Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 [ 90 ] 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

трубопроводов и др.). Анализ и изучение вероятностных характеристик таких событий, а также оценка надежности действия технических систем относятся к теории надежности.

Обычно под надежностью понимается способность изделия (элемента, сооружения, системы) выполнять в определенных условиях эксплуатации все заданные функции, сохраняя -рабочие параметры в пределах установленных допусков, в течение требуемого интервала времени. Применительно к таким сложным гид- t

ротехническим сооружениям, как насосная Рнс. i4.l. Уменьшение КПД станция, надежность является показателем агрегата во времени в ре-качества в самом широком смысле этого по- зультате износа проточной нятия. Она определяется качеством проекти- ти насоса рования, строительства и эксплуатации.

В процессе эксплуатации выявляются ошибки и просчеты, допущенные при разработке проекта станции, а также качество изготовления строительных конструкций и монтажа оборудования. Поэтому на персонале насосной станции лежит большая ответственность, заключающаяся не только в правильной эксплуатации сооружений, механизмов и машин, но и в своевременном выявлении и устранении возможных строительных, заводских и монтажных дефектов.

При вводе насосной станции в эксплуатацию необходи.мо количественно оценить ее надежность, определить продолжительность работы оборудования до вывода в ремонт, продолжительность сохранения оптимальных параметров и др. Особенно острой является проблема обеспечения надежности после ремонтных работ, проводимых, как правило, в трудных условиях на месте.

Термины и понятия теории надежности, используемые на практике, определены ГОСТ 13377--67. Основные из них в приложении к сооружениям и оборудованию насосной станции могут быть сформулированы следующим образом.

Работоспособность насосной станции-это состояние, при котором станция способна выполнять заданные функции с параметрами (подача, напор, КПД), установленными техническими требованиями.

Неисправность - состояние насосной станции, при котором она не соответствует хотя бы одному из требований. Обычно различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности (и их сочетания), вызывающие отказы.

Отказ - событие (повреждение, авария), заключающееся в нарушении работоспособности насосной станции.

Отказы могут быть постепенными и внезапными. Постепенные отказы обычно вызываются износом отдельных элементов или деталей. Например, износ наносами и кавитацией рабочих органов насоса (см. § 85), износ подшипников в результате трения и др. В результате постепенного износа, как правило, наблюдается снижение КПД Пнас насоса с течением времени t (рис. 14.1). В некоторой мере такие отказы закономерны, их можно предвидеть, т.е. с какой-то точностью предсказать. Внезапные отказы являются случайными. Их появление характеризуется скачкообразным и внезапным изменением одного или нескольких из контролируемых параметров.

Следует также иметь в виду, что отказы, вызывающие нарушение работоспособности насосной станции, могут быть не только в результате различных повреждений и аварий отдельных элементов самой станции (внутренние отказы), но и в результате внешних причин (внешние от-кйзы), как, например, прекращение подачи электроэнергии в результа-

Зак 6-21 273

те аварий в энергосистеме, непредвиденное повышение или снижение уровней воды и расходов водоисточника, резкое ухудшение качества воды, ледовые помехи и т. п.

Наработка представляет собой продолжительность или объем работы насосной станции. В процессе эксплуатации обычно различают суточную наработку, месячную или годовую наработку, наработку до первого отказа, наработку между отказами и др.

Безотказность - свойство насосной станции сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Среднее время восстановления представляет собой среднее время вынужденного нерегламентированного простоя, вызванного нахождением и устранением одного отказа.

Долговечность - свойство сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние определяется невозможностью эксплуатации сооружения, агрегата, станции либо обусловленным снижением эффективности, либо требованиями безопасности и оговаривается в технической документации.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации до момента возникновения предельного- состояния. Различают срок службы до первого капитального ремонта, срок службы между капитальными ремонтами и др.

Совокупность приведенных выше определений характеризует надежность станций в целом. В свою очередь, используя некоторые положения математической статистики и теории вероятностей, каждое определение можно выразить количественными показателями. Основными показателями надежности для насосных станций систем водоснабжения и канализации являются: вероятность безотказной работы, частота и интенсивность отказов, средняя наработка на отказ и коэффициент готовности.

Вероятность безотказной работы Р(р) есть вероятность того, что при эксплуатации насосной станции за определенный заданный промежуток времени не произойдет ни одного отказа. При практических расчетах вероятность безотказной работы может быть определена по формуле

где iVo - число узлов (агрегатов) насосной станции в начале эксплуатации;

(р) -число узлов (агрегатов), отказавших в течение времени t.

Функция P{tp) является убывающей функцией (рис. 14.2). При р = = 0 Р(0) = 1, а при времени работы = схэ Р(со)=0. Таким образом, Р(Ь) изменяется в пределах ОР(/р) 1.

Частота отказов /(/) есть отношение числа отказавших узлов (агрегатов) в единицу времени (месяц, год и т.д.) к первоначальному числу эксплуатируемых узлов (агрегатов) при условии, что отказавшие узлы не заменяются новыми и не восстанавливаются.

Приближенная формула

Лп (t)

где Дл()-число узлов (агрегатов), отказавших в интервале от ( -) ДО ( +~) (где Д/ -рассматриваемый интервал времени).

tp t

Рис. 14.2. Характер из.менения вероятности P{t) безотказной работы и определение технического ресурса по заданному ее значению

Рис. 14.3. Характер изменения интенсивности отказов X{t)

Частота отказов xapaKTqDH3yeT надежность узлов (агрегатов) станции до их первого отказа. В применении к насосным агрегатам частота отказов характеризует надежность их действия до первого выхода агрегата из строя.

Интенсивность отказов X[t) есть отношение числа отказавших узлов (агрегатов) в единицу времени к среднему числу узлов, продолжающих исправно работать.

Приближенная формула

Л.Л (О

здесь N(t) =

, где Mii число исправно работающих узлов

(агрегатов) в начале интервала времени Д; Mi -число исправно работающих узлов в конце интервала времени Mi.

Обычный вид зависимости X{t) показан на рис. 14.3 (кривая 1). Обращают на себя внимание три характерных участка кривой.

Первый участок - отпуска агрегата (станции) до называется при-работочным периодом. Он отражает временную эксплуатацию агрегатов. Интенсивность отказов в этот период уменьшается.

Второй участок относится к нормальной эксплуатации (от до 2) и начинается после приемки агрегатов в промышленную эксплуатацию. Характерен он относительным постоянством интенсивности отказов. В этот период производятся восстановительные плановые ремонты сооружений и оборудования, замена вышедших из строя деталей новыми.

Третий участок начинается от и характеризуется резким увеличением интенсивности отказов в основном из-за износа, и старения деталей узлов или агрегатов.

Абсолютные значения интенсивности отказов зависят от режимов эксплуатации агрегатов. При работе насосов в наиболее благоприятных режимах в отношении кавитационных явлений, вибрации и динамических усилий кривая интенсивности (кривая 2) будет отличаться от кривой 1, снизится интенсивность отказов и повысится надежность действия оборудования.

Средняя наработка на отказ представляет собой среднеарифметическое время безотказной работы узла (агрегата) станции между соседними отказами:

1 + 24-... -{-tn

где 1 -время безотказной работы до первого отказа;

10* Зак. Ш