К выполнению контрольнх задач

К задаче 1. Параметр потока повреждений (в 1/ч) поверхностей нагрева по производственно технологическим причинам можно определить из равенства

где j_пт - доля охватываемых расчетом повреждений (стыков, гладких труб) в общем объеме повреждений по производственно технологическим причинам; _. - интенсивности повреждений сварных швов соответственно контактных и ручных стыков, 1/(ч^.м); - интенсивность повреждений собственно труб, 1/(ч^.м); _. - общая протяженность сварных швов соответственно контактных и ручных стыков, м; - общая протяженность труб, м; - коэффициенты, учитывающие изменение повреждаемости соответственно из-за отличия в проектируемом котле запасов прочности, из-за улучшения технологии за время между годами изготовления проектируемого и “эталонного” котлов и из-за конструктивных отличий, влияющих на повреждаемость.

Коэффициент определяется с учетом следующих допущений: повреждаемость всех элементов подчиняется одинаковой зависимости от запаса прочности, полученной для прямых труб; для сравнения запасов прочности принимаются в первом приближении расчетные температуры стенки; считается, что в котлах, по которым получена исходная информация, коэффициент запаса прочности труб, определяемый как отношение допустимого напряжения к приведенному (h = s_доп/s_пр) с учетом обычных округлений толщин стенок в среднем близок к 1,1. Поэтому величина при s_доп/s_пр = 1,0...1,1 принимается равной единице.

Для определения зависимости коэффициента от запаса прочности (рис.1) использована полученная А.Г.Щегловым (ВТИ) зависимость интенсивности повреждений от этого запаса.

Коэффициент определяется только для поверхностей пароперегревателя.

Величину рекомендуется определять из равенства = 1,05^t, где t - число лет между годом, для которого получены исходные данные, и годом выпуска котла.

Для учета влияния технологичности конструкции опытные данные в настоящее время отсутствуют. Поэтому рекомендуется только при наличии надежных обоснований принимать значения коэффициента отклоняющиеся от единицы (как правило, незначительно).

Ожидаемые затраты на обеспечение надежности энергоснабжения потребителей, вызванные интенсивностью отказов элементов поверхностей нагрева котлоагрегата определяются по формуле:

где P_q - годовые расходы на 1 кВт мощности резервной установки, руб/(кВт.год); Q_ка – тепловая мощность котлоагрегата, кВт; q_m - коэффициент аварийности поверхности нагрева; h - число поверхностей нагрева.

Изменение аварийности поверхности нагрева q_m при работе котлоагрегата в составе энергоблока приводит к изменению коэффициента готовности паротурбинной установки K_г и, тем самым, к изменению количества электроэнергии, вырабатываемой установкой, и изменению годового расхода топлива. В соответствии с этим изменяется резерв мощности в энергосистеме и расход топлива на резервных установках. Годовые расходы Р_q на 1 кВт мощности резервной установки можно представить в следующем виде:

где b, b_р ­ удельные расходы условного топлива соответственно на данной электростанции и резервной установке, г/(кВт.ч); П_р - коэффициент отчислений от капиталовложений на амортизацию, реновацию и текущий ремонт в резервную установку, 1/год; К_р - удельные капиталовложения в резервную установку, руб/кВт; b - приращение резерва, зависящее от аварийности рассматриваемой установки, Ц_т – расчетная стоимость условного топлива, руб/т.у.т.; t_э- число часов использования установленной мощности; t_j, b_j, N_j – относительные длительность, удельный расход условного топлива и нагрузка котлоагрегата на каждом j-том режиме.

Коэффициент аварийности поверхности нагрева можно определить следующим образом:

где k_р - коэффициент разрежения потока отказов; Т_во -среднее время аварийного восстановления, ч.

Коэффициент разрежения потока отказов k_р характеризует вероятность вынужденной остановки котлоагрегата при возникновении одного отказа в поверхностях нагрева и определяется по формуле:

, где n – количество поверхностей нагрева в конвективной шахте котла, приводящих к остановам котла при их повреждениях.

Значения величин можно определить по формулам:

где n_зх - заходность поверхности нагрева; n_зм - количество параллельно включенных по внутренней среде панелей; L_с - стандартная длина труб, из которых сварены змеевики поверхности нагрева (длина стыка труб), м, d – диаметр труб.

К задаче 2. Основным методом расчета надежности комбинированных установок является элементный метод, который исходит из предположения, что система состоит из самостоятельных (в смысле надежности) элементов. Часть системы, предназначенная для выполнения определенной функции, называется элементом системы. С этой точки зрения разобьем установки поэлементно:

Схема А: I – К, КС, Т, Г; II – ТО.

Схема Б: I – К, КС, Т, Г, ТО; II – Т, Г.

Схема В: I – К, КС, Т, Г, ТО, ТО; II – Т, Г, ТО.

Затем составим структурные (логические) схемы, отражающие логические связи между элементами, вида:

Энергетическое оборудование в течение принятого расчетного периода может находиться в работе (τ_р), в резерве (τ_рез), в текущем или капитальном (плановых) ремонтах и в вынужденном (аварийном) простое (τ_вп). С точки зрения надежности работы оборудования нас интересуют два периода: τ_р и τ_вп. Используя данные о времени этих состояний (табл.6) и количестве отказов (n), можно определить основные показатели надежности:

- коэффициент готовности: ,

где - средняя наработка на отказ, час;

- среднее время аварийного восстановления, час.

На практике чаще используются величины, обратные приведенным:

- интенсивность повреждений ;

- интенсивность восстановления .

Для структурных схем с последовательным соединением элементов показатели надежности определяются как сумма соответствующих показателей по всем элементам, входящим в логическую цепочку:

.

Коэффициент готовности всей системы определится как

.

НАДЕЖНОСТЬ

СИСТЕМ ТЕПЛОЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