Основные показатели надежности котельной установки

Основным свойством качества котла является его надежность, так как именно она обеспечивает сохранность остальных свойств, которые не имеют практического значения, если котел ненадежен. Более того, поскольку продукция котла - теплота выработанного пара - не поддается складированию (заготовке впрок) и должна потребляться одновременно с ее производством, вопросы обеспечения высокой надежности СКУ приобретают первостепенное значение.

В соответствии со стандартами надежность котельной установки - это ее свойство обеспечивать судовые потребители необходимым количеством пара с установленными нормативной документацией экономичностью и параметрами пара на всех возможных режимах в течение заданного времени.

Основополагающими в теории надежности являются понятия работоспособности и отказа технического объекта, от четкого определения сущности которых зависит достоверность выводов о фактическом уровне надежности, оцениваемом по результатам статистической обработки эксплуатационных материалов.

Под работоспособностью котельной установки понимается такое ее состояние, когда она способна выполнять заданные функции (обеспечение судовых потребителей необходимым количеством пара) с параметрами (КПД, давлением и температурой пара), не выходящими за пределы, установленные нормативными техническими документами.

Отказом котельной установки считается событие, потребовавшее вывода котла из действия в период использования его по назначению или не позволившее ввести котел в действие при появлении необходимости в нем и вызвавшее вынужденное устранение обнаруженного повреждения, сопровождавшееся простоем СКУ в момент потребности в паре. Из этого определения следует, что все повреждения элементов котла и установки, обнаруживаемые во время профилактических осмотров и ремонтов, должны рассматриваться, как неисправности котельной установки, не приводящие к отказам.

Надежность как сложное свойство объекта формируется более простыми свойствами: безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью и сохраняемостью.

Безотказность - это свойство сохранять работоспособность без вынужденных перерывов в течение заданного времени эксплуатации. Основными показателями безотказности котла и СКУ являются: вероятность безотказной работы в течение рейса, среднее время безотказной работы (наработка на отказ) и параметр потока отказов (среднее число отказов восстанавливаемого объекта в единицу времени).

Под ремонтопригодностью понимается приспособленность котла и СКУ к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем проведения регламентных профилактических работ и ремонтов. Основными показателями ремонтопригодности являются среднее время восстановления и трудоемкость технического обслуживания и ремонта.

Долговечность - это свойство котла сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Показатели долговечности: ресурс - наработка котла (т.е. чистое время работы) до предельного состояния и срок службы - календарная продолжительность его эксплуатации до этого состояния (или до списания).

Для котлов более показательным является срок службы, так как процессы изнашивания элементов котла протекают не только во время их действия, но и в период хранения (стояночная коррозия, загрязнение и т.п.). Отсюда следует, что сохраняемость как свойство объекта сохранять нормированные показатели в течение и после срока хранения применительно к вспомогательным и утилизационным котлам приобретает особую значимость, поскольку средняя суммарная продолжительность их хранения во времени, в течение которого КУ находится в бездействии по разным причинам) составляет 1/2 - 2/3 календарного времени эксплуатации.

Так как отказ КУ и восстановление ее работоспособности являются случайными событиями, то и все показатели надежности имеют вероятностную природу. С практической точки зрения, более простыми и психологически понятными являются следующие показатели надежности: среднее время между отказами и неисправностями восстанавливаемых объектов, средние трудоемкости и время их восстановления и срок службы (последний косвенно характеризует и сохраняемость). Именно эти показатели могут быть достаточно легко и просто использованы для непрерывного контроля технического состояния элементов КУ. В нормативно-техническую документацию эти показатели включают наряду с другими технико-экономическими показателями объекта.

При оценке указанных показателей надежности КУ и ее элементов в качестве единицы измерения целесообразно использовать сутки календарного времени. Статистические данные по отказам, неисправностям, режимам работы и восстановления КУ и ее элементов могут быть получены на основе обобщения опыта эксплуатации целых серий судов, а также по результатам специальных испытаний на надежность. Методы обработки статистических данных стандартизированы.

