Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќпределение остаточного ресурса по критери€м надежности




 

 

ќпределение остаточного ресурса тепловых сетей должно характеризовать реальную степень готовности системы и ее элементов к надежной работе в течение заданного временного периода.

Ёто определение обычно провод€т с помощью инженерной диагностики - это надежный, но трудоемкий и дорогосто€щий метод обнаружени€ потенциальных мест отказов. ѕоэтому дл€ определени€ перечн€ участков тепловых сетей, которые в первую очередь нуждаютс€ в комплексной диагностике, следует проводить расчет надежности. Ётот расчет должен базироватьс€ на статистических данных об авари€х осмотрах и технической диагностике на данных участках тепловых сетей за период не менее п€ти лет.

¬ данной ћетодике расчет надежности проводитс€ по программе, разработанной совместно ќјќ Ђ¬Ќ»ѕ»энергопром и ћ“ .

Ќадежность работы действующих тепловых сетей и в целом системы центрального теплоснабжени€ (—÷“), в свою очередь, определ€ют по трем показател€м (критери€м) надежности:

 оэффициент готовности системы [ Eг ] - веро€тность работоспособного состо€ни€ системы, ее готовности поддерживать в отапливаемых помещени€х расчетную внутреннюю температуру более установленного нормативом числа часов в год.

 оэффициент готовности дл€ j -го участка рассчитываетс€ по формуле:

г = (5136 - z1 - z2 - z3 - z4)/5136,

где z1 - число часов ожидани€ нерасчетных температур наружного воздуха в данной местности (дл€ ћосквы z1 = 81,9 ч и 5136 - длительность отопительного периода);

z2 - число часов ожидани€ неготовности источника тепла (при отсутствии данных принимаетс€ равным 50 ч);

z3 - число часов ожидани€ неготовности участка тепловой сети;

z4 - число часов ожидани€ неготовности систем теплоиспользовани€ абонента (при отсутствии данных принимаетс€ равным 10 ч).

„исло часов ожидани€ неготовности j -го участка тепловой сети:

z3 = t в ωj≈.

«десь t в - среднее врем€ восстановлени€ (в часах) теплопровода диаметра dj (см. —Ќиѕ 41-02-2003, табл.2); ωj≈ - плотность потока отказов, используема€ дл€ вычислени€ коэффициента готовности.

ћинимально допустимый показатель готовности систем центрального теплоснабжени€ к исправной работе согласно п. 6.31 —Ќиѕ 41-02-2003 равен 0,97.

 

¬еро€тность безотказной работы системы [ тс ] - веро€тность безотказной работы системы, —, более числа раз, установленного нормативами.∞—, в промышленных здани€х ниже +8∞ее способность не допускать отказов, привод€щих к падению температуры в отапливаемых помещени€х жилых и общественных зданий ниже +12

¬еро€тность безотказной работы дл€ каждого j -го участка трубопровода в течение одного года вычисл€етс€ с помощью плотности потока отказов ωj–

– =ехр(-ωj–).

¬ычисленные на предварительном этапе плотности потока отказов ωj≈ и ωj– корректируютс€ по статистическим данным аварий за последние 5 лет в соответствии с оценками показателей остаточного ресурса участка теплопровода дл€ каждой аварии на данном участке путем ее умножени€ на соответствующие коэффициенты.

 

ћинимально допустимое значение веро€тности безотказной работы согласно п. 6.28 —Ќиѕ 41-02-2003 равно 0,9.

 

∆ивучесть системы [ ] - способность системы сохран€ть свою работоспособность в аварийных (экстремальных) услови€х, а также после длительных остановов (более 54 часов).

 

¬опросы комплексной защиты оборудовани€ систем теплоснабжени€ при переходных гидравлических режимах


ќдним из требований нормативных документов способствующих повышению надежности и безопасности работы оборудовани€ энергосистем, €вл€етс€ требование о необходимости выполнени€ защиты оборудовани€ системы теплоснабжени€ от недопустимых изменений давлений в переходных и послеаварийных гидравлических режимах.

ѕри нормальной эксплуатации систем теплоснабжени€ в них имеет место медленное изменение параметров гидравлических режимов. Ќаличие в системе теплоснабжени€ большого количества насосного оборудовани€ источников тепла и насосно-перекачивающих станций, запорно-регулирующей арматуры магистральных тепловых сетей неизбежно сопровождаетс€ увеличением веро€тности отказа того или иного элемента оборудовани€. —оответствующие этим отказам неустановившиес€ гидравлические процессы могут, как показывает опыт эксплуатации, сопровождатьс€ возникновением давлений, недопустимых по услови€м прочности оборудовани€ системы теплоснабжени€ (источника тепла, тепловых сетей и теплопотребл€ющих установок).

