Министерство Образования и Науки РеспубликиКазахстан
Инновационный Евразийский Университет
Кафедра «Теплоэнергетика и Металлургия»
Магистратура
Реферат по дисциплине: Надёжность работытеплоэнергетического оборудования
На тему: Надёжность систем теплоснабжения
Подготовил:м. гр. ТЭ-21м
ПопикК.Н.
Проверила:профессор, д.т.н.
ГлазыринА.И.
Павлодар 2010
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
2.ПОДГОТОВКА К ОТОПИТЕЛЬНОМУ ПЕРИОДУ
3.РЕЖИМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ УСЛОВИЙ ВОЗМОЖНОГО ДЕФИЦИТА ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА
4.ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Повышениенадежности систем теплоснабжения, своевременная и всесторонняя подготовка котопительному периоду и проведение его во взаимодействии теплоснабжающихорганизаций, потребителей тепловой энергии, топливо-, водоснабжающих и другихорганизаций являются важнейшими мерами в обеспечении бесперебойноготеплоснабжения в городах и других населенных пунктах.
Подготовкасистем теплоснабжения и теплопотребления и их эксплуатация должны отвечатьтребованиям действующих Правил эксплуатации теплопотребляющих установок итепловых сетей потребителей, Правил технической эксплуатации коммунальныхотопительных котельных, других нормативно-технических документов поэксплуатации теплоэнергетического оборудования и тепловых сетей.
Вцелях обеспечения бесперебойной работы систем теплоснабжения, своевременнойлокализации аварий и недопущения длительного расстройства гидравлического итеплового режимов теплоснабжающим организациям следует разрабатывать ипредставлять на утверждение органа местного самоуправления документ (положение;инструкция), устанавливающий порядок ликвидации аварий и взаимодействия тепло-,топливо-, водоснабжающих организаций, абонентов (потребителей), ремонтных,строительных, транспортных предприятий, а также служб жилищно-коммунальногохозяйства и других органов в устранении аварий.
Теплоснабжающимиорганизациями должны разрабатываться Мероприятия по ликвидации аварийныхситуаций, которые должны охватывать каждый источник тепла и его тепловую сеть.
ВМероприятиях должны быть предусмотрены четкие обязанности производственныхподразделений и персонала и порядок действия по переключениям в тепловых сетях,спользованию техники, оповещению аварийно-спасательных и других специальныхслужб и руководства предприятия, способы связи с другими организациями.
Надежностьсистемы коммунального теплоснабжения должна обеспечивать бесперебойноеснабжение потребителей тепловой энергией и теплоносителями в течение заданногопериода, недопущение опасных для людей и окружающей среды ситуаций.
Надежностьсистемы коммунального теплоснабжения является комплексным свойством и можетвключать отдельно или в сочетании ряд свойств, основными из которых являются:
- безотказность — свойство системы теплоснабжения сохранятьработоспособность непрерывно в течение заданного времени или заданнойнаработки;
- долговечность — свойство оборудования и тепловых сетейсохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленнойсистеме технического обслуживания и ремонта;
- ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся вприспособлении к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов,повреждений и устранению их последствий путем проведения техническогообслуживания и ремонта;
- режимная управляемость — свойство объекта поддерживатьнормальный режим посредством управления;
- живучесть — свойство системы теплоснабжения противостоятьвозмущениям, не допуская их каскадного развития с массовым нарушением питанияпотребителей.
отопительный период теплоснабжение мощность
1. НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Надежностьсистем теплоснабжения— их способность производить, транспортировать ираспределять среди потребителей в необходимых количествах теплоноситель ссоблюдением заданных параметров при нормальных условиях эксплуатации. Понятиенадежности систем теплоснабжения базируется на вероятностной оценке работысистемы, что в свою очередь связано с вероятностной оценкой продолжит, работыее элементов, которая определяется законом распределения времени этой работы.Главный критерий надежности систем — безотказная работа элемента (системы) втечение расчетного времени. Система теплоснабжения относится к сооружениям,обслуживающим человека, ее отказ влечет недопустимые для него измененияокружающей среды. Методика оценки Н.с.т. учитывает социальные последствияперерывов в подаче теплоты. При выходе из строя система теплоснабженияпереходит из работоспособного состояния в отказное и считается, что она невыполнила задачу, поэтому в течение отопительного периода она рассматриваетсякак перемонтируемая.
