Надежность систем газоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО

«Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

Механико-технологический институт

Кафедра «Технологии и оборудование предприятий пищевой промышленности»

Реферат

Надежность систем газоснабжения

Тюмень 2013

Единая система газоснабжения -- производственно-технологический комплекс, состоящий из объектов добычи, транспорта, переработки и подземного хранения газа. Оптимизация параметров систем газопроводов, сооружаемых начиная с 1990 года, выполняется на уровне технологического взаимодействия всех газопроводов одного коридора. Совместный режим работы компрессорных цехов позволяет рационально использовать компрессорную мощность; на ряде компрессорных станций (КС) за счет этого становится возможным сократить число установленных рабочих газоперекачивающих агрегатов. Также значительно повышается надежность работы компрессорных цехов, т. к. сокращается число резервных агрегатов без снижения надежности компрессорной станции.

Для обеспечения схемно-структурной надежности при разработке планов развития ЕСГ в укрупненных показателях принималось во внимание требование живучести и гибкости системы, т. е. ее способность противостоять сильным возмущениям, связанным, например, с резким понижением производительности отдельных крупных магистральных газопроводов.

Система газоснабжения является неотъемлемой частью многих населенных пунктов, которая дает населению возможность пользоваться значительными преимуществами в плане комфортного проживания. При газифицировании объекта становится возможным создание не только эффективного отопления, но и непрерывного горячего водоснабжения, что значительно повышает уровень и значение жилья, выводя его на качественно новый уровень.

План газификации населенных пунктов разрабатывается и утверждается министерством нефтегазовой промышленности по заявлениям местных органов совета, которые предоставляют списки негазифицированных населенных пунктов. По результатам рассмотрения определяются приоритетные направления, где газификация области будет способствовать значительному повышению инвестиционной привлекательности, а также развитию существующей инфраструктуры.

Задача газовых систем - обеспечивать подачу газа заданных параметров всем присоединенным потребителям в течение расчетного времени при условии проведения необходимого обслуживания и ремонтов. Характерная черта распределит, систем газоснабжения -- длительность действия, т.к. они существуют в городах до тех пор, пока не появится новый энергоноситель, способный заменить газ. Поэтому долговечность не характеризует надежностные свойства системы, она характеризует лишь надежность элементов, из которых состоит система. Другая отличительная, особенность распределительных систем -- их социальный характер. Они обслуживают не только промышленные объекты, в т.ч. производящие потребительские товары, но и обеспечивают нормальную жизнедеятельность людей. Социальный характер системы, в частности, в том, что при отказах подачи газа потребителям возникает не только экономический, но и моральный ущерб. Учесть его последствия не удается, поэтому социальное значение отказов должно быть заложено в критерии, оценивающем надежность распределительной системы газоснабжения.

Свойство объекта сохранять во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах есть его надежность. Таким образом, нормирование в городском газовом хозяйстве для обеспечения более надежной работы ГСГ должно охватить структуру самой системы и отдельные се элементы; нормировать число потребителей системы. Так, при разработке нормативов газопотрсбления для ГСГ сначала необходимо проанализировать структурный разрез сетей этих систем (касающихся давления газа, т. е. высокого, среднего и низкого давления); далее следует разделить сети на закольцованные и тупиковые. Важным является и нормирование надежности тупиковых газовых систем. Так как городская тупиковая распределительная система состоит из последовательно соединенных участков газопроводов и элементов оборудования и имеет единственный путь потока газа, то отказ элемента на одном пути для.потребителей равноценен отказу всей системы газоснабжения. К элементам нормирования городской газораспределительной системы следует отнести, например, гидравлические затворы и конденсатосборники, устанавливаемые на газопроводах в грунт, узлы отключающей арматуры, а также ГРС и ГРП.

В нормировании численности потребителей определяющими являются характер использования ими газового топлива (в качестве сырья, на технологические нужды, на отопление), а также характеристика используемого газового оборудования. Нормирование численности потребителей непосредственно связано с учетом размера материального ущерба, наносимого им в результате различных причин срыва или ограниченной подачи газа и т. д. Учитывая характер и причины аварийности по всей структуре и всем элементам системы и используя статистический метод, описывающий массовые и случайные явления, мы можем определять нормативные показатели по всей структуре и по всем элементам системы ГСГ с точки зрения ее надежности.

