Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
132
Добавлен:
10.06.2015
Размер:
74.24 Кб
Скачать

Лекция № 17. Методы технического диагностирования объектов теплоэнергетики

Вопросы лекции:

Введение

1. Обоснование комплекта запасных частей для обеспечения заданного уровня надёжности

2. Задачи и методы технического диагностирования объектов промышленной энергетики

1. Обоснование комплекта запасных частей для обеспечения заданного уровня надёжности

Техническое обслуживание объектов промышленной энергетики, а также проведение плановых ремонтов требуют соответствующего материально- технического обеспечения, например, в виде запасных частей, приспособлений и инструментов. Согласно ГОСТ 18322-73 запасной частью (или элементом) называют составляющую часть механизма, предназначенную для замены аналогичных частей (элементов) в работающем механизме. Целью формирования запасного комплекта элементов обычно является обеспечение назначенного ресурса, нормативного уровня безотказности или поддержание определённого технического состояния объекта.

Практика эксплуатации сложных технических систем, а также специально выполненные исследования их надёжности подтвердили необходимость обоснования номенклатуры и количества запасных частей, как для одиночного, так и для группы однотипных объектов. Это нашло отражение в государственных стандартах, в которых предусматривается разделение запасных частей на три основные комплекта – одиночный, ремонтный и групповой.

Одиночный комплектзапасных частей содержит отдельные элементы, сборочные единицы, мелкие агрегаты, предназначенные для восстановления работоспособности объектов в период между плановыми ремонтами.

Ремонтный комплектзапасных частей составляют из деталей, сборочных единиц и узлов, необходимых для проведения плановых ремонтов. Очевидно, что в такой комплект должны входить детали, отдельные крупногабаритные узлы и функционально самостоятельные элементы для выполнения ремонта объекта путём агрегатной замены.

Групповой комплектзапасных частей предназначен для восстановления работоспособности каждого из нескольких однотипных (группы) объектов и может содержать целые функционально самостоятельные агрегаты, отказы которых на объектах встречаются редко, но отсутствие подобных агрегатов может значительно увеличить время аварийно-восстановительных работ.

Формирование комплекта запасных частей базируется на расчётах количества отказавших элементов за определённый период наработки объекта. Это количество является случайным и вычисляется на основе заранее установленных законов надёжности конкретного узла, детали или объекта. Однако, даже при известных законах распределения наработок до отказа расчётным путём можно получить только вероятностную оценку количества потребных запасных частей.

Если при создании комплекта использовать максимальные расчётные оценки запасных частей, то увеличиваются капитальные вложения на создание технических средств и, соответственно, стоимость объекта. При использовании заниженных расчётных оценок могут увеличиться сроки восстановления работоспособности и снизится эффективность работы объекта.

В общем случае, рациональное количество запасных частей должно определяться с учётом многих факторов, но основными из них всегда будут показатели надёжности объекта и его элементов.

Необходимым этапом при расчёте потребного комплекта является определение номенклатуры деталей и узлов, наиболее часто отказывающих на однотипных объектах. Информация об отказавших элементах содержится в картах отказов (КО), которые составляются в соответствии с указаниями руководящих технических органов. Существует определённый порядок составления и прохождения карт отказа тепломеханического и теплофикационного оборудования (КОТ). Заполненные операторами на объектах КОТ представляются ежесуточно на рассмотрение руководству предприятия и затем направляются в соответствующие производственные службы, где накапливается и обобщается информация по предприятию в целом. Последней инстанцией, куда поступает сводная информация об отказах, является центральный технический орган (министерство, объединение и т.п.), по заданию которых в научных центрах выполняется статистическая обработка данных и выявляются законы распределения наработок до отказа.

При известных параметрах закона надёжности для выявленной номенклатуры деталей рассчитывается среднее количество запасных частей

nср = N /Tср , (1)

где - планируемая наработка элемента (объекта), например, до очередного технического обслуживания или ремонта;N– количество однотипных элементов на объекте;Тср– средняя наработка до отказа, вычисляемая по закону надёжности.

