3. Методы снижения ущерба при отказах объектов промышленной энергетики

Снижение ущерба при отказах объектов промышленной энергетики можно обеспечить различными способами. Один из общепринятых -применение более надежных элементов в сочетании с резервиро­ванием наиболее ответственных узлов и звеньев технической системы. Резервирование может потребовать внедрения ре­жимных мероприятий для повышения управляемос­ти, чтобы в состоянии отказа перераспределять потоки энергии и обеспечивать выполнение нормативов надежности. Нерезервированные элементы должны иметь такие показатели, при которых выход их из строя не повлек бы за собой полного отказа всей системы.

Объекты промышленной энергетики имеют ряд свойств, важных для учёта предполагаемого ущерба и разработки мероприятий по его предотвращению:

• большое число взаимосвязанных и взаимодейству­ющих элементов;

• сложность выполняемой функции;

• иерархическую структуру, возможность деления системы на подсистемы;

• наличие управления, интенсивных потоков информационной сети;

• взаимодействие с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов.

Первоначально количественную оценку надежности и безопасности многих энергетических объектов связывали с расчетами ущербов от аварий, наносимых народному хозяйству страны и здоровью населения. Однако этот метод не получил развития из-за трудностей определения достоверной величины ущерба в денежном выражении.

Наиболее общие принципы обеспечения надежности и безопасности объектов промышленной энергетики при проектировании заключаются в следующем:

• сочетание вероятностных методов расчета показа­телей надежности и детерминированных методов анализа нормальных и аварийных режимов функционирования объектов;

• рассмотрение, по крайней мере, двух уровней обеспечения надежно­сти объектов -расчетного и аварийного.

Задачи проектирования и расчета надежных и безопасных объектов должны решаться с учетом всего комплекса научно-технических основ и системного подхода к нормированию соответствующих показателей, когда исходные показатели нормируются на основе анализа характеристик объектов, а показатели надежности, определяющие структуру технической системы, ее структурный и функциональный резервы, -на основе анализа ее эксплуатационных свойств. Отдельные рекомендации по нормированию показателей надёжности различных объектов приведены в табл.11.2.

Нормирование показателей надежности всего объекта связано, в первую очередь, с оценкой изменения выходных параметров. Для высоконадежных систем основ­ной характеристикой является запас надежности по каждому из выходных параметров.

Запас надежности — это отношение допустимого значения выходного параметра к его экстремальному значению,которое параметр может принять за данный период работы объекта. При высоких значениях вероятности безотказной работыP(t)(порядка 0,999 и выше), когда этот показатель теряет свою эффективность, для оценки степени надежности объекта целесообразнее применять коэффициент технического использования или коэффициент готовности.

Полученные в результате расчета показатели надежности корректируют с учетом системы ремонта (это в основ­ном относится к установлению ресурса Т_р) и сравнивают с заданными техническими требованиями значе­ниями.

Рекомендованные значения показателей надёжности объектов с учётом последствий отказов

Таблица 11.2

Последствия отказа				Допустимая вероятность безотказной работы			Тип объекта
Катастрофические			Авария. Катастрофа. Невыполнение ответственного задания		P(t) →1. Коэффициент надёжности Кн = 1,2 - 1,5		Летательные аппараты. Подъемно-транспортные машины. Объекты промышленной энергетики и химического производства. Медицинское оборудование.
Экономический ущерб			Повышенные простои в ремонте. Работа на пониженных режимах. Работа с ухудшенными параметрами		Значительный ущерб: P (t) > 0,99. Незначительный ущерб: P (t) > 0,9		Технологическое оборудование. Сельскохозяйственные объекты. Бытовые приборы и механизмы.
		Без последствий (затраты на ремонт в пределах нормы)				P (t) < 0,9		Отдельные узлы и элементы машин

Если полученные результаты не удовлетворяют этим требованиям, то исходные данные корректируют. При этом, поскольку известна структура формирования показателей надежности, целесообразно указывать оптимальные варианты корректирования исходных параметров (характеристики материалов, смазочных материалов, размеры и конструкцию узла и т. п.).

Как показано в табл.11.3, выбор допустимых значений показателей надежности проводят, исходя из оценки тех последствий, к которым может привести отказ объекта. Нормированию подлежат в первую очередь вероятность безотказной работы P (t) соценкой ресурсаТ_р, в течение которого она регламентируется, а для высоконадежных систем, в которыхP (t)1, определяют запас надежностиК_н.

Во многих случаях с экономической точки зрения для предотвращения ущерба выгодно делать более надежный объект даже при отсутствии высоких требований к его безотказности по условиям эксплуатации.