Надежность.

Если определить понятие надежность более развернуто, то это свойство объекта сохранять во времени и установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации называется работоспособным. Если хотя бы один из этих параметров не соответствует требованиям документации, наступает событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния машины, которое называется отказом.

Оборудование может потерять работоспособность в двух случаях: когда его узлы перестают функционировать или когда оно в процессе работы не обеспечивает требуемые параметры в заданных пределах (технологическую и геометрическую точность, равномерность перемещений и т. д.). В связи с этим различаются отказы элементов и параметрические отказы.

Отказы элементов. Отказы элементов являются явными и обнаруживаются обычным наблюдением. Это поломки, пластические деформации и разрушение контактирующих поверхностей, которые сопровождаются остановкой машины. Они легко обнаруживаются в общем потоке отказов. Различают внезапные и постепенные отказы элементов.

Внезапные отказы возникают как следствие перегрузок, связанных с неизбежными случайными колебаниями внешних условий и флуктуациями взаимодействия элементов. Если в случайном стационарном процессе наблюдается колебание нагрузки R(t) около среднего уровня R, возможен момент to, когда она достигнет значения, превосходящего допустимый предельный уровень Ru, и тогда произойдет отказ. Этот процесс носит название схемы мгновенных повреждений.

Постепенные отказы элементов машины происходят в результате накапливания износных или усталостных повреждений. В результате потери начальной прочности происходит поломка или пластическое деформирование детали.

Наиболее типичная для реальных машин схема возникновения отказа в результате действия нескольких причин, например нагрузки R(T) стационарного случайного процесса при уменьшающемся вследствие износа предельно допустимом уровне на - гружения Rn(t).

Параметрические отказы приводят к такому состоянию машины, при котором не обеспечивается сохранение в допустимых пределах выходных характеристик. Параметрические отказы обычно носят постепенный характер и подразделяются на отказы по технологическим и функциональным параметрам.

К отказам по технологическим параметрам относятся отказы по критериям точности обработки, шероховатости поверхности, качеству отделки и т. д. Отказ наступает в тот момент, когда численное значение критерия превышает его регламентированную нормативными документами величину. Появлению технологического отказа предшествует ухудшение параметров технического состояния станка и при выходе какого-либо одного или нескольких из них за предельные значения, регламентируемые ГОСТом и ТУ, наступает отказ по функциональному параметру.

Надежность -- сложное свойство, которое в зависимости от назначения машины и условий ее применения представляет собой сочетание свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность -- свойство машины непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки (продолжительности или объема работы машины).

Долговечность -- свойство машины сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Долговечность и безотказность дополняют друг друга. В зависимости от характера производства и вида машины при оценке их надежности основными критериями являются безотказность или долговечность. Например, для дереворежущего станка общего назначения отсутствие отказов в течение смены скорее желательное, чем необходимое условие, поскольку после непродолжительного ремонта он вновь вступает в работу. Для автоматической линии безотказность становится такой же значимой, как и долговечность.

Ремонтопригодность -- свойство, характеризующее приспособленность машины к предупреждению и обнаружению отказов и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость -- способность объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Социальное значение отказов системы должно учитываться в первую очередь. Современные распределительные системы проектируют и строят как единые системы, подающие газ бытовым, коммунально-бытовым и промышленным потребителям. Сети низкого давления обеспечивают газоснабжение селитебной территории, но их надежность также определяется надежностью высокой ступени давления, так как газ они получают от высокой ступени. Следовательно, надежность распределительной системы в целом определяет надежность газоснабжения всех потребителей, включая бытовых потребителей.