Оценка численных значений показателей надежности любого технического объекта на основе статистических материалов представляет собой весьма трудоемкую задачу, поэтому приведем только некоторые результаты такой оценки применительно к вспомогательным котлам основных типов. Прежде всего отметим, что надежность КУ мало зависит от режимов ее использования и типов применяемых котлов. Действительно, средняя наработка между отказами котельной установки составляет соответственно: с котлами типа КАВ 1,6/5 - 158 сут, КВВА 1,5/5 - 122 сут, Линдхольмен - 118 сут и VX - 152 сут (или в среднем 2,3-3отказа в год).

Таблица 1

	Элемент	Наработка между отказами элементов котельных установок Т сут.
	КВГ34К	КАВ1,6/5	КВВА1,5/5	КВВ-1/5А	Пиндхоль-	VX
						мен
	Судовая котельная установка
	Корпус котла	-
	Воздухонаправляющее устройство				-
	Клапаны:	-
	главный стопорный
	предохранительный
	питательный
	продувания
	Воздухоуказательный прибор
	Прочая арматура
	Форсунка	-
	САР
	Система сигнализации и защиты	-
	Кирпичная кладка
	Насосы:	-
	питательный
	топливный	-
	Электровентилятор	-
	Теплый ящик (чистка)	-				-	-
	Топливоподогреватель	-		-	-

С практической точки зрения, эти цифры мало что говорят эксплуатационнику, для которого более важна информация о наиболее „слабых" элементах установки. Опыт эксплуатации показывает, что отказы собственно котла (с котельной арматурой) обусловливают менее 10 % отказов котельной установки. Основная доля (70 - 80 %) отказов приходится на элементы систем автоматики, сигнализации и защиты. Отказы кирпичной кладки становятся причиной отказов только в 2 - 3 % случаев. В остальных случаях (7 - 18 %) котельные установки отказываютиз-завыхода из строя вспомогательных механизмов (прежде всего питательных насосов) и теплообменных аппаратов.

Представление о безотказности элементов котлов и установок дает табл. 1 При этом к отказам отдельных элементов относились все события, связанные с устранением повреждений, обнаруженных при плановых профилактических осмотрах и ремонтах еще до того, как они вызовут отказ КУ. Такие повреждения, по существу, есть потенциальные отказы установки, но при оценке наработки на ее отказ их не учитывают. В то же время именно эти события полностью определяют ремонтопригодность и долговечность установки.

Необходимо также отметить, что среднее время восстановления КУ после отказа 3 - 6 ч, средняя трудоемкость этих работ 10 - 12 чел-ч,а ущерб от одного отказа КУ в среднем 0,1 - 0,3 % первоначальной стоимости котла. Суммарные же затраты времени на техническое обслуживание (без заводских ремонтов) вспомогательных КУ колеблются от 60 до 300 ч/год.

В заключение приведем краткие рекомендации по повышению надежности оборудования КУ (и прежде всего главных элементов - котлов).

Необходимый уровень надежности технического объекта закладывается на этапах проектирования и изготовления, а реализуется в эксплуатации, основной целью которой является возможно более полное использование свойств объекта. На каждом из трех этапов существования объекта применяют хотя и специфические методы повышения надежности, но имеющие единую базу. Такие методы, как повышение квалификации исполнителей, совершенствование технической и нормативной документации, повышение качества технического надзора со стороны Регистра, а также учет уровня развития техники и технологий, оказывают определяющее влияние на уровень надежности судовых технических средств. Кроме того, надежность судовых котлов и КУ во многом зависит от уровня автоматизации, качества методов расчета, совершенства систем контроля технического состояния оборудования, качества ремонтных работ и методов испытаний. И, наконец, всегда следует помнить, что в основе всех этих методов лежит „человеческий фактор" в самом широком понимании (уровень оплаты труда и социальная защищенность, охрана труда и эстетика рабочих мест, пенсионное обеспечение и т.п.).