показывает опыт эксплуатации, время наработки на отказ для элементов системы газоснабжения значительно (примерно на четыре поряд-

ка) больше среднего времени восстановления, поэтому коэффициент готовности практически равен единице и для оценки надежности элементов газораспределительных систем, как правило, не используется.

бопроводов при их сооружении и эксплуатацииД. ля надежности конструкции трубопроводов критерием отказа является достижение предельного состояния, которое приводит к разрушению. За меру надежности принимается ненаступление ни одного из возможных предель-

6.2. Вероятностный анализ отказов газопроводов и оборудования

В соответствии с теоретическими положениями [16, 21] разработан метод оценки конструктивной надежности промысловых тру-

ных состояний при заданных условиях сооружения и эксплуатации промысловых тру опроводов.

Сляются внешние воздействия, которые отличаются большим разнообразием и требуют дополнительного анализа для эффективного их устранения.

Классификация повреждений газопроводов и их оборудования приведена в табл. 6.2 [2, 6].

123

Таблица 6.2

Классификация повреждений и отказов элементов газовых распределительных сетей среднего и высокого давления

124

Все повреждения элементов газовых сетей условно можно разделить на две группы: 1) повреждения, приводящие к отказу элемента и требующие его отключения для производства ремонта; 2) мелкие повреждения, которые могут быть ликвидированы без снижения давления газа и отключения участка (т.е. не приводящие к отказу). К первой группе повреждений относятся: трещины в сварных швах газопроводов и их разрывы; сквозные коррозионные повреждения труб размером примерно более 5 мм; трещины в корпусах задвижек и пробковых кранах; отрывы фланцев; утечки в фланцевых соединениях, требующие замены прокладок; разрывы сварных швов и коррозионные повреждения линзовых компенсаторов и корпусов конденсатосборников; разрывы газопроводов и оборудования, вызванные механическими повреждениями. Ко второй группе повреждений относятся: несквозные коррозионные повреждения в виде каверн; мелкие

ков, которые представляют собой графическое изображение составляющих всей распределительной системы и связей между ними. В теории надежности известны два способа построения структурных схем надежности: с использованием теории графов и последователь- но-параллельных структур. На основе структурных схем разрабатываются расчетные схемы надежности и соответствующие математиче-

125

ские уравнения, количественно характеризующие надежность многоступенчатой системы газоснабжения и составляющих ее элементов. С помощью структурных схем надежности можно аналитически определить наиболее ответственные элементы (узлы, устройства, оборудование), которые играют определяющую роль в надежном функционировании всей системы газоснабжения или отдельного участка. Отдельные элементы в распределительной системе газоснабжения могут быть соединены последовательно, параллельно и смешанно.

При последовательном соединении элементов отказ в работе любого из них приводит к отказу всей системы или участка. Вероятность безотказной работы системы с последовательным соединением элементов равна произведению вероятностей безотказной работы

го элемента не ведет к отказу других исправныхДэлементов и системы в целом. Все элементы системы работают независимо друг от друга, и необходимым условием возникновения отказа всей системы является одновременный отказ в ра оте всех элементов. Вероятность безотказной работы такой системы определяется выражением

дов; кольцеванием сетей; секционированием газопроводов на участки. Линейные участки газопроводов распределительной системы и ее составляющие элементы с точки зрения надежности соединены по-

126

следовательно. По своей структуре и конструктивному исполнению такие системы являются системами с жесткой связью и не подлежат ни временному, ни функциональному резервированию.

Временное резервирование – метод повышения надежности

Функциональное резервирование – метод повышения надеж-

ности системы, предусматривающий использование способности элементов выполнять дополнительные функции вместо основных или наряду с ними.

Поэтому укрупненные элементы резервируют секционированием всей линейной части газовой сети на отдельные участки, дублированием и кольцеванием.

Газорегуляторные станции и пункты представляют собой само-

стоятельные элементы распределительных систем, их работа отличается от работы газопроводов и оборудования (при работе которых из-

раниченное число потре ителейА. При секционировании сокращается ущерб при отключении потре ителей от системы газоснабжения, однако увел ч вается кол чество отключающих устройств, что приво- д т к сн жен ю надежности системы газоснабжения.

торой требуется проведение ремонтных работ (с отключением элемента из системы). Последовательность отказов элемента во времени составляет поток отказов.

127

Уровень надежности системы обосновывается техникоэкономическими расчетами в результате сравнения ущерба от отказов системы с дополнительными затратами, которые требуются для повышения надежности.

Различные категории потребителей имеют различную надежность газоснабжения, определив которую можно получить значения вероятностей безотказной подачи газа. полученных значений и будет характеризовать надежность системы газоснабжения. В кольцевой сети при отключении (отказе) любого участка газоснабжение потребителей не прекращается. К отказу приводит только одновременное отключение двух и более участков или отказ запорной ар-

128

Этой вероятностью характеризуется отказ всех участков сети, включая два головных, но ущерб от их отказа будет гораздо больше. Поэтому в данном случае надежность сети следует оценивать коэф-

где qi – вероятность i-й аварийной ситуации; ∆Мi – недоотпуск газа при i-й аварийной ситуации, м3/ч; М – количество газа, поступающего в сеть, м3/ч; k – число аварийных ситуаций.

Коэффициент надежности будет больше вероятности безотказной работы сети, которую рассчитывают в предположении равноценности ущерба от отключения любых участков, а коэффициент надежности учитывает снижение ущерба при отказе только неголовных участков сети. Коэффициент отказов однокольцевой сети, учитывающий вероятность отказа только двух участков с учетом неравноцен-

показывают конкретные расчеты надежности кольцевой сети, однокольцевая схема достаточно надежна как для средних, так и для больших городов.

тупиковых газовых сетей представляет собой последовательное соединение участков газопроводов, отказ участка приводит к отказу системы или ее части, так как она не имеет дублирующих и резервирующих элементов. К полному отказу системы приведет отказ головного участка, а при отказе других участков прекратится подача газа только к части потребителей. Другими словами, к полному или частичному отказу системы приводит отказ любого участка.

129