Социальный характер систем заключается в том, что при аварийных отказах и прекращении подачи газа потребителям имеет место не только экономический, но и моральный ущерб. Экономический ущерб связан с нарушением работы коммунально-бытовых и промышленных предприятий. Прекращение подачи газа источникам теплоснабжения (отопительным котельным, источникам местных систем отопления, газовым отопительным калориферам и приборам) кроме экономического ущерба приносит ущерб и социального характера. Социальное значение прекращения подачи газа на отопление зданий и нарушение вследствие этого работы систем отопления состоит в том, что снижение температуры воздуха в помещениях приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности людей. Нарушаются условия отдыха и труда населения, увеличивается число заболеваний. В результате снижения количества работающего населения увеличиваются затраты в сфере здравоохранения и социального обеспечения. Прекращение подачи газа для приготовления пищи снижает жизненный тонус людей, нарушает ритм жизни и питания, что также способствует заболеваниям и отрицательно воздействует на состояние организма человека. При этом следует исходить из того, что отказ системы влечет непоправимые последствия. При оценке надёжности отказы газоснабжения считаются недопустимыми, но фактически они происходят.

В последнем случае система переходит на аварийный гидравлический режим, подача газа потребителям сокращается, им подается лимитированный расход. Такой подход возможен ввиду того, что отказы относятся к случайным и редким событиям, а ремонты достаточно кратковременны.

Следующей особенностью распределительных систем является ограниченная возможность резервирования. Газовые сети имеют ничтожно малую аккумулирующую способность, поэтому связь между подачей газа в сеть и его потреблением -- жесткая. Следовательно, емкость газовой сети не может служить резервом для повышения надежности системы. Рассредоточенность потребителей газа у распределительных , систем существенно ограничивает использование аварийных источников газа.

Виды отказов систем газоснабжения.

Отказы элементов газовых могут быть разделены на две неравные группы. Первую группу составляют внезапные отказы, вторую -- постепенные. К внезапным отказам следует отнести такие крупные повреждения элементов систем, которые вызывают необходимость немедленного отключения участка. При установлении места такого повреждения сразу выявляют участок сети, который должен быть отключен, извещают всех потребителей, присоединенных к этому участку, о прекращении подачи им газа и участок отключают от газовой сети. К внезапным отказам могут привести и менее серьезные повреждения, если они расположены вблизи жилых и общественных зданий, при этом есть опасность попадания вытекающего газа в эти здания.

Повреждения линзовых компенсаторов и конденсатосборников приводят к необходимости отключения участка газопровода, поэтому параметр потока отказов этих повреждений должен быть приплюсован к параметру со газопроводов. Считая, что задвижки с компенсаторами устанавливают примерно через 3 км, а конденсатосборники через 2 км, к параметру потока отказов следует прибавить добавку, 11(км-год).

Работа элемента системы газоснабжения представляется следующим образом. Элемент работает до отказа. После отказа его выключают из системы, ремонтируют (заменяют) и вновь включают в работу. В любой момент времени t элемент может находиться или в состоянии исправности, или в состоянии отказа. Последовательность отказов элемента во времени составляет поток отказов. Поток отказов характеризуется параметром потока отказов со, который является аналогом интенсивности отказов к. Для потоков отказов ординарных и не имеющих последействия эти понятия совпадают.

Современный уровень строительства, контроля качества строительно-монтажных работ, а также эксплуатации газовых сетей обеспечивает весьма малую величину параметра потока отказов. Малая вероятность отказов газовых сетей является также следствием простоты их конструкций и статического режима работы, при котором они не несут предусмотренных расчетом знакопеременных и инерционных нагрузок. Отказы возникают при случайном совпадении повышенных нагрузок на ослабленных элементах, поэтому отказ является случайным и редким событием. Случайные отказы элементов системы газоснабжения относят к простейшему потоку случайных событий или однородному процессу Пуассона. Такие процессы характеризуются стационарностью, отсутствием последействия и ординарностью. Покажем, что эти условия выполняются и для систем газоснабжения.

Стационарности отвечает такой поток случайных событий, когда вероятность наступления определенного их числа на заданном промежутке времени зависит от длительности рассматриваемого промежутка, но не зависит от его сдвига на ту или иную величину по оси времени. В процессе эксплуатации параметр потока отказов элементов систем газоснабжения сохраняется примерно постоянным. Следовательно, число отказов пропорционально рассматриваемому промежутку времени и не зависит от его сдвига в пределах времени эксплуатации. Таким образом, элементы системы газоснабжения обладают свойством стационарности. Если элемент характеризуется отсутствием последействия, то это значит, что отказы возникают независимо друг от друга. Распределительные газопроводы проектируют таким образом, чтобы разрыв одного участка газопровода не мог послужить причиной повреждения другого. При выключении из работы параллельного, кольцующего участка или оборудования расходы газа через другие участки возрастают, но при этом давление в городской сети не увеличивается, поэтому не увеличивается и нагрузка на трубу. Из изложенного следует, что системы газоснабжения не имеют последействия. Ординарностью обладают такие системы, у которых практически невозможно появление двух или нескольких отказов за малый промежуток времени. Системы газоснабжения обладают свойством ординарности.

