Содержание к диссертации
Введение
I. АНАЛИЗ ГЛАВНЬК ФАКТОРОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПАРКА ДИЗЕЛЬНЫХ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 7
1.1. Основные определения и характеристика парка . 7
1.2. Влияние главных факторов эксплуатации на процесс функционирования парка дизельных судовых энергетических установок 11
1.3. Основные методы исследования сложных систем. 26
1.4. Обоснование метода исследования и управления процессом функционирования парка дизельных судовых энергетических установок $0
1.5. Выводы 36
II. ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИ РОВАНИЯ ПАРКА ДИЗЕЛЬНЫХ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 39
2.1. Основные положения и допущения при построении модели 39
2.2. Программа моделирования на ЭВМ А 9
2.3. Расчет фактических и ожидаемых ресурсов работы дизельных СЭУ до предельно допустимого состояния. 56
2.4. Методика и математические модели расчета средних наработок дизельных СЭУ за навигацию ->9
2.5. Особенности расчета и обоснование потребности в дизельных СЭУ для ремонтноксплуатационных нужд. ^2
2.6. Выводы 69
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРО ЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПАРКА ДИЗЕЛЬНЫХ СУДОВЫХ ЭНЕР ГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 70
3.1. Проверка модели процесса функционирования на адекватность и чувствительность 70
3.2. Система сбора и обработки информации о наработке дизелей до предельно допустимого состояния 74
3.3. Моделирование динамической системы g-j
3.4. Показатели качества процесса функционирования ОД СЭУ 92
3.5. Оценка качества процесса функционирования по данным цифрового моделирования 9 4
3.6. Выводы
ІV. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ ПАРКОМ ДИ ЗЕЛЬНЫХ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ІСИ
4.1. Установление прогрессивных сроков службы судовых дизелей до капитального ремонта и списания .
4.2. Расчет средней наработки дизельных СЭУ за навигацию
4.3. Оптимизация нормативов технического резерва дизельных СЭУ
4.4. Выбор оптимальной стратегии управления ЦЦ СЭУ
4.5. Выводы ЛИ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Основные определения и характеристика парка
- Основные положения и допущения при построении модели
- Проверка модели процесса функционирования на адекватность и чувствительность
- Установление прогрессивных сроков службы судовых дизелей до капитального ремонта и списания
Основные определения и характеристика парка
Парк энергетических установок речных судов сформирован, в основном, из дизелей отечественного производства, комбината (Ж -ГДР и фирмы ЧВД - ЧССР. В рабочем парке дизели отечественного производства составляют по количеству 68 и по мощности - 51%. Диапа н зон частоты вращения колечатых валов дизелей находится в пределах
275-1750 мин , а мощности в пределах 7-1620 кВт.
Парк дизельных СЭУ МРФ РСФСР по состоянию на 01.01.82 г. состоит из 38 типов, 85 модификаций в количестве свыше 30 тыс. ед. От всего рабочего парка главные дизельные СЭУ составляют по количеству 57 мощности - 87%, удельная мощность (средняя отнесенная на один дизель) равна 188 кВт, на 01.01.62 г она равнялась ,161 кВт.
Высокий уровень рентабельности судов речного флота будет обеспечен в том случае, если главные и вспомогательные двигатели будут иметь:
высокую надежность, долговечность, экономичность и эксплуатационную технологичность;
способность работать на тяжелых сортах топлив без снижения назначенных ресурсов работы (достигнутых при работе на дизельном топливе), при стабильности или даже сокращении трудоемкости работ по техническому обслуживанию и ремонту;
топливную экономичность на уровне 200-220 г/кВт ч.;
ресурс работы до первого текущего ремонта (первой переборки) 12-14, капитального - 50-70 тыс.ч.;
pecypc непрерывной работы дизелей высокой оборотности не менее 0,3, повышенной оборотности - 0,6 и средней оборотности -1,0 тыс.ч.
В решении рассмотренных задач, а также в вопросах производства высокоэффективных дизелей нужного типоразмера и в экономически обоснованных количествах, обеспечения эксплуатационников качественной документацией по технической эксплуатации ведущая роль отводится отечественному дизелестроению. К сожалению в этих вопросах есть существенные недоработки, некоторые из них рассматриваются ниже.
Своевременная замена дизелей физически изношенных и морально устаревших новыми типами и марками,с лучшими показателями по надежности и экономичности снижает расходы на содержание парка дизелей в эксплуатации, а также обеспечивает высокую работоспособность транспортного флота. Но вопросы замены дизелей не всегда находят положительное решение. Так, например, в эксплуатации находится около двух тысяч дизелей производства ГДР мощностного ряда 200-600 кВт, которые выработают назначенный полный ресурс в течениеє II и 12 пятилеток. Замена дизелей этой группы не будет произведена в связи с переходом комбината на производство нового типоразмера, а отечественная промышленность для речных судов не выпускает дизели с указанным диапазоном мощности.
В целях обеспечения работы транспортного флота МРФ РСФСР будет вынуждено эксплуатировать дизели, выработавшие полный срок службы, имеющие низкие показатели надежности и экономичности.
Создание и производство на предприятиях Минтяжмаша дизелей указанного мощностного ряда и обеспечение речной отрасли ими является необходимой и важной народно-хозяйственной задачей.
Основные положения и допущения при построении модели
Для своевременного принятия управленческого воздействия, рассматриваемая динамическая модель процесса функционирования ЦЦ СЭУ должна обеспечивать:
учет баланса и основных характеристик парка;
анализ изменения структуры парка и фактического технического состояния, тенденции его изменения в функции наработок и принятой схемы капитальных ремонтов;
расчет объемов капитального ремонта и потребности в дизельных СЭУ для РЭН.
На рис. 2.1. представлена структурная схема парка дизельных СЭУ, на основании которой разработана графическая модель-граф состояний процесса функционирования ЦЦ СЭУ, рис. 2.2.
В графическую модель не включены состояния дизелей среднего ремонта, потому что при среднем ремонте дизели не выгружаются с судов МРФ, следовательно, замена их не производится.
В целом, размеченный граф состояний достаточно полно имитирует реальный процесс функционирования парка дизелей СЭУ судов речного флота.
В процессе функционирования эксплуатирующийся парк дизельных СЭУ имеет 12 состояний:
1 - новые дизели резерва - R ;
2 - дизели резерва, после первого капитального ремонта - ZR-, ;
3 - дизели резерва, после второго капитального ремонта -ZR2 »
4 - дизели резерва, после третьего капитального ремонта 2R3 »
Проверка модели процесса функционирования на адекватность и чувствительность
Проверка динамической модели представляет собой процесс, в ходе которого выявляется уровень уверенности в том, что любой вывод о поведении реальной системы, сделанный на основе моделирования, будет правильным. Проверка должна быть нацелена на справедливость структуры динамической модели и на ее функциональную полезность [92, I56J .
Для того, чтобы проверка динамической модели была более строгой в научном отношении, ручное и машинное моделирование производилось на реальных данных, различных по классу типов дизельных СЭУ и сравнительно за продолжительный период функционирования, Ь экспериментах рассмотрены: парк дизельных СЭУ марки 6ЧРН 32/48 за 19 лет, марки 6ЧР 32/48 за 27 лет, марки 6ЧСПН 18/22 за 7 лет, марки 6ЧІ2/І4 за б лет и марки І2ЧСН 18/20 за 10 лет функционирования, в течение которых сохранялись относительно стабильными показатели ресурса работы их до предельно допустимого состояния.
При ручном и машинном моделировании прогон динамической модели производился поочередно при постоянных значениях сроков службы, продолжительности капитального ремонта и средней наработки за навигацию рассматриваемых марок дизельных СЭУ.
Значения средних наработок за навигацию, а также сроков службы и продолжительности капитального ремонта рассматриваемых марок дизельных СЭУ, при которых получена наилучшая сходимость данных ручного и машинного моделирования, приняты в качестве номинальных для последующих экспериментов (табл. 3.1).
Установление прогрессивных сроков службы судовых дизелей до капитального ремонта и списания
Для сбора и систематизации данных о наработке дизелей до предельно допустимого состояния автором были разработаны и направлены в пароходства соответствующие формы, приложение б.
Начиная с навигации 1977 года пароходствами ежегодно представляются в Главфлот МРФ сведения о наработке дизелей в докладах по технической эксплуатации флота за прошедшую навигацию.
Первая обработка статистических данных о наработках дизелей была произведена в 1978 г. На основании анализа данных о наработках дизелей различных марок по пароходствам были разработаны "Временные нормы межремонтных периодов работы судовых дизелей", которые утверждены и введены в действие заместителем министра речного флота РСФСР т. Трофимовым В.В. 23 мая 1978 года, приложение.7.
Документом были установлены сроки службы до среднего и капитального ремонтов для 54 основных марок дизельных СЭУ.
Обобщенные и систематизированные данные о наработках дизельных СЭУ, а также "Временные нормы ..." опубликованы в обзорной информации ЦБНТИ МРФ [l02] .
В период 1980-1982 годов статистические данные о наработках дизелей до предельно допустимого состояния обрабатывались на ЭВМ, в результате "Временные нормы межремонтных периодов работы судовых дизелей" были переработаны и дополнены ресурсом работы до первой переборки и списания, кроме того по дизелям марки б и 8ЧРН 32/48 срок службы был увеличен до среднего ремонта с 15 до 18 тыс.ч., до капитального с 28 до 32 тыс.ч.
С целью выявления возможных вариаций ресурсов работы дизелей до капитального ремонта и списания по различным пароходствам, статистические данные о наработках собраны, обработаны и сведены в табл. 4.1.
Анализ приведенных в табл. 4.1 данных показал, что фактические ресурсы работы дизелей одной марки в различных пароходствах существенно различаются, как по значениям ресурсов, так и по форме распределения, характеризующегося показателем " 6 ". Следовательно, для расчета потребности в дизельных СЭУ для РЭН с высокой точностью, необходимо производить сбор статистических данных о наработке дизелей до предельно допустимого состояния непрерывно, по каждой марке дизеля и во всех пароходствах.
Решение данной задачи требует создания в МРФ автоматизированной системы анализа и прогноза технического состояния парка дизелей судов речного флота.
На создание и внедрение автоматизированной системы сбора и обработки статистических данных о наработке дизелей до предельно допустимого состояния потребуются годы, поэтому для расчета показателей долговечности дизелей в динамической модели процесса функционирования ЦЦ СЭУ применена следующая методика.
По дизелям средней, повышенной и высокой оборотности в качестве восьмидесяти процентного ресурса работы до капитального ремонта и списания приняты сроки службы дизелей, установленные МРФ для каждой конкретной марки.