Если обозначить потребное количество запасных частей z , то для их определения следует решить уравнение

 = P(l <z) , (2)

где l- число отказов элементов за планируемый период наработки;

P(l <z) - вероятность того, что за времячисло отказовlне превзойдёт

количества запасных частей z.

Для экспоненциального закона надёжности при пуассоновском потоке отказов это уравнение имеет вид

. (3)

Решение уравнения (3) относительно zдаёт искомое количество запасных элементов. Для удобства использования этого уравнения составлены таблицы.

Пример 1.На предприятии установлены 20 однотипных насосов, уплотнительные устройства вала которых имеют среднюю наработку до отказа 1600 ч при экспоненциальном законе надёжности. Отказ устраняется заменой уплотнений на новые. Определить необходимое количество запасных уплотнительных устройств для обеспечения безотказной работы насосов в течение= 2 000 ч с вероятностью= 0,99 .

Решение.

  1. Среднее количество запасных элементов, необходимое для обеспечения безотказной работы

nср = 202000/ 1600 = 25.

  1. Из табл.6.1 Прилож.6 находим при = 0,99 иnср= 25

 = z nср = 1,47, откуда следуетznср = 251,4737 .

Ответ. Для обеспечения безотказной работы насосов в течение 2 000 ч

необходимо 37 запасных уплотнительных элементов.

В случае, если для восстановления работоспособности объекта требуется заменить единственный элемент, наработка до отказа которого не подчиняется экспоненциальному закону, то поступают следующим образом:

  • определяют средний расход запасных частей в течение планируемой наработки объекта

nср = /Tср , (4) где Tср- средняя наработка до отказа, определяемая по фактическому

закону надёжности данного элемента.

  • рассчитывают коэффициент вариации наработки до отказа v = / Tcp ,

где – среднее квадратическое отклонение наработки элемента до отказа.

  • принимают значение вероятности обеспечения работоспособного состояния объекта и определяют квантиль стандартного нормального распределенияU;

  • вычисляют потребное количество запасных частей, необходимых для обеспечения работоспособного состояния объекта с вероятностью :

. (5) С некоторой погрешностью (главным образом при больших значенияхncp)в (6) пренебрегают вторым слагаемым под корнем, что позволяет получить уравнение

z = rncp –1, где r = 1+ s + 0,5s2 ; .

Зависимость r отsтабулирована.

Пример 2.Упорный подшипник циркуляционного насоса имеет среднюю наработку до отказаТср= 660 ч при нормальном законе надёжности. Среднее квадратическое отклонениеч. Определить потребное количество запасных вкладышей к подшипнику для обеспечения безотказной работы насоса в течение= 2640 ч с вероятностью= 0,995.

Решение: 1. Среднее количество запасных элементов на предстоящую наработку равно

ncp =Тср = 2640/660 = 4.

2. Коэффициент вариации наработки до отказа v = /Tcp= 210/660 = 0,32.

3. Квантиль уровня = 0,995 согласно Приложению 6 равен

U= 2,576.

  1. Параметр sопределяется по уравнению

  2. = 2,5760,32/2 = 0,409.

  3. По табл. для вычисленного значения sнаходим

r= 1,492.

6. Потребное количество запасных элементов равно

z = ncp r–1= 41,492 –15.

Ответ:В течение запланированной наработки= 2640 ч будет обеспечено

работоспособное состояние насоса с вероятностью = 0,995 в случае, если бдет в запасеz = 5 вкладышей упорного подшипника.

При наличии на объекте нескольких однотипных элементов, наработка на отказ которых не подчиняется экспоненциальному закону, приведённая выше методика, строго говоря, не точна. Однако её можно использовать для приближённой оценки количества запасных элементов.

Для элементов стареющего типа с функцией надёжности, подчиняющейся гамма-распределению или распределению Вейбулла, существуют достаточно корректные модели расчёта количества запасных элементов. Использование таких моделей требует специального рассмотрения некоторых вопросов теории массового обслуживания, которые можно найти в специальной литературе 2,3.

Соседние файлы в папке Надежность систем теплоснабжения