Содержание к диссертации
АННОТАЦИЯ. 5
ОБОЗНАЧЕНИЯ.. 6
ВВЕДЕНИЕ 12
1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. ...18
1.1. Вероятностно-статистические методы оценки надежности СТС. 22
1.1.1. Выводы по обзору вероятностно-статистических методов 29
1.2. Экономические методы оценки надежности СТС 29
1.2.1. Выводы по обзору экономических методов 38
1.3. Аналитические методы оценки надежности. 38
1.3.1. Выводы по обзору аналитических методов 42
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СТС В КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ИХ ОТКАЗОВ 43
2.1. СТС - магистраль №1 от РТС «Северная» 44
2.1.1. Описание рассматриваемой системы 44
2.1.2. Методика проведения изысканий 49
2.1.3. Эксплуатационные сведения и параметр потока отказов 49
2.2. Система теплоснабжения от котельной «Дюнная», г. Калининград 54
2.3. Система теплоснабжения жилого массива пос. А. Космодемьянского от котельной птицефабрики «Прибрежная» (ОАО «Калининградптицепром»), г. Калининград 58
2.4. Система теплоснабжения жилого поселка от котельной завода «Кварц», г. Калининград 63
2.5. Система теплоснабжения г. Советска. 68
Введение к работе
Актуальность проблемы. За последние годы наблюдается стойкая тенденция к снижению надежности теплоснабжения, что является причиной большого количества аварий, приводящих к перерасходу тепловой энергии, теплоносителя, большим капиталовложениям и затратам труда, а также негативным социальным последствиям.
Системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) являются системами, обслуживающими человека, наиболее уязвимым элементом в которых являются трубопроводы. Необходимость бесперебойной работы обусловливает важность исследования надежности теплоснабжающих систем. Отказ этих систем приводит к нарушению нормальных условий жизни и работы людей, повреждению смежных систем, сбой в ряде технологических процессов.
і Тепловые сети имеют сложную разветвленную структуру и значительную протяженность. Для сети характерны наличие существенных различий в требованиях к надежности теплоснабжения со стороны потребителей разных категорий, неравномерность процессов потребления теплоты, разнообразие технических средств обеспечения надежности.
Современные СЦТ представляют собой сложные многоуровневые системы, на общую надежность влияет надежность каждого структурного уровня.
Проблема надежности теплосетей изучается с 60-х годов и интерес к ней постоянно растет. Усиливает значимость этого вопроса смежность с такими важнейшими отраслями как энергосбережение и безопасность жизнедеятельности. К наиболее известным следует отнести работы Ковылянского Я.А., Соколова Е.Я., Ионина А.А., По-пырина Л.С, Сенновой Е.В., Сидлер В.Г., Меренкова А.П., Сумарокова СВ. и других учёных. Видение проблемы различными автора ми; как правило, не имеет коренных отличий, они дополняют друг друга. Подавляющее большинство авторов придерживаются обычной вероятностной модели надежности.
В большинстве случаев при проектировании используются эмпирические методы оценки надежности, связанные с опытом эксплуатации.
Суть проблемы состоит в том, что существует ряд показателей надежности, которые в достаточной степени проработаны и определены лишь для крупных городов СНГ. В связи со своим географическим положением Калининградская область имеет два важных отличия от остальных регионов РФ - это территориальная изоляция и сравнительно молодой возраст области как части РФ. Отсюда про-блема крайней недостаточности статистики эксплуатации трубопроводов, повышенная чувствительность области к различного рода экономическим проблемам, отношениям с соседними государствами. Несмотря на мягкость климата системы трубопроводов подвержены многим другим отрицательным воздействиям, например, повышенной.влажности.
Таким образом, вопрос надежности тепловых сетей является одним из важнейших и актуальных научно-практических задач развития энергетического комплекса.
Цель работы.
Сбор и анализ статистических данных по отказам теплосетей.
Анализ методик определения надежности и прогнозирования потока отказов для систем теплоснабжения малой мощности, работающих в состоянии износа.
Разработка методики прогнозирования параметра потока отказов с учётом совместного воздействия разрушающих факторов.
Разработка методики расчёта рационального расположения аварийно-восстановительной службы, которая позволит снизить время локализации аварий и затраты на транспортировку людей и механизмов.
Для достижения указанной цели были решены следующие задачи.
Собран статистический материал по повреждениям трубопроводов шести ТС Калининградской области.
Проведен анализ результатов расчета надежности сетей теплоснабжения по различным методикам.
Проведен расчет рационального места расположения бригады аварийно-восстановительной службы на двух объектах г. Калинин-града.
Разработана методика прогнозирования параметра потока отказов с учетом условий эксплуатации трубопровода и типа теплоизоляции. Реализована на ЭВМ.
Научная новизна.
Уточнена физико-математическая модель формирования параметра потока отказов теплопроводов с учётом воздействия отдельных разрушающих факторов и их совокупности.
Разработана инженерная методика прогнозирования параметра потока отказов с учетом местных грунтовых условий и типа теплоизоляции.
Предложена расчётная методика рационального расположения аварийно-восстановительной службы на теплосетях с учётом износа.
Практическая ценность работы.
Учтено влияние грунтовой коррозии и коррозии в результате воздействия блуждающих токов на параметр потока отказов, проведена количественная оценка.
Разработанная методика прогнозирования отказов теплосетей определяет уровень надёжности теплопроводов на стадии проектирования, что позволяет повышать его при разработке мероприятий по снижению воздействия рассмотренных разрушающих факторов.
Полученные результаты используются при эксплуатации сетей для прогнозирования повреждений трубопроводов и разработки графиков планово-предупредительных ремонтов.
Рациональное расположения базы аварийно-восстановительной службы позволит сократить время ликвидации аварий, уменьшить возможный ущерб, снизить затраты на транспортировку людей и механизмов до места аварии, экологический ущерб, непроизводительные расходы теплоносителя.
Реализация работы.
Диссертация выполнена в Калининградском Государственном техническом университете в рамках госбюджетной научно-исследовательской работы.
Разработанные инженерные методики приняты и внедрены в работу эксплуатационных организаций: МУП «Калининградтепло-сеть», ТОО «Теплотранзит», проектного института АООТ «Калинин-градпромпроект».
Разработанная методика прогнозирования параметра потока отказов проверена на реальных данных. Погрешность прогноза до 13%.
. Компьютерная программа на базе этой методики, написанная на языке программирования Object Pascal, используется в названных организациях.
Методика и результаты расчёта рационального расположения аварийно-восстановительной службы приняты АООТ «Калининград-промпроект» для использования при проектировании новых объектов. Методика имеет компьютерную реализацию на пакете MathCAD.
Апробация работы. Вопросы диссертации докладывались на научно-практической конференции «Энерго- и ресурсосбережение как фактор социально-экономического развития регионов центрального федерального округа» в 2003 г., ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)», г. Смоленск; на международной научной конференции, посвященной 90-летию высшего ры-бохозяйственного образования в России «Инновации в науке и образовании - 2003» в 2003 г., КГТУ, г. Калининград.
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ.
Объем и структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения и приложений. Работа изложена на 143 страницах основного машинописного текста и 23 страницах приложений, содержит 34 рисунка и 39 таблиц. Список использованной литературы содержит 213 источников.
На защиту выносятся следующие .результаты выполненной работы.
1. Уточнение физико-математической модели формирования потока отказов теплопроводов в процессе эксплуатации.
2. Инженерная методика прогнозирования параметра потока отказов, созданная на базе уточнённой физико-математической модели.
3. Методика рационального расположения аварийно-восстановительной службы на теплосетях.