Ќеустановившийс€ гидравлический режим, определ€ющий переход гидравлической системы из одного стационарного состо€ни€ в другое (например, к послеаварийному режиму), называетс€ переходным гидравлическим режимом.

¬ зависимости от инерционных свойств трубопроводной системы и характеристик возмущающего воздействи€ переходные гидравлические режимы могут иметь характер гидравлического удара или квазистационарного режима [3]. √идравлические удары характеризуютс€ существенными значени€ми мгновенных давлений и вызываютс€, как правило, аварийным отключением (включением) под нагрузкой сетевых и перекачивающих насосных агрегатов, несанкционированным закрытием (открытием) запорно-регулирующей арматуры, быстрыми разрывами теплопроводов, обусловливающими снижение давлени€ в отдельных точках системы теплоснабжени€ до давлени€ вскипани€.  вазистационарные режимы имеют монотонный характер и вызываютс€ длительными возмущени€ми, например, плановым закрытием головных задвижек при отключении магистралей. ¬ этих режимах опасность, как правило, может представл€ть конечное давление.

ƒл€ систем теплоснабжени€ по сравнению с другими системами транспорта жидкости имеет место значительна€ разница допустимых давлений дл€ различного оборудовани€ систем теплоснабжени€. ѕри этом наименьшее допустимое давление характерно дл€ зависимоприсоединенных отопительных установок - не выше 0,6 ћѕа. јварийные отключени€ сетевых насосов, как правило, обусловливают повышение давлени€ в обратных теплопроводах, недопустимое дл€ зависимоприсоединенных отопительных установок теплопотребителей.  ак следствие, разрывы отопительных приборов вызывают большие материальные ущербы и серьезные социальные проблемы.  роме того, возможны разрушени€ сетевых подогревателей и встроенных теплофикационных пучков в конденсаторах.

ѕомимо повышени€ давлени€ дл€ оборудовани€ системы теплоснабжени€ представл€ет опасность резкое снижение давлени€ (до давлени€ вскипани€ теплоносител€) и возможность возникновени€ последующей нестационарной (быстрой) конденсации, сопровождающейс€ значительным локальным увеличением давлени€. Ќаиболее часто встречающиес€ аварийные ситуации такого рода - это вскипание теплоносител€ за водогрейными котлами источников тепла при отключении сетевых насосов и последующа€ нестационарна€ конденсаци€ (конденсационные удары) при повторном пуске сетевых насосов или включении резервного насоса. ѕри этом возможны разрушени€ подающих теплопроводов, ожоговый травматизм персонала.  роме того, существенную опасность представл€ет снижение давлени€ в переходных гидравлических режимах на всасывающих патрубках сетевых насосов до давлени€ кавитации. —рыв в работе сетевого насоса и последующий выход из режима кавитации сетевого насоса обусловливает резкий рост давлени€, которое, распростран€€сь по системе теплоснабжени€ со скоростью звука, может вызвать разрушение теплопроводов. ѕодобные режимы были зафиксированы в некоторых системах теплоснабжени€.

¬озможность возникновени€ неустановившихс€ гидравлических режимов, сопровождающихс€ недопустимыми давлени€ми по услови€м прочности оборудовани€, обусловливает необходимость применени€ методов защиты в указанных режимах.

ƒл€ защиты оборудовани€ систем теплоснабжени€ разработаны и используютс€ различные противоударные устройства и меропри€ти€. Ќаибольшее применение нашли быстродействующие сбросные устройства: гидрозатворы-переливы, быстродействующие сбросные клапаны, мембрано-предохранительные устройства.

¬ыбор защитных устройств и меропри€тий в системах теплоснабжени€ необходимо осуществл€ть на основе расчетных данных и (или) экспериментальных исследований переходных гидравлических режимов при наиболее часто встречающихс€ в практике эксплуатации возмущени€х, вызванных отказами в работе оборудовани€ систем централизованного теплоснабжени€.

«ащита оборудовани€ в технологически и гидравлически единой системе теплоснабжени€ должна быть комплексной дл€ того, чтобы предотвратить возникновение недопустимых давлений на оборудовании всех элементов системы теплоснабжени€ (источника тепла, тепловых сетей, систем теплопотреблени€) и учесть взаимовли€ние средств защиты, установленных в различных точках системы теплоснабжени€. —ледует отметить, что вопросы защиты оборудовани€ систем теплоснабжени€ от недопустимых давлений в переходных гидравлических режимах должны решатьс€, особенно дл€ источников тепла, совместно с вопросами нарушени€ электроснабжени€ электродвигателей сетевых насосов и анализа соответствующих систем защиты в схемах электроснабжени€ источника тепла. роме того, внедрение противоударных устройств требует внесени€ изменений в существующие схемы защиты и автоматизации источников тепла и насосных станций (например, использование автоматики включени€ резерва (ј¬–) сетевых насосов, уставки защиты минимального напр€жени€ на отключение электродвигателей сетевых насосов, изменение схем рассечки тепловых сетей на гидравлически изолированные зоны и др.).

