Оценка надёжности систем централизованного теплоснабжения СЦТ Вопросы лекции

Оценка надёжности систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) Вопросы лекции: o Расчёт показателей безотказности o Расчёт коэффициента готовности o Методы обеспечения безотказной работы и прогноз надёжности ТС o Определение закона надёжности на основе статистических данных об отказах http: //www. ribalco. exponenta. ru

Нормативные значения показателей надёжности СЦТ согласно СНи. П 41 - 02 -2003 Вероятность безотказной работы - источника тепла - рит = 0, 97; - тепловых сетей - ртс = 0, 90; - абонента раб = 0, 99; Для системы централизованного теплоснабжения: рсцт = рит · ртс · раб = = 0, 97 · 0, 90 · 0, 99 = 0, 86. Коэффициент готовности системы Кг = 0, 97

Влияние срока службы на повреждаемость тепловых сетей Статистика отказов тепловых ГУП «ТЭК СПб» сетей Санкт-Петербурга Срок службы Показатель Доля от общего Повреждаемость, 1996 г 2001 г 2003 г 50 % тепловых сетей отк. /км тепловых сетей, количества, % требует замены. Общая длина лет 5083 5134 5263 трубопроводов, км Ежегодный прирост 0, 77 0 - 10 19 Среднегодовое кол-во 7247, 5 тепловых сетей с дефектов, шт. 10 - 15 30 истекшим сроком 1, 63 Удельная 1, 4 - 1, 51 1, 52 повреждаемость, службы составляет отк. /км. 15 – 25 27 2, 11 примерно 170 км Удельная повреждаемость за отопительный сезон, Более 25 шт. / км 0, 27 0, 37 24 0, 35 ~ 10

1. Расчёт показателей безотказности СЦТ 1. 1. Вычисление параметра потока отказов

1. 2. Расчёт показателей безотказности по методике ВНИПИЭНЕРГОПРОМ

1. 2. 1. Пример расчёта безотказности ТС по методике ВНИПИЭНЕРГОПРОМ Исходная информация: o Коэффициент a = 0, 00003; o Коэффициент старения трубопровода Kc =1; o Коэффициент m = 0, 5; Вычислить: вероятность безотказной работы магистрали диаметром 500 мм при сроке эксплуатации t =1000 ч. Решение: Ответ: Вероятность безотказной работы магистрали диаметром 500 мм при наработке 1000 ч равна p(1000) = 0, 998.

1. 3. Расчёт вероятности безотказной работы по методике СНи. П 41 - 02 -2003 Пример Исходная информация: n = 7032 ед; L = 5134 км; Т = 8760 ч; Вычислить: вероятность безотказной работы участка трубопровода длиной 10 км при его наработке 1000 ч. Решение Ответ: Вероятность безотказной работы трубопровода длиной 10 км при его наработке 1000 ч равна p = 0, 855.

1. 4. Нестандартные показатели безотказности тепловых сетей 1. 4. 1. «Параметр потока отказов» w = Σ Мот·tот/ Σ М·t , где Мот - материальная характеристика участков тепловой сети, выключенных из работы при отказе , м 2; tот - время вынужденного выключения участков сети, вызванное отказом и его устранением, ч; Σ М ·t - произведение материальной характеристики тепловой сети данной системы теплоснабжения на плановую длительность ее работы за определённый период времени (обычно за год), м 2·ч; М = d·L - материальная характеристика, м 2.

1. 4. 2. Относительный аварийный «недоотпуск» тепла q = ΣQав / ΣQ , где: ΣQав - аварийный «недоотпуск» тепла за год, Гкал; ΣQ - расчетный отпуск тепла системой теплоснабжения за год, Гкал.

1. 4. 3. Коэффициент надёжности СЦТ кз = 0, 2 – 1, 0 – коэффициент учёта уровня резервирования системы; кв = 0, 3 – 1, 0 – коэффициент соответствия мощности источника и пропускной способности сети; кт = 0, 6 – 1. 0 – коэффициент учёта наличия у источника тепла резервного топливоснабжения ; кб = 0, 6 – 08 – коэффициент учёта наличия у источника тепла резервного водоснабжения; кр = 0, 6 – 0, 8 – коэффициент учёта наличия у источника тепла резервного электропитания; кс = 0, 5 – 1, 0 – коэффициент учёта старения сетей;

2. Расчёт коэффициента готовности СЦТ

3. Методы обеспечения безотказной работы и прогноз надёжности СЦТ 3. 1. Расчёт потребного количества ЗИП 3. 2. Прогнозирование безотказности системы при малой начальной наработке 3. 3. Прогнозирование надёжности системы после очередного отказа 3. 4. Прогнозирование работоспособного состояния системы при фиксированном времени восстановления 3. 5. Прогнозирование безотказности на основе моделей множественной регрессии 3. 6. Расчёт и корректировка сроков технического обслуживания ТС

3. 1. Расчёт потребного количества ЗИП Основные понятия и определения Запасная часть (элемент) – составляющая часть механизма, предназначенная для замены аналогичных частей в работающем механизме Одиночный комплект запасных частей – определённое количество элементов и сборочных единиц, предназначенных для поддержания работоспособности объекта между плановыми ремонтами Ремонтный комплект запасных частей – элементы (детали) и сборочные единицы для, необходимые для проведения планового ремонта ГОСТ 15. 601 -98. Межгосударственный стандарт. Система разработки и постановки продукции на производство. Техническое обслуживание и ремонт техники. Основные положения. ОКСТУ 0028. Дата введения 1999 -07 -01.

3. 1. 1. Пример расчёта потребного количества запасных элементов Исходная информация: Параметры закона надёжности Тср = 1000 ч; s = 200 ч; Планируемая наработка системы: t = 8 000 ч; Рассчитать: Необходимое количество запасных элементов для обеспечения безотказной работы системы в течение заданного времени с вероятностью 0, 99. Решение Ответ: Для обеспечения безотказной работы системы с вероятностью 0, 99 в течение 8 000 ч необходимо 10 запасных элементов.

3. 2. Прогнозирование безотказности системы при малой начальной наработке Оценка вероятности того, что при наработке системы в течение времени X отказов не будет 0 t, ч X Ответ: При наработке системы в течение 200 ч с вероятностью 0, 996 отказов не будет.

3. 2. 1. Прогнозирование отказа системы при малой начальной наработке Оценка вероятности того, что при наработке системы в течение времени X произойдёт отказ Ответ: При работе системы в течение 200 ч вероятность возникновения хотя бы одного отказа равна 0, 0038.

3. 3. Прогнозирование надёжности системы после очередного отказа Оценка вероятности того, что после очередного отказа система проработает ещё x ч Ответ: Вероятность того, что после очередного отказа система проработает безотказно ещё 200 ч равна 0, 80.

3. 4. Прогнозирование работоспособного состояния системы при фиксированном времени восстановления Ответ: В момент наработки системы 100 ч она будет с вероятностью 0, 892 в работоспособном состоянии.

3. 5. Прогнозирование безотказности на основе моделей множественной регрессии Факторы, определяющие коррозионную стойкость тепловых сетей o o o o o материал труб, тепло- гидроизоляционных и защитных покрытий; коррозионная активность грунта; уровень и химический состав грунтовых вод; водо- и воздухопроницаемость грунта; температура теплоносителя; воздействие внутренних и внешних растягивающих усилий и вибрация; состояние дренажа; наличие блуждающих токов; наличие и работоспособность катодной защиты;

Статистика отказов тепловых сетей Концентрация сульфатов и хлоридов в грунте, мг/л Наработка между отказами, ч Температура теплоносителя, ОС Щелочное число

Влияние различных факторов на наработку между отказами тепловых сетей Уравнение множественной линейной регрессии, устанавливающее связь между наработкой между отказами тепловой сети и эксплуатационными факторами

3. 6. Расчёт и корректировка сроков технического обслуживания ТС Основные понятия и определения Техническое обслуживание – комплекс организационных и технических мероприятий по обеспечению работоспособного состояния технического объекта ГОСТ 15. 601 - 98. Межгосударственный стандарт. Система разработки и постановки продукции на производство. Техническое обслуживание и ремонт техники. Основные положения. ОКСТУ 0028. Дата введения 1999 -07 -01. ГОСТ 19489 - 80 Система технического обслуживания и ремонта техники. Испытания на ремонтопригодность. Основные положения. Постановление Госстандарта России от 27. 06. 80 N 3147

Структура системы технического обслуживания

Модель определения сроков профилактики при возникновении постепенных отказов

3. 6. 1. Пример расчёта сроков технического обслуживания (постепенные отказы) Исходная информация: l 1 – интенсивность возникновения неисправности, 1/ч; l 2 – интенсивность проявления отказа, 1/ч; t ТО– время очередного технического обслуживания, ч; Пример Решение l 1 = 0, 001 , 1/ч; = 0, 001 l 2 = 0, 1 , 1/ч; = 0, 1 Ответ: Отказ объекта можно предотвратить в случае, если проводить техническое обслуживание через каждые 46 ч.

4. Определение закона надёжности ТС на основе статистических данных об отказах

4. 1. Определение закона надёжности и оценка параметров по случайно цензурированным выборкам Случайно цензурированная выборка – это статистика наработок объекта до отказа и до прекращения наблюдения, сформированная в произвольный (случайный) момент времени и объединённая в общий вариационный ряд. Различают: - выборку цензурированную слева; - выборку цензурированную справа; - выборку со смешанным цензурированием.

4. 1. 1. План формирования случайно цензурированных выборок - прекращение (начало) наблюдения; -отказ; Т – момент контроля. Случайно цензурированная выборка:

4. 1. 2. Пример определения закона надёжности и оценки его параметров для случайно цензурированных выборок 1. Формирование матрицы случайно цензурированной выборки

Заключение o Статистический анализ наработок до отказа позволяет определить закон надёжности объекта и его основные параметры. o При известном законе надёжности можно решать следующие задачи: - проверять соответствие показателей надёжности требованиям НТД; - разрабатывать мероприятия по обеспечению нормативных показателей надёжности в эксплуатации; - прогнозировать работоспособность объекта; - планировать сроки и объёмы ТО; - рассчитывать потребные комплекты ЗИП.

Благодарю за внимание!