Длительность восстановления тепловых сетей (час)

Ориентировочно, длительность восстановления может быть найдена по формуле:

час

где t_в - длительность восстановления;

d - диаметр теплопровода, м.

Время восстановления (ремонта) слагается из трех частей:

- продолжительность слива 7-8% общего времени;

- время собственного ремонта 76-79%;

- время заполнения трубопровода 14-15%.

Параметр потока отказов w по данным Ионина А.А. может приниматься в следующих пределах (табл. 5.23).

Таблица 5.23. Параметры надежности теплосетей.

В среднем, допустимо принимать w=0,050 1/км×год, а при реконструкции систем теплоснабжения рекомендуется для оставляемых без реконструкции участков принимать w=0,06 1/км×год. Для насосных агрегатов максимальное значение w=1,37 1/год, время ремонта агрегата t_p=7 часов.

Расчет надежности систем теплоснабжения может производиться по стандартной методике, либо аналогично расчету надежности систем газоснабжения. При этом полный отказ системы считается недопустимым. Допускается в аварийной ситуации снижение подачи тепла до такого уровня, чтобы температура в помещении падала не ниже, чем до 10-12 ^оС. Для этого вводится понятие лимитированной подачи тепла Q_л, которая и является основным критерием качества функционирования системы. Показатель надежности системы:

где Q_o - расчетная подача тепла.

Для расчета показателя надежности составляют схему тепловой сети (рис.5.16), где показывают только подающие линии (Т1).

При отказе какого-либо участка теплосети (1,2,3,4) либо элементов (5-14) он отключается и подвергается ремонту. При этом отключается ряд потребителей, число которых зависит от схемы сети. Система переходит в аварийный режим, не отключенных потребителей переводят на лимитированное теплоснабжение, а отключенные потребители лишаются тепла. Например, отказ газовой задвижки 5 приводит к необходимости закрытия секционирующих задвижек 6 и 9 и отключению потребителя №1. К такому же результату приводит отказ участка теплосети 1, задвижки 9. Цена такого отказа равна 0,3 Q_о. Далее составляется структурная схема сети в виде технической системы с рядом последовательно и параллельно соединенных элементов. По этой схеме можно сразу же составлять расчетные формулы для определения параметра надежности, либо схему используют для составления графа системы. При использовании теории графов выражение для показателя надежности имеет вид:

здесь DQ_j - подача тепла при j виде состояния системы (отказе j-го элемента);

w_j - параметр потока отказов j-го элемента;

l - количество элементов системы.

Полученное значение R сравнивают с нормативной величиной R_норм. Каких-либо цифровых значений R_норм в инструктивно-нормативной литературе не приводится. Ионин А.А. приводит величины R_норм = 0,99.

Для повышения надежности тепловых сетей применимы все приемы, используемые для водопроводных и газовых сетей: увеличение количества участков сети, кольцевание сетей и т.д. Значительное влияние на надежность оказывают схемы присоединения потребителей, например ЦТП, к магистральной сети. Наибольшую надежность обеспечивают схемы, приведенные на рис. 5.17.

Общая надежность системы теплоснабжения зависит от надежности источника тепла (котельной), насосной циркуляционной станции и теплосети. Для расчета общей надежности систему представляют как набор последовательно соединенных вышеперечисленных элементов и общую надежность считают по известным формулам для такого соединения.

Пример 5.9.1. Система тепловых сетей питается от ТЭЦ тепловой мощностью 100МВт. Схема состоит из двух иерархических уровней. Верхний уровень включает магистральные тепловые сети, закольцованные перемычкой. Нижний уровень состоит из тупиковых разветвленных сетей (смотри рисунок). Таких зон в общей схеме десять. Значения параметров потока отказов для теплопроводов, уложенных в непроходных каналах - w_Т=0,051/(год×км), для стальных задвижек нижней зоны - w_З=0,002 1/(год×км). В схеме 20 районных тепловых пунктов. Определите для приведенной на рисунке схемы основной показатель надежности за время отопительного периода – 0,562 года.

1 – закольцованный магистральный теплопровод; 2 – узел ответвления; 3 – ответвление к районным тепловым станциям; 4 – районная тепловая станция; 5 – основной разводящий теплопровод; 6 – ответвление к ЦТП; 7 – ЦТП; 8 – задвижки на ответвлениях к ЦТП.

Решение: Все районные тепловые пункты присоединены к кольцевым тепломагистралям по дублированной схеме, поэтому отказы на теплопроводах к отключению районных тепловых станций не приводят. К отключению районных тепловых пунктов приводит лишь отказ секционированных задвижек. Из тих задвижек образуются две группы зон. В первую входят две секционирующие задвижки, установленные на подающей и обратной линиях и соединенные последовательно. Таких зон десять. Каждая зона имеет параметр потока отказов:

Отключаемая мощность:

Отказ любого элемента приводит к отключению мощности районного теплового пункта.

В зону второй группы входят четыре задвижки на дублированном ответвлении к районному тепловому пункту. Для этой группы параметр потока отказов:

Количество таких зон – двадцать.

Тогда для кольцевой части сети получим:

Тепловые сети, принадлежащие одному районному пункту можно разделить на десять зон.

Первая зона включает ответвление к районному тепловому пункту 3 и основной разводящий теплопровод 5, включая задвижки на ответвлениях к ЦТП 8. Соединение этих элементов – последовательное. Параметр потока отказов первой зоны:

где l₁ – длина ответвлений к районному тепловому пункту,

l₂ – длина основного теплопровода,

n₃ – число задвижек на ответвлениях к ЦТП.

Вторая зона включает ответвление к ЦТП длиной 1/3 км. Параметр потока отказов для второй зоны:

Количество таких зон – шесть.

Третья зона включает ответвление к близко расположенному к основному теплопроводу ЦТП. Длину этой зоны можно принять равной нулю, тогда w₄ = 0. Количество зон – три.

Для одного районного теплового пункта:

В системе теплоснабжения 20 районных тепловых пунктов, тогда для всего нижнего иерархического уровня нерезервированной части:

Сумма годовой отключаемой мощности:

Суммарное значение параметров потоков отказов для системы:

Средняя вероятность состояний отказа для системы за отопительный период:

Среднее значение фактически отключаемой мощности при аварийных ситуациях на сетях:

Математическое ожидание отключаемой мощности при авариях:

Основной показатель надежности системы теплоснабжения: