Контрольные задачи

Задача 1

На рис. 1 представлена схема системы контроля и защиты емкости от разрыва при избыточном давлении, которая работает следующим образом.

Для пуска нажимают (и отпускают) кнопку 9 (контакты реле времени 8 и давления 5 замкнуты). При этом срабатывают реле 6, 7 и своими контактами блокируют кнопку 9 и включают насос 2. Насос отключается при достижении заданного давления в емкости (размыкаются контакты реле давления 5 и обесточивается реле 7) или при срабатывании реле времени 8, которое автоматически устанавливается при каждом пуске. После отключения насоса уровень жидкости уменьшается, затем снова происходит пуск насоса и т.д.

Возможные аварийные ситуации:

1. Неуправляемый, бесконтрольный процесс, Т.е. закачивание жидкости до разрыва емкости;

2. Утечка горючей жидкости из емкости с конечным (головным) событием - пожаром;

3. Не запускается насос с конечным событием – остановка технологической линии.

Указания к решению задач:

1. Построить возможные деревья отказов для аварийной ситуации 2-го или 3-го вида (по выбору);

2. Используя данные таблицы 2 и 3, дерево отказов для аварии «разрыв емкости» (рис.2) рассчитать вероятность головного события А. Определить критичность события А для двух контрмер, подсчитать новое значение критичности и по критерию затраты/прибыль сопоставить эти контрмеры [3].

При оценке последствий принять, что для I категории потери составляют 1∙10⁶ руб/млн.чел.ч.; для II - 1∙10⁵ руб/млн.чел.ч.; III - 1∙10⁴ руб/млн.чел.ч.

Таблица 2

Значения вероятностей Р исходных событий Р∙10-5						Количество последствий разной категории (1. 2, 3)
Рв	РЕ	РG	PH	PI	PK		1	2	3
3	40	1.5	90	8	3		10	3	1

Таблица 3

№ п.п.	Вид контрмеры	Затраты Z на реализацию Z∙103, руб/млн.чел.ч.	Новое значение вероятности отказа
1	Увеличение прочности емкости	350	Уменьшение на порядок
2	Повышение надежности: Реле давления 7 Реле времени 8 Кнопки 9	120 120 100	То же То же То же

А. Пожар.

И

С. Утечка горючей жидкости

В. Наличие искры

или

D. разгерметизация насоса

Е. Разгерметизация емкости

или

G. Чрезмерное давление

Н. Ошибка оператора

или

I Отказ электродвигателя насоса k. Отказ реле давления 5

Рассчитаем вероятность головного события А для разрыва емкости:

Для двух контрмер подсчитаем новое значение критичности и по критерию затраты/прибыль сопоставим эти контрмеры.

Таблица 3

№ п.п.	Вид контрмеры	Затраты Z на реализацию Z∙103, руб/млн.чел.ч.	Новое значение вероятности отказа
1	Увеличение прочности емкости	350	Уменьшение на порядок
2	Повышение надежности: Реле давления 7 Реле времени 8 Кнопки 9	120 120 100	То же То же То же

Определим критичность события

С_А=Р_А∙Е_А

Р – вероятность головного события;

С – ожидаемые потери, связанные с появлением головного события в течение данного интервала времени или данной единицы трудоемкости.

– ожидание потери

P_i – вероятность появления последствий i-го класса при появлении головного события;

N – число классов последствий различной серьезности;

U_i – потери, связанные с i-м классом последствий.

n₁=10 n₂=3 n₃=1

N=n₁+n₂+n₃=10+3+1=14

Определим новые значения критичности для контрмеры 1:

Определим прибыль от контрмеры 1:

Подсчитаем коэффициент затраты/прибыль

Определим новое значение критичности для контрмеры 2:

Определим прибыль от контрмеры 2:

Подсчитаем коэффициент затраты/прибыль

Затраты для контрмеры 1 составят 350∙10³ руб./млн.чел.-ч., а для контрмеры 2 - 340∙10³ руб./млн.чел.-ч.

При этом прибыль от контрмеры 2 выше, в связи, с чем принимается контрмера 2.

Задача 2

Параметры	Значения
Марка электрода	АНО-3
Расход электродов кг/ч	2
Расход удаляемого воздуха м3/ч	2000