Для элементов систем газоснабжения время наработки на отказ несоизмеримо больше среднего времени ремонта (примерно на четыре порядка), поэтому коэффициент готовности практически равен единице и не используется для оценки надежности элементов газовых сетей.

Системы газоснабжения -- ремонтируемые системы. Поэтому они характеризуются ремонтопригодностью -- свойством, заключающимся в приспособленности системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Основным показателем ремонтопригодности системы газоснабжения является время восстановления отказавшего элемента.
Для возможности оценки надежности системы прежде всего необходимо точно сформулировать понятие отказа элемента, рассмотреть физические и вероятностные условия возникновения отказов. Вообще отказ элемента -- это нарушение его работоспособности, для восстановления которой необходим ремонт с отключением элемента из системы. Однако не всякое отключение элемента приводит к отказу системы. Если отключение произвести в период спада нагрузки, в нерабочие дни промышленных предприятий, тогда это отключение не скажется на газоснабжении потребителей. Поэтому под отказом элемента исходя из условий работоспособности системы будем понимать внезапный отказ, когда необходимо срочное отключение элемента. Такой отказ приведет к нарушению работы системы, к материальному и моральному ущербу.

Как уже было сказано, по своему характеру отказы газовых объектов делятся на две группы: аварии и неисправности.

По тяжести последствий отказы подразделяются на четыре категории:

I - аварии, приведшие к поражениям объектов других ведомств и окружающей среды, нанесшие народнохозяйственный ущерб, и аварии, повлекшие за собой несчастный случай с особо тяжелыми последствиями (с числом погибших 5 и более человек);

II - аварии, приведшие к поражениям соседних газовых объектов, нанесшие значительный внутриотраслевой ущерб, и аварии, повлекшие за собой групповой несчастный случай с числом погибших 2-4 человека;

III - аварии, вызванные разрушениями отдельных узлов объекта, как повлекшие, так и не повлекшие за собой несчастный случай;

IV - частичные потери работоспособности элементами (узлами) газовых объектов (неисправности).

Первичная информация об обнаружении отказа, поступившая от патрульного, производственного персонала или посторонних лиц, должна быть немедленно и полностью зафиксирована в оперативном журнале производственного подразделения (ЛПУ, СПХГ, ГПУ, УДТГ, ОПС и др.).

По получении первичной информации диспетчер (сменный инженер) должен немедленно известить об обнаружении отказа руководителей подразделения и аварийно-восстановительной или ремонтной службы, диспетчерскую службу производственного объединения, а при необходимости - пожарную команду и газоспасательную службу, и принять меры по получению оперативной (уточненной) информации о категории, возможной причине и степени опасности развития отказа для газового объекта, сооружений других ведомств и окружающей среды.

Оперативная информация об отказе любой категории по поступлении немедленно должна быть зафиксирована в оперативном журнале производственного подразделения и сообщена диспетчерской службе производственного объединения и контролирующей районной инспекции государственного газового надзора.

При возникновении в результате отказа опасности, угрожающей объектам, зданиям и сооружениям других ведомств и окружающей среде, оперативная информация о возможности развития отказа, кроме того, должна быть немедленно передана организациям-владельцам этих зданий и сооружений, а также соответствующим советским и хозяйственным органам.

Оперативная информация об отказе по поступлении от производственного подразделения должна быть зафиксирована диспетчерской службой объединения в оперативном журнале и сообщена руководителям объединения.

Оперативная информация о характере и последствиях аварий всех категорий, полученная диспетчерской службой производственного объединения, должна быть немедленно передана по подчиненности соответствующим службам и руководителям вышестоящих органов.