Надежностьсистем теплоснабжения совершенствуют повышением качества элементов, из которыхона состоит, или резервированием. Первый путь реализуют при конструировании, изготовлениии приемке элементов и узлов в эксплуатацию. Когда технические возможностиповышения качества элементов исчерпаны или когда дальнейшее повышение качестваэкономически не выгодно, переходят к резервированию. Оно необходимо и в томслучае, когда Н.с.т. должна быть выше надежности ее элементов.
Дляоценки надежности пользуются понятиями отказа элемента и отказа системы. Подпервым понимают внезапный отказ, когда элемент необходимо немедленно выключитьиз работы. Отказ системы — такая аварийная ситуация, при которой прекращаетсяподача теплоты хотя бы одному потребителю. У нерезервированной системы отказлюбого ее элемента приводит к отказу всей системы. У резервированной системытакое явление может и не произойти. Система теплоснабжения — сложное техническоесооружение, поэтому ее надежность оценивается показателем качествафункционирования. Если все элементы системы исправны, то исправна и она вцелом.
2. ПОДГОТОВКА К ОТОПИТЕЛЬНОМУ ПЕРИОДУ
Основнымусловием, обеспечивающим надежное теплоснабжение потребителей, являетсясвоевременное, до начала отопительного периода, выполнение:
- испытанийоборудования источников тепла, тепловых сетей, тепловых пунктов и системтеплопотребления на плотность и прочность;
- шурфовоктепловых сетей, вырезок из трубопроводов для определения коррозионного износаметалла труб;
- промывкиоборудования и коммуникаций источников тепла, трубопроводов тепловых сетей,тепловых пунктов и систем теплопотребления;
- испытанийтепловых сетей на тепловые потери и максимальную температуру теплоносителя;
- разработкиэксплуатационных режимов системы теплоснабжения, а также мероприятий по ихвнедрению и постоянному обеспечению;
- мероприятийпо распределению теплоносителя между системами теплопотребления в соответствиис их расчетными тепловыми нагрузками (настройка автоматических регуляторов,установка и контрольный замер сопел элеваторов и дроссельных диафрагм,регулирование тепловых сетей).
Подготовкак предстоящему отопительному периоду должна быть начата в предыдущем — систематизацией выявленных дефектов в работе оборудования. А также отклоненийот гидравлического и теплового режимов, составлением планов работ, подготовкойнеобходимой документации, заключением договоров с подрядными организациями иматериально-техническим обеспечением плановых работ.
Непосредственнаяподготовка систем теплоснабжения к эксплуатации в зимних условиях должна бытьзакончена не позднее срока, установленного для данной местности с учетом ееклиматической зоны.
Теплоснабжающейорганизацией и потребителями не позднее, чем за месяц до окончания текущегоотопительного периода должны быть разработаны графики по профилактике и ремонтуисточников тепла, магистральных и квартальных тепловых сетей, центральных ииндивидуальных тепловых пунктов, систем теплопотребления.
Срокипроведения профилактических и ремонтных работ, связанных с прекращениемгорячего водоснабжения, не должны превышать нормативный срок, устанавливаемыйорганом местного самоуправления.
Организации,эксплуатирующие жилищный фонд, следует извещать о плановых отключениях местныхсистем не менее чем за семь суток до начала работ телефонограммой собязательной регистрацией в специальном журнале (дата, час, должности и фамилиипередающего и принявшего телефонограмму).
Срокиремонта магистральных и квартальных тепловых сетей, центральных ииндивидуальных тепловых пунктов, а также систем теплопотребления,присоединенных к этим сетям, должны, как правило, совпадать. Отключениепотребителями своих установок на ремонт в сроки, не совпадающие с ремонтомтепловых сетей, может быть произведено только по согласованию с теплоснабжающейорганизацией.
Теплоснабжающаяорганизация должна ежегодно разрабатывать или корректировать гидравлические итепловые режимы работы тепловых сетей с мероприятиями по их внедрению иобеспечению, включая