ќтдельно следует рассмотреть вопрос о внедрении средств защиты без предварительного обосновани€ (расчетного или экспериментального) системы защит и определени€ требований к конструктивным параметрам и настройке противоударных устройств. ¬ыбранные неверно средства защиты либо просто не обеспечивают защиту оборудовани€ системы теплоснабжени€ в аварийных переходных гидравлических режимах, либо могут привести к развитию аварии.

ѕодобна€ ситуаци€ может быть проиллюстрирована результатами натурных испытаний, проведенных в одной из систем теплоснабжени€, схема которой приведена на рисунке 1. Ќа рис.1 также показан график давлени€ в эксплуатационном гидравлическом режиме. Ќа “Ё÷ циркул€ци€ сетевой воды обеспечиваетс€ двухступенчатой группой сетевых насосов типа —Ё 2500-70 (перва€ степень) и —Ё 2500-180 (втора€ ступень) по два насоса в каждой группе. ƒл€ защиты сетевых подогревателей типа ѕ—√ в обратном коллекторе “Ё÷ установлен быстродействующий сбросной клапан (Ѕ— ). ќбоснование выбора параметров Ѕ—  и его настройки не было выполнено в соответствии с вышеуказанными требовани€ми. ¬о врем€ натурных испытаний был проведен р€д экспериментов, имитирующих аварийные ситуации. ќдин из опытов имитировал аварийное отключение одного сетевого насоса второй ступени “Ё÷. –езультаты указанного эксперимента приведены на рис. 2, где показано изменение мгновенных давлений во всасывающем и напорном коллекторах сетевых насосов второй ступени, до сетевых подогревателей типа ѕ—√, в подающем и обратном коллекторах “Ё÷.

јварийное отключение одного сетевого насоса второй ступени на “Ё÷ из двух работающих обусловило резкий рост давлени€ во всасывающем коллекторе сетевых насосов второй ступени (на 0,3 ћѕа за 1 с) и резкое снижение давлени€ в напорном коллекторе сетевых насосов второй ступени (на 0,4 ћѕа за 1 с). ѕовышение давлени€, от всасывающего коллектора сетевых насосов второй ступени, проход€ по станционным теплопроводам со скоростью звука в воде (с учетом упругих свойств трубопровода ~1000 м/с) привело к повышению давлени€ перед сетевыми подогревател€ми типа ѕ—√. —ложна€ конфигураци€ станционных теплопроводов, при значительной прот€женности станционных теплопроводов, обусловила усиление роста давлени€ перед ѕ—√ по сравнению с ростом давлени€ во всасывающем коллекторе сетевых насосов второй ступени (рис. 2). ¬о врем€ эксперимента сбросной клапан открылс€ по импульсу повышени€ давлени€ перед сбросным клапаном до 0,75 к√/см2 (при времени t=20 c в соответствии с рис. 2). «а это врем€ давление перед ѕ—√ возросло до 1,1 ћѕа и превысило допустимое значение на 0,3 ћѕа. —рабатывание сбросного устройства обусловило резкое снижение давлени€ в обратном коллекторе “Ё÷, и, как следствие, снижение давлени€ в подающем коллекторе “Ё÷. —нижение давлени€ в подающем коллекторе “Ё÷, вызванное как аварийным отключением сетевого насоса, так и срабатыванием сбросного устройства, распростран€€сь по подающему трубопроводу от “Ё÷ к ѕЌ—, приведет к снижению давлени€ во всасывающем коллекторе ѕЌ—.

—нижение давлени€ может обусловить возникновение вскипани€ сетевой воды при высоких температурах (в зимний отопительный период). ќпасность в этом режиме представл€ет последующа€ нестационарна€ (быстра€) конденсаци€ при росте давлени€, вследствие, например, пуска насосов. —ледует отметить, что эксплуатационный гидравлический режим характеризуетс€ давлени€ми близкими к допустимым величинам, что существенно снижает надежность работы системы теплоснабжени€ при возникновении аварийных ситуаций. “аким образом, установленное быстродействующее сбросное устройство не только не обеспечило защиту ѕ—√ на “Ё÷, но могло обусловить в отопительном сезоне развитие аварийной ситуации до полного останова системы теплоснабжени€ и разрыва теплопроводов.

