.3.5.7.9.1.3.5.7.9.1.3.5.7.9IX0.1.3.5.70.1.3.5.70.1.3.5.70.1.3.5.7X00.1.3.500.1.3.500.1.3.500.1.3.5给出因素水平评估矩阵R1L= R2L= R3L= R4L= 输入因素水平权重集经过现场调研，根据现场经验及专家评分给出。因素a检测仪器的灵敏度a1失效检测位置是否易于检测a2检测环境影响的大小a3检测者对检测结果的分析a4因素水平集元素高较高一般较低低容易较容易一般较难难无影响轻度影响一般影响较大影响极大影响高较高一般较低低打分值其中a1 、a2 、a3所包含各项总和分别为1。如：根据烟机冲蚀失效模式在查明时检测仪器的灵敏度较高（应用在线分析仪表监测烟气中催化剂的含量）、失效检测位置较难（机械内部）、失效检测环境影响较大（高温下）、以及检测者的分析水平中等等因素影响大小，确定ALi分别为AL1=0.1,0.3,0.6,0.0,0.0, AL2=0.0,0.1,0.4,0.4,0.1, AL3=0.0,0.1,0.2,0.4,0.3, AL4=0.1,0.3,0.5,0.1,0.0。因素综合评估矩阵计算过程为B1L= AL1R1L、BL2= AL2R2L、B3L= AL3R3L、B4L= AL4R4L。B1L一级模糊综合评估矩阵RL= B2L B3LB4L因素权重集AL可试具体情况给定，可给定为AL=0.3,0.2,0.2,0.3。二级模糊综合评估矩阵BL=ALRL归一化二级模糊综合评估矩阵将BL进行归一化处理得到Bv。备择集备择集是由各种可能的评估的结果构成的集合。取备择集V，V=v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v10,给出每个元素相应的备择值为110。给出失效查明难度权重集取备择集中的备择值为失效查明难度的权重系数，构成失效查明难度权重集Q=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10T输出失效查明难度D值D= BvQ。计算S的值因素综合评估矩阵输出失效危害度S值给出失效危害度权重集得出归一化二级模糊综合评估矩阵进行归一化得出二级模糊综合评估矩阵给出因素权重集得出一级模糊综合评估矩阵输入因素水平权重集给出因素水平评估矩阵建立备择集（赋值）给出因素表建立因素集建立因素集建立其模糊评估的因素集为K=k1, k2 ,k3,k4。式中：k 1 为人员损害，其分级及定义见表3.3；k 2为财产损害，其分级及定义见表3.4；k 3为环境损害，其分级及定义见表3.5；k 4为声誉损害，其分级及定义见表3.6。给出因素表因素a人员损害k 1财产损害k 2环境损害k 3 声誉损害k 4 因素水平集元素无伤害轻微伤害小伤害重大伤害单独伤害多人伤害无损坏轻微损坏小损坏局部损坏重大损坏特大损坏无影响极小影响有限影响局部影响严重影响广泛影响无影响轻度影响有限影响巨大影响国内影响国外影响水平值1357910135791013579101357910各截集水平下的隶属度I.7.5.3.100.7.5.3.100.7.5.3.100.7.5.3.100II.9.7.5.3.10.9.7.5.3.10.9.7.5.3.10.9.7.5.3.10III1.9.7.5.3.11.9.7.5.3.11.9.7.5.3.11.9.7.5.3.1IV.91.9.7.5.3.91.9.7.5.3.91.9.7.5.3.91.9.7.5.3V.7.91.9.7.5.7.91.9.7.5.7.91.9.7.5.7.91.9.7.5VI.5.7.91.9.7.5.7.91.9.7.5.7.91.9.7.5.7.91.9.7VII.3.5.7.91.9.3.5.7.91.9.3.5.7.91.9.3.5.7.91.9VIII.1.3.5.7.91.1.3.5.7.91.1.3.5.7.91.1.3.5.7.91.IX0.1.3.5.7.90.1.3.5.7.90.1.3.5.7.90.1.3.5.7.9X00.1.3.5.700.1.3.5.700.1.3.5.700.1.3.5.7给出因素水平评估矩阵R1L= R2L= R3L= R4L= 输入因素水平权重集经过现场调研，根据现场经验及专家评分给出。因素a人员损害k 1财产损害k 2环境损害k 3 声誉损害k 4 因素水平集元素无伤害轻微伤害小伤害重大伤害单独伤害多人伤害无损坏轻微损坏小损坏局部损坏重大损坏特大损坏无影响极小影响有限影响局部影响严重影响广泛影响无影响轻度影响有限影响巨