Анализ показателей надёжности энергоблока

При решении задачи оценки показателей надёжности энергоблоков чаще всего выделяют только основные наиболее ответственные элементы, такие как котлоагрегаты, турбины, вспомогательные механизмы и генераторы. Для каждого из этих элементов рассчитывают на основе анализа эксплуатационных данных показатели надёжности. Все анализируемые элементы энергоблоков также рассматриваются как восстанавливаемые объекты.

Для оценки надёжности восстанавливаемых объектов и их элементов используют следующие показатели:

• средняя наработка на отказ Т_ср ;

• параметр потока отказов ;

• интенсивность отказов ;

• интенсивность восстановлений  ;

• среднее время восстановления _вост;

• вероятность пребывания в аварийном состоянии q_ав;

• коэффициент готовности к_г = Т₁/(Т₁ + Т₂);

• коэффициент технического использования к_ти = Т₁/(Т₁ + Т₂ + Т_пл);

• коэффициент оперативной готовности

к_го = (Т₁ + Т_рез)/(Т₁ + Т₂ + Т_пл + Т_рез),

где Т₁ – суммарная продолжительность работы, ч; Т₂- продолжительность простоев при отказах, ч; Т_пл – продолжительность плановых простоев; Т_рез – продолжительность простоев в резерве в исправном состоянии, ч.

Приведённые выше коэффициенты используются при оценке объектов, которые могут быть только в одном из перечисленных выше состояний. При наличии параллельно работающих элементов, когда отказ одного из них только частично снижает работоспособность, используют комплексный показатель надёжности коэффициент обеспечения заданного отпуска энергии

, (1)

где Q - фактический или прогнозируемый недоотпуск энергии, кВт·ч; Q – заданный отпуск энергии, кВт·ч.

Недоотпуск энергии определяется вероятностями обеспечения потребной мощности энергоблоков и графиком нагрузки. Если график нагрузки совпадает с уровнем мощности блока , которая, в свою очередь, наблюдается во время эксплуатации с вероятностью Р_i , то выражение (6.1) имеет смысл коэффициента обеспечения максимально возможного отпуска энергии

, (2)

где n – число дискретных состояний энергоблока.

Указанные показатели определяются в результате статистической обработки эксплуатационных данных и выявления законов распределения случайной величины – времени нахождения элемента в том или ином состоянии.

Показатели надёжности отдельных элементов используются для расчёта надёжности энергоблоков в целом в соответствии с рассматриваемой структурной схемой их соединения.

В зависимости от конструктивного исполнения котлоагрегата, возможны две модели надёжности энергоблоков. Как показано на рис.1, первая модель представляет собой последовательное соединение одно- или двухкорпусного котлоагрегата, турбогенератора и их вспомогательного оборудования. Вторая модель содержит два параллельных (в смысле надёжности) котлоагрегата с их вспомогательным оборудованием и последовательно соединённый с ними турбогенератор. Вторую модель называют также дубль-блоком, в отличие от первой, которая считается моноблоком.

При анализе надёжности турбогенератор рассматривают как систему, состоящую из последовательно соединённых элементов: турбины, генератора и вспомогательного оборудования. Поэтому отказы любого из перечисленных элементов приводят к отказу всего объекта и к вынужденному простою неповреждённого оборудования. При известных показателях надёжности указанных компонентов турбогенератора общий показатель надёжности рассчитывается по формулам для последовательно соединённых элементов.

Если интенсивность отказов элемента равна _i , а интенсивность восстановлений _i , то для последовательно соединённых n элементов показатели надёжности системы определяются по формулам:

• среднее время безотказной работы ; (3)

• среднее время восстановления ; (4)

Рис.6.4. Модели надёжности энергоблоков: Рис.1. Модели надежности энергоблоков

а) моноблок: 1-котёл; 2- вспомогательное оборудование котла; 3- турбина; 4- генератор; 5 – вспомогательное оборудование турбогенератора;

б) дубль-блок: 1,2 – корпуса котлоагрегата; 3,4 – вспомогательное оборудование соответствующих котлоагрегатов; 5 – турбина; 6 - генератор; 7 – вспомогательное оборудование турбогенератора

• вероятность безотказной работы ; (5)

• коэффициент готовности системы ; (6)

• коэффициент оперативной готовности . (7)

Условие задачи

Определить показатели надежности установки состоящей из котла, деаэратора, питательного насоса и регенеративного подогревателя. Выход из строя одного из элементов приводит к остановке всей установки. Соответствующие интенсивности отказов и восстановлений элементов равны (вариант № 34)

ч^-1, ч^-1, ч^-1, ч^-1,

ч^-1, ч^-1, ч^-1, ч^-1.

Дано

ч^-1, ч^-1, ч^-1, ч^-1,

ч^-1, ч^-1, ч^-1, ч^-1.

__________________________________________________________________

Найти

Среднее время безотказной работы установки.

Среднее время восстановления Т_в.

Вероятность безотказной работы системы за время t=500 ч.

Коэффициент готовности установки.

Коэффициент оперативной готовности установки для t=500 ч.

Решение

Определим предварительные значения

1. Среднее время безотказной работы

ч

2. Среднее время восстановления

ч.

3. Вероятность безотказной работы установки за время 500 ч. 1.53

0.22

4. Коэффициент готовности установки

5. Коэффициент оперативной готовности установки для t=500 ч.