Системы газоснабжения обладают рядом особенностей функционирования, отказов, восстановления, учет которых в “надежностных” моделях анализа требует применения (и развития) практически всех основных методов теории надежности, а также методов моделирования эффективности газоснабжения при условии существования отказов приводящих к снижению производительности системы газоснабжения. Так, при возникновении отказов на магистральных газопроводах (МГ) и/или компрессорных станциях (КС) функционирование всей системы газоснабжения продолжается, но с пониженными уровнями эффективности газоснабжения. Более того, некоторые виды и наборы отказов приводят к возникновению аварийных событий, когда процессы восстановления уже заключаются не столько в восстановлении отказавшего оборудования, сколько в устранении самой аварии и её последствий. Да и анализ эффективности функционирования всей системы газоснабжения при авариях может заключаться не только в учете неработающего оборудования. “Надежностные” модели для систем с несколькими уровнями эффективности функционирования, уровнями опасностей в литературе называют многоуровневыми.

Модели, применяемые при исследованиях надежности систем, могут быть разделены на два класса:1) cтатические, в которых состояния системы определяются наборами работоспособных и неработоспособных элементов в момент времени t; 2) динамические, когда происходящие события, отказы рассматриваются как процессы, развивающиеся во времени.

В рамках статических моделей анализ надежности проводится следующими методами: метод, использующий основные формулы теории вероятностей (вероятность суммы и произведения событий, формула полной вероятности) и комбинаторики; применяется, главным образом, для последовательно-параллельных, параллельно-последовательных структурных надежностных схем и схем «m из n»;методы, основанные на записи логических условий, интересующих исследователя функций через состояния элементов системы с последующим применением теории алгебры логики (логико-вероятностные методы, используемые в деревьях отказов, схемах функциональной целостности (СФЦ), блок-схемах надежности).

В рамках динамических моделей применяются: моделирование систем марковскими процессами; методы теории восстановления, полумарковских и регенерирующих процессов (в основном,используются асимптотические результаты либо для системы в целом, либо для отдельных резервированных звеньев); статистическое имитационное моделирование (Монте Карло моделирование).

газоснабжение надежность отказ параметрический

Классические статические модели для восстанавливаемых систем позволяют рассчитывать лишь дифференциальные (мгновенные) показатели надежности, определяемые в момент времени t (коэффициент готовности, параметр потока отказов, средняя эффективность в момент времени t). Никаких особенностей функционирования, отказов, восстановления они не позволяют учитывать, а учитывают лишь структурное нагруженное резервирование, при независимости отказов, восстановления.

