ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Понятие надежности отражает два главных подхода к оценке ра­боты устройства или системы. Первый — это вероятностная оценка работоспособности системы. Необходимость в вероятностной оценке связана с тем, что продолжительность работы элементов системы обусловливается рядом случайных факторов, предвидеть воздействие которых на работу элемента не представляется возможным. Поэтому детерминированная оценка времени работы элемента заменяется ве­роятностной оценкой, т. е. законом распределения времени работы. Учет времени работы — это второй главный подход к оценке работо­способности системы. Надежность — это сохранение качеств элемен­том или системой во времени. В соответствии с этими основными свой­ствами понятия надежности главным ее критерием является вероят­ность безотказной работы системы (элемента) Р в течение заданного периода t.

По ГОСТу надежность определяется как свойство системы выпол­нять заданные функции с сохранением заданных эксплуатационных показателей в течение принятого времени эксплуатации. Для тепло­снабжения заданной функцией является подача потребителям опреде­ленного количества воды с заданными температурой и давлением и определенной степени очистки.

Существуют два пути для создания надежных систем. Первый путь — это повышение качества элементов, из которых состоит си­стема; второй — резервирование элементов. Повышают надежность, реализуя прежде всего первый путь. Но, когда исчерпываются техни­ческие возможности повышения качества элементов или когда даль­нейшее повышение качества оказывается экономически невыгодным, идут по второму пути. Второй путь необходим, когда надежность си­стемы должна быть выше надежности элементов, из которых она со­стоит. Повышения надежности достигают резервированием. Для систем теплоснабжения применяют дублирование, а для тепловых сетей дубли­рование, кольцевание и секционирование.

Надежность характеризуется долговечностью — свойством сохра­нять работоспособность до предельного состояния с допустимыми пе­рерывами или без них при техническом обслуживании и ремонтах. Системы теплоснабжения — долговечные системы.

Системы теплоснабжения — ремонтируемые системы, поэтому они характеризуются ремонтопригодностью — свойством, заключающимся в приспособленности системы к предупреждению, обнаружению и уст­ранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Основным показателем ремонтопригодно­сти систем теплоснабжения является время восстановления отказав­шего элемента Трем - Время восстановления имеет большое значение при обосновании необходимости резервирования системы. Оно в ос­новном зависит от диаметров трубопроводов и оборудования сети. При малых диаметрах время ремонта может оказываться меньше допустимого перерыва теплоснабжения. В таком случае нет необхо­димости в резервировании.

Для возможности оценки надежности системы прежде всего необ­ходимо точно сформулировать понятие отказа элемента и системы. При формулировке понятия отказа элемента тепловой сети исходят из внезапности и длительности перерыва в теплоснабжении потребите­лей. Внезапный отказ элемента — это такое нарушение его работо­способности, когда отказавший элемент необходимо немедленно вы­ключить из работы. При постепенном отказе вначале можно прове-

9* Зак 435

Сти предварительный ремонт элемента без нарушения или с допусти­мым нарушением теплоснабжения, перенеся полный восстановитель­ный ремонт на некоторое время, когда его выключение не приведет к отказу системы.

При расчете надежности системы и определении степени резерви­рования следует учитывать только внезапные отказы.

Таким образом, отказ элемента, учитываемый при расчете надеж­ности систем теплоснабжения, — это внезапный отказ при условии, что Трем>"ґдоп - Такой отказ у нерезервированных систем приводит к отказу системы, а у резервированных — к изменению гидравлического режима работы.

Причинами отказов, связанных с нарушением прочности элемен­тов, являются случайные совпадения перегрузок на ослабленных ме­стах элементов. Как перегрузки элементов, так и их ослабления оп­ределяются значениями ряда независимых случайных величин. На­пример, снижение прочности сварного шва может быть связано с не­проваром, наличием шлаковых включений и других причин, которые в свою очередь зависят от квалификации сварщика, качества используе­мых электродов, условий сварки и т. п. Таким образом, отказы имеют случайную природу.

Изучение отказов, связанных с коррозией трубопроводов, наруше­нием работоспособности оборудования, приводит также к выводу, что их природа случайна. Вместе с тем совпадение ряда случайных факто­ров, которое может вызвать отказ, является событием редким, поэто­му и отказы относятся к категории редких событий.

Таким образом, главные свойства отказов, учитываемых при рас­чете надежности, заключаются в том, что они представляют собой слу­чайные и редкие события. Если нарушение работоспособности элемен­та не является случайным событием, то его можно предусмотреть и учесть в расчетах.

Задачей систем теплоснабжения является обеспечение требуемых уровней параметров у потребителей, при которых достигаются ком­фортные условия жизни людей. Аварийные отказы нарушают тепло­снабжение жилых и общественных зданий, вследствие чего недопу­стимо ухудшаются условия труда и отдыха населения, что вызывает последствия социального характера. К этим последствиям прежде всего относится сам факт нарушения нормальных условий работы и жизни людей, который приводит к увеличению числа заболеваний людей, к падению их работоспособности. Социальные последствия не поддаются экономической оценке. Вместе с тем их значение весь­ма велико, поэтому в методике оценки надежности систем теплоснаб­жения должны учитываться социальные последствия перерывов в по­даче тепла.

Учитывая изложенное, при оценке надежности теплоснабжения следует исходить из принципиальной недопустимости отказов, считая, что отказ системы приводит к непоправимым для выполнения задачи последствиям.