Анализ и расчет надежности и рисков системы газоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Надежность является одним из важнейших комплексных свойств качества сложных технических систем, отказ которых может привести к авариям и чрезвычайным происшествиям. По международному стандарту ИСО (ISO, International Organization for Standardization) качество - это совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности. Надежность - специфическое свойство, поскольку это свойство проявляется только в эксплуатации и на всем ее периоде. Надежность - это качество объекта, развернутое во времени. Основные вопросы, которые изучает теория надежности, отказы технических элементов и систем, в целом, критерии и количественные характеристики надежности, методы анализа и повышения надежности элементов и систем на этапах проектирования, изготовления и эксплуатации, методы испытания технических средств на надежность, методы оценки эффективности мероприятий по повышению надежности.

Теория надежности как наука исследует влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на уровень надежности изделия. Математические методы, используемые в теории надежности, базируются на теории вероятностей и математической статистике, поскольку каждый конкретный отказ есть событие случайное, появление которого не может быть точно предсказано заранее.

Необходимость установления и исследования закономерностей, характеризующих надежность технических устройств, желание получать количественное описание характеристик их надежности привели к созданию теории надежности.

Изучением закономерностей, свойственных случайным событиям, занимается теория вероятностей. Характеристики случайных событий на практике определяются на основе массовых наблюдений, а объективно обоснованная оценка получаемых при этом статистических материалов основывается на методах математической статистики. Надежность одновременно является важным и самостоятельным научным направлением.

По общепринятому определению (ГОСТ 27.002-89), надежность - это свойство изделия (объекта) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Цель курсовой работы ? анализ и расчет надежности и рисков системы газоснабжения.

Задачи курсовой работы:

ознакомится с технической системой газоснабжения;

рассчитать показатели надежности системы газоснабжения при наработке на отказ 32000 часов;

построить дерево неисправностей системы газоснабжения;

произвести расчёт риска травмирования работников;

произвести оценку эффективности мероприятий по снижению риска травмирования работников.

1. Описание системы газоснабжения

Рассматривается типовая схема газоснабжения цехов, изображенных на рисунке 1.

Рисунок 1 - Типовая схема газоснабжения цехов, участков или мастерских пропаном стационарных рабочих (сварочных) постов:

1 - сухой затвор; 2 - шкаф ввода пропана с запорным вентилем и манометром; 3, 4 - газоразборные посты.

Кислород (К) поступает к стационарным рабочим постам, расположенным в цехе (помещения) по газопроводу от кислородной установки, газификатора или перепускной рампы. Пропан (П) подается по газопроводу от пропановой установки, стационарного генератора или перепускной рампы (непосредственно в цеховой газопровод). При применении других источников питания пропаном на входе пропанопровода в цех, а также на всех ответвлениях газопровода, от которых питаются несколько постов, устанавливается центральный (групповой) предохранительный жидкостной или сухой затвор 1.

Тип затвора выбирают в зависимости от давления и расхода пропана. Непосредственно за затвором (по ходу газа) на вводе газа в цех устанавливается шкаф 2 ввода пропана с запорным вентилем и манометром, которые должны располагаться в доступном и удобном месте. Запорные вентили должны устанавливаться также на цеховых ответвлениях пропанопроводов, предназначенных для подачи пропана на отдельные участки цеха.

К пропанопроводу должен быть присоединен через сбросной вентиль трубопровод для сброса продувочных газов в атмосферу. Сбросной трубопровод должен быть не менее чем на 1 м выше конька перекрытия. Аналогично к кислородопроводу присоединяется сбросной трубопровод через сбросной вентиль. На входе кислородопровода в цех также должна устанавливаться запорная арматура на каждом ответвлении внутрицеховой разводки газопроводов. Высота прокладки пропанопровода над полом должна быть не менее 2,2 м, а кислородопровода - не менее 8 м. Кислородопровод должен прокладываться не менее чем на 250 мм ниже пропанопровода (при параллельном их расположении). Расстояние между газопроводами при их пересечении должно быть не менее 100 мм.

В местах потребления газов на газопроводах пропана и кислорода должны быть установлены газоразборные посты 3 и 4, в состав которых входят соответствующие запорные, регулирующие и предохранительные устройства, обеспечивающие нормальную работу огневой аппаратуры.

Оценка возможности отказа или безотказной работы отдельных элементов технических систем производится на основе статистических данных по интенсивности их отказа. Наработка на отказ составляет 32000 ч. Значения интенсивности отказов приведены в табл. 1.

2. Расчет показателей надежности системы газоснабжения

Наработка системы на отказ t = 32000 ч.

Рассчитаем вероятность безотказной работы одного из элементов:

Рассчитаем вероятность отказа элемента по следующей формуле:

Результаты расчетов всех элементов представлены в таблице 1

Таблица 1 - Результаты расчета надежности газоснабжения

Определение безопасности оборудования достаточно сложный процесс. Существует множество способов, но наиболее часто используемым является метод «дерева неисправностей».

Предлагаемые мероприятия по повышению надежности всей рассматриваемой системы в общем является:

сокращение времени непрерывной работы;

выбор наиболее надежных элементов.

Наименьшая вероятность безотказной работы по данным таблицы 1 в механической части системы. Для повышения безотказной работы механической части системы необходимо обеспечить резервирование топливоподачи, т.е. в случае отказа (аварий) основной топливоподачи, переключали бы на резервный.

Резервное топливное хозяйство - комплекс оборудования и устройств, предназначенных для хранения, подачи и использования резервного (аварийного) топлива.

3. Расчет вероятности отказа и вероятности безотказной работы системы газоснабжения

Расчет вероятностей возникновения неисправностей производится по формулам:

- если отказ зависит от возникновения одного из n событий;

- если отказ зависит от одновременного возникновения n событий.

P - вероятность возникновения события.

Рассчитаем вероятность события И:

Рассчитаем вероятность события Г:

Рассчитаем вероятность события Д:

Рассчитаем вероятность события Б:

Рассчитаем вероятность события Е:

Рассчитаем вероятность события Ж:

Рассчитаем вероятность события В:

Рассчитаем вероятность события А:

Результаты расчета вероятностей возникновения неисправностей представлены в таблице 2.

неисправность надежность отказ газоснабжение

Таблица 2 - Результаты расчета вероятностей возникновения неисправностей

На основании анализа вероятности отказа системы газоснабжения на предприятии для наработки t = 32000 ч можно сделать вывод, что заданная система является надежной. Дерево неисправностей используют для анализа сложных систем, включающих несколько функционально связанных или зависимых подсистем, что особенно удобно в случаях, когда системный проект требует сотрудничества нескольких специализированных групп проектировщиков.

4. Расчет риска травмирования работников

Исходные данные для выполнения расчета представим в виде таблицы 3.

Таблица 3 - Вероятность событий, приводящих к причинению ущерба здоровью электрогазосварщика

На основании данных таблицы 3 производим расчет риска причинения вреда здоровью

Таким образом, риск причинения вреда здоровью Профессиональная деятельность газоэлектросварщика относится ко второй категории безопасности как относительно безопасная работа.

Заключение

В работе был произведен расчет показателей надежности, безопасности и риска функционирования структурно сложных системных объектов на основе выявления причинно-следственных связей между случайными событиями, приводящих к отказам технической системы, и оценки риска на основе вероятностного метода анализа.

Меры по снижению риска здоровью электрогазосварщика должны заключаются в:

применении СИЗ защиты головы, лица, глаз и поверхностей тела (каска защитная, лицевые щитки, защитные очки, спецодежда);

контроль исправности защитной изоляции сварочных кабелей, электросварочного аппарата, защитных блокировок и предохранительных устройств;

применении предупредительных обозначений и надписей;

соблюдении требований инструкции по ОТ для электрогазосварщика.

Организационно-технические мероприятия заключаются в:

организации служб и комиссий по охране труда на предприятиях и организациях в целях планирования работы по охране труда, а также обеспечения контроля за соблюдением правил охраны труда;

организации обучения руководителей и персонала;

информировании работников о наличии (отсутствии) вредных и опасных факторов;

аттестации рабочих мест, а также в целях устранения или уменьшения степени воздействия негативных факторов проведении мероприятий по внедрению новых безопасных технологий, использованию безопасных машин, механизмов и материалов;

повышении дисциплины труда и технологической дисциплины и т.д.

Список использованных источников

1. Луговцова Н.Ю. Надежность технических систем: методические указания к выполнению курсовой работы на тему «Анализ и расчет надежности технической системы» для студентов очной формы обучения / Н.Ю. Луговцова; Юргинский технологический институт. ? Юрга: Изд-во Юргинского технологического института, 2019. ? 25 с;

2. Лайтинен Х. Пособие по наблюдению условий труда на рабочем месте в промышленности. Система Элмери [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://base.safework.ru/safework?doc&nd=444400013 Дата обращения 01.03.2022;

3. Оценка вероятности возникновения опасных ситуаций: метод. указания / сост. Э.А. Гомзиков. - СПб.: С.-Петерб. речной гос. ун-т водных коммуникаций, 1999. - 15 с.;

4 Сборник задач по теории надёжности / А.М. Половко [и др.]; под ред. А.М. Половко. - М.: Сов. радио, 1972. - 408 с.

Размещено на Allbest.ru