Динамические модели позволяют вычислять все основные показатели надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых систем - мгновенные, интервальные (вероятность безотказной работы (отказа) на интервале времени), независящие от времени стационарные показатели (средняя наработка между отказами, среднее время простоя). Практически все основные особенности, приводящие к зависимостям в отказах, восстановлении могут быть отражены в динамических моделях. Укажем на некоторые из них, присущие для систем газоснабжения. Помимо многоуровневости функционирования и отказов, имеет место несовместность разных видов отказов элементов и системы, последовательность возникновения отказов разных видов, особенно при моделировании функционирования с учетом противоаварийных, блокировочных систем, произвольная нагруженность резерва в КС, временнoе резервирование, обусловленное, например, наличием промежуточных накопителей, ограничения на число ремонтных бригад, ЗИП. Конечно, не все эти особенности обязательно требуется учитывать во всех случаях выполнения проектных работ. Так, при обосновании инвестиций, эскизном проектировании возможен укрупненный “надежностный” анализ с использованием классических логико-вероятностных методов. Задача адекватного моделирования надежности систем сложной структуры, к которым относятся системы газоснабжения, решается только с помощью специализированных программных средств. Причем для преодоления катастрофического роста размерности модели, необходимо проводить декомпозицию системы (структурную, логическую). Для оценки характеристик надежности частей системы, выделяемых при декомпозиции, может потребоваться применение различных расчетных методов. Среди методов оценки показателей надежности систем наиболее адекватны по поставленным задачам методы теории марковских процессов, статистического имитационного моделирования. Эти методы хорошо проработаны и покрывают большинство задач анализа надежности, дополняя друг друга с точки зрения учета специфических факторов надежностной модели. Аналитические марковские модели надежности являются более предпочтительным выбором при анализе высоконадежных систем. Однако здесь возникают известные проблемы размерности (рост пространства состояний модели и связей между состояниями). Вычислительные мощности современных компьютеров позволяют решить часть проблемы, связанную со сложностью численного решения систем дифференциальных и алгебраических уравнений большой размерности, порождаемых марковскими графами. Однако другая (эргономическая) часть этой проблемы, а именно, трудность входного описания модели и определения ее параметров человеком, остается. В самом деле, быстродействие, объемы оперативной памяти, средства динамического распределения памяти, присутствующие в современных языках программирования, позволяют легко решать системы уравнений с тысячами и более неизвестных даже на современных персональных компьютерах и ноутбуках, не говоря уже о крупномасштабных специализированных вычислительных кластерах. Для человека же построение марковского графа с тысячью вершин является чрезвычайно трудной задачей. Здесь не помогают даже самые совершенные графические редакторы, внедренные в современное ПО анализа надежности (Relex, Isograph). Более компактным и менее трудоемким способом задания моделей надежности являются схемы функциональной целостности (СФЦ) и деревья отказов (ДО). Возможность представления в деревьях отказов и в схемах функциональной целостности интересующего вершинного события через промежуточные чрезвычайно существенна. Во-первых, критерии отказа системы (возникновения вершинных событий), как правило, формулируются в терминах промежуточных событий. Во-вторых, промежуточные события описывают состояние выделенных при структурной декомпозиции блоков (совокупностей элементов) системы. Рассматривая промежуточное событие в качестве конечного (для конкретного блока), можно, последовательно применяя правила построения деревьев отказов, в конечном счете, добраться до первичных (базовых) событий, каковыми являются, например, отказы элементов системы. Таким образом, имеется, по сути, возможность иерархического описания и построения модели возникновения отказов системы, наиболее выгодной в смысле трудоемкости (уход от полных переборов, присущих, например, марковским моделям) и снижения размерности задачи. Однако классические (статические) деревья отказов, имеющие только три вида логических операторов И, ИЛИ, НЕ и являющиеся визуальной интерпретацией логико-вероятностных методов, не позволяют в полной мере учесть перечисленные особенности “надежностного поведения” сложных систем. В этом случае может быть предложен подход, основанный на агрегировании статических и динамических моделей при использовании мнемоники ДО. Этот подход и был использован при анализе надежности газоснабжения потребителей природного газа на объектах, проектируемых в ОАО «ГИПРОГАЗЦЕНТР». Работы выполнялись на программном комплексе моделирования надежности и безопасности Relex Reliability Studio 2007 (США). Интегрированный многомодульный программный комплекс Relex содержит модули деревьев отказов, деревьев событий, блок-схем надежности, модуль марковского моделирования, модуль прогнозирования показателей безотказности электронных и механических средств (элементов модели), причем имеется база данных для электронного и механического оборудования, модуль анализа видов и последствий отказов и др. Практически все модули сопрягаемы и, в частности, базовое событие в дереве отказов может быть смоделировано марковским процессом. Так, при анализе газопровода, имеющего кольцевую топологию, сравнивались два варианта с различными диаметрами газопроводов. Для трех КС на «кольце» и пяти КС, подводящих газ к «кольцу» были построены марковские модели, учитывающие многоуровневость функционирования, ненагруженное резервирование, ограничение на число ремонтных бригад. Уровни эффективности функционирования при отказах определялись гидравлическими расчетами. Для полученных уровней строились деревья отказов, учитывающие возможные состояния КС и отказы газопроводов. Правда, учитывались только безаварийные события отказов элементов (т.е. не рассматривались возможные взрывы, пожары, часто возникающие при разрывах трубопроводов). Принципиально такие события могут быть учтены, но необходимы хотя бы согласованные исходные данные. Для моделирования было построено порядка 50 деревьев отказов, и это только для однократных и некоторых двукратных отказов. Отказами большей кратности пренебрегали, и была сделана оценка вероятности всех неучтенных кратных отказов.

Пути повышения надежности

Для повышения надежности используют 2 пути. Первый -- повышение надежности и качества элементов, из которых состоит система, но когда возможности повышения качества элементов исчерпаны, идут по второму пути -- пути резервирования, который позволяет построить систему с надежностью выше надежности элементов, из которых она состоит. Состояние системы в любой момент определяется состоянием ее элементов. Если все элементы исправны, система исправна в целом. При определенной совокупности отказавших элементов система приходит в состояние отказа в целом. Сложная техническая система характерна тем, что наряду с указанными крайними состояниями она может находиться в промежуточных состояниях, обладать частичной работоспособностью. Переход системы из одного состояния в другое связан с отказами или восстановлениями ее элементов. Этот процесс описывается вектором случайных состояний системы. Каждое состояние системы оценивается характеристикой качества функционирования, которая определяется технологическими задачами системы. Основная задача распределительной , системы газоснабжения -- обеспечить подачу потребителям расчетного расхода газа. Его и принимают за характеристику качества функции ионирования. Каждому состоянию системы ставят в соответствие долю расчетного расхода газа, которую может подать система неотключаясь , от сети потребителям. Этот расход газа дает численную оценку степени выполнения задачи системой.

Надежность элементов характеризуется параметром потока отказов. После отказа элемент выключают из системы, ремонтируют (заменяют) и вновь включают в работу. Последовательность отказов элементов во времени и составляет поток отказов, к-рый определяют экспериментально или из статистич. данных повреждений, фиксируемых службами эксплуатации. Осн. видами повреждений распределит, газопроводов являются ме-ханич., корроз. и разрывы сварных швов. В расчетах учитывают только повреждения, требующие немедл. отключения участка, т.е. приводящие к внезапным отказам. Это обусловлено тем, что если ремонт поврежд. элемента возможно отложить, то его можно провести в удобное время при спаде нагрузки и ущерб будет или весьма малый или совсем отсутствовать.

Сократить подачу газа потребителям при сохранении норм, режима давления в сети, что необходимо для работы неотк-люч. потребителей, возможно, если сеть управляемая. Сети высокого (среднего) давления -- управляемые, к ним присоединены крупные узловые потребители, режимом подачи газа к-рых управляет диспетчерская служба. Величину лимитиров. газоснабжения (Кл) устанавливают из анализа потребителей исходя из условий наименьшего ущерба при возникновении аварийных ситуаций. Надежность газоснабжения отд. потребителей, отключаемых от газовой сети при возникновении аварийной ситуации, оценивается двумя показателями: вероятностным и детерминиров. Эти показатели уточняют структуру и структурный резерв распределит. газовой сети высокого (среднего) давления.

Распределительные газовые сети проектируют в виде иерархич. уровней: сетей высокого (среднего) давления и сетей низкого давления. Первые выполняют кольцевыми, резервиров. с тупиковыми ответвлениями к потребителям. Необходимый резерв как структурный, так и транспортный определяют расчетом. Надежность сети также рассчитывают с помощью излож. выше показателей. Вторые на надежность не рассчитывают, но в схему сети и структуру диаметров закладывают принципы, обеспечивающие надежность ее функционирования. Схему сети низкого давления проектируют с кольцеванием осн. газопроводов. Питают сеть от нескольких газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), которые по низкой ступени давления объединяют газопроводами, выполняющими функции резервных связей.

Нормирование второго детерминиров. показателя надежности Кп осуществляется для каждого города отдельно исходя из конкретного анализа его потребителей.

Список литературы

1. СНиП 2.04.08-87 Газоснабжение. Госстрой СССР.-М: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-64с.

2. СНиП 2.04.05-91 Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР .- М: Стройиздат, 1983. -136 с.

3. Ионин А.А. Газоснабжение. -М: Стройиздат, 1989. -439 с.

4. Филатов Ю.П., Клоков А.А., Марухин А.И. Системы газоснабжения: Учебное пособие.-Н. Новгород, 1993. -97 с.

5. Правила безопасности в газовом хозяйстве. Госпроматомнадзор СССР. -М: Недра, 1991. - 141 с.

6. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. -Л: Недра, 1990. -762 с.

7. Энергетическое топливо СССР. Справочник. -М: Энергоатомиздат, 1991. -184 с.

8. Курилов В.К. Расчет систем газоснабжения городов и населенных пунктов: Учебное пособие. -Редакционно-издательский отдел Ивановской архитектурно-строительной академии, 1998. -86 с.

Размещено на Allbest.ru