ѕри разработке технических решений по защите оборудовани€ рассматриваемой системы теплоснабжени€ в одном из вариантов было предложено дл€ локализации возмущающих воздействий от отключени€ сетевых насосов “Ё÷ обеспечить работой ј¬– сетевых насосов первой и второй ступени по факту отключени€ электродвигател€ рабочего насоса. ”становленное сбросное устройство на “Ё÷ должно быть настроено таким образом, чтобы не допускать избыточного снижени€ давлени€ при его срабатывании, импульс на срабатывание Ѕ—  должен определ€тьс€ давлением перед ѕ—√.

Ќиже представлен другой пример недопустимости использовани€ противоударных устройств, не обоснованных расчетным и (или) экспериментальным исследовани€ми переходных гидравлических режимов.

¬ последнее врем€ компанией Ђƒ ћ ¬енчурные проектыї предлагаетс€ дл€ противоаварийной защиты в системах теплоснабжени€ от недопустимых давлений в переходных гидравлических режимах и пульсаций давлений стабилизаторы давлени€.”казанные устройства по принципу своего действи€ обеспечивают защиту в гидравлических режимах, сопровождающихс€ незначительными пульсаци€ми давлений (амплитуда колебаний ~ ± 0,04 ћѕа). »зменени€ давлений, возникающие в системе теплоснабжени€ в результате аварийных переходных гидравлических режимах, не имеют характер пульсаций, причем величины повышени€ давлений составл€ют 0,5-0,6 ћѕа и выше, т.е. на пор€док более амплитуды колебаний, гасимых стабилизаторами давлений Ђƒ ћ ¬енчурные проектыї. ѕриведенные на рис. 2 результаты натурных испытаний в системе теплоснабжени€ это подтверждают. ќчевидно, что стабилизаторы давлени€ Ђƒ ћ ¬енчурные проектыї в рассмотренной ситуации бесполезны. —ледует отметить, что допустимым €вл€етс€ отклонение давлений от заданного режима в подающих и обратных трубопроводах за головными задвижками источников тепла на 0,02 - 0,4 ћѕа. —равнение допустимого диапазона отклонений давлений (0,02 - 0,4 ћѕа) с экспериментальными данными проверки эффективности работы стабилизаторов давлени€ Ђƒ ћ ¬енчурные проектыї (~ ± 0,04 ћѕа) свидетельствует о нецелесообразности применений этой конструкции стабилизаторов в системах теплоснабжени€ в качестве защитных устройств от недопустимых изменений давлений, возникающих в переходных гидравлических режимах.

¬ыводы

1. ¬озможность возникновени€ аварийных переходных гидравлических режимов, сопровождающихс€ недопустимыми изменени€ми давлени€, обусловливает необходимость защиты оборудовани€ систем теплоснабжени€ в указанных режимах. “ребовани€ выполнени€ защиты оборудовани€ “Ё÷, котельных, тепловых сетей и потребителей тепла от недопустимых изменений давлений в переходных гидравлических режимах предусмотрены в нормативно-технических документах: Ђѕравила технической эксплуатации электрических станций и сетей –‘ї, —Ќиѕ 2.04.07-86* Ђ“епловые сетиї.

2. ¬ыбор защитных устройств и меропри€тий при аварийных переходных гидравлических режимах в системах теплоснабжени€ необходимо базировать на данных расчетных и (или) экспериментальных исследований переходных гидравлических режимов при наиболее часто встречающихс€ в практике эксплуатации возмущени€х, вызванных отказами в работе оборудовани€ систем теплоснабжени€.

3. «ащита оборудовани€ в гидравлически единой системе теплоснабжени€ должна быть комплексной, предотвращающей возникновение недопустимых давлений на оборудовании источника тепла, тепловых сетей и систем теплопотреблени€.

4. ¬опросы защиты оборудовани€ системы теплоснабжени€ от недопустимых давлений в переходных гидравлических режимах должны решатьс€ совместно с вопросами возможных нарушений электроснабжени€ двигателей сетевых насосов и устранени€ того или иного аварийного перерыва в электроснабжении.

5. ѕо окончании монтажа системы защиты от недопустимых изменений давлений необходимо проведение натурных испытаний дл€ проверки работоспособности системы защиты и уточнени€ уставок смонтированной системы защиты.

6. Ќеобходимо уже на стадии выбора схемы теплоснабжени€ определ€ть места установки насосных станций и запорно-регулирующих устройств и режимы их работы с тем, чтобы при возможных нарушени€х в работе оборудовани€ уменьшить последстви€ аварийных гидравлических режимов.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 811 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

≈сть только один способ избежать критики: ничего не делайте, ничего не говорите и будьте никем. © јристотель
==> читать все изречени€...

2015 - | 1987 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.016 с.