تحلیل پویای انتشار خطا در سامانه های توربین گاز و بخار با استفاده از چارچوب ETBA–Dynamic FTA برای ارتقای تاب آوری عملیاتی نیروگاه های سیکل ترکیبی

نیروگاه های سیکل ترکیبی به دلیل وابستگی متقابل عمیق میان توربین گاز، بازیاب حرارتی (HRSG) و توربین بخار، در برابر پدیده انتشار زنجیره ای خطا به شدت آسیب پذیر هستند. روش های سنتی ارزیابی ریسک مانند ETBA علی رغم شناسایی جریان های انرژی و موانع ایمنی، ماهیتی ایستا داشته و قادر به مدلسازی وابستگی های زمانی و ترتیبی خرابی ها نیستند. از سوی دیگر، تحلیل درخت خطای پویا (DFT) می تواند رفتارهای وابسته به زمان را شبیه سازی کند، اما فاقد دانش فیزیکی حاکم بر جریان انرژی است. هدف این پژوهش، تدوین چارچوب تلفیقی ETBA–Dynamic FTA برای تحلیل پویای انتشار خطا و ارتقای تاب آوری عملیاتی نیروگاه های سیکل ترکیبی می باشد. این پژوهش از نوع ترکیبی اکتشافی متوالی (کیفی-کمی با شبیه سازی پویا) است. در مرحله کیفی، روش ETBA بر روی سه زیرسیستم اصلی نیروگاه سیکل ترکیبی شریعتی مشهد اجرا و با مشارکت ۱۲ خبره و تکنیک دلفی فازی، ۴ سناریوی بحرانی اولویت دار (نشت گاز، لرزش مکانیکی، دمای خروجی بالا و ضربه قوچ) استخراج شد. در مرحله کمی، برای هر سناریو یک درخت خطای پویا با دروازه های PRIORITY، SEQ و PAND ساخته شد. مدل به زنجیره مارکف پیوسته تبدیل و با شبیه سازی مونت کارلو (۱۰,۰۰۰ تکرار) در نرم افزارهای MATLAB و ITEM ToolKit تحلیل گردید. سپس تاب آوری عملیاتی با سه شاخص آگاهی موقعیتی، آسیب پذیری و سازگاری محاسبه و راهکارهای کنترلی اولویت بندی شد. نتایج نشان داد سناریوی نشت گاز با امتیاز ریسک ۱۰/۰ و احتمال خرابی ۰/۰۰۲۴ در ۱۰۰۰ ساعت بحرانی ترین و سناریوی انتشار لرزش مکانیکی با احتمال ۰/۰۰۳۱ بالاترین فراوانی وقوع را دارد. تحلیل زنجیره مارکف نشان داد پس از ۱۰,۰۰۰ ساعت، احتمال انتشار کامل خطای حرارتی از توربین گاز به HRSG به ۲۸/۷ درصد می رسد. امتیاز تاب آوری کل سیستم ۴۹/۸ از ۱۰۰ (سطح پایین) محاسبه شد که سناریوی نشت گاز با ۳۴/۷ پایین ترین تاب آوری را دارد. چارچوب تلفیقی ۴ مسیر انتشار خطای جدید شناسایی کرد و زمان محاسباتی را ۳۵ درصد نسبت به روش سنتی کاهش داد. این پژوهش اثبات کرد که تلفیق ETBA و DFT یک راهبرد موثر برای مدلسازی انتشار زنجیره ای خطا و ارتقای تاب آوری نیروگاه های سیکل ترکیبی است. پیاده سازی ۱۲ راهکار پیشنهادی (به ویژه نصب سنسورهای افزونه تشخیص نشت گاز و ارتقای سیستم جاذب ارتعاش) می تواند به کاهش خاموشی های ناخواسته کمک کند.

کلیدواژه ها:

ETBA ، درخت خطای پویا ، انتشار خطا ، تاب آوری عملیاتی ، نیروگاه سیکل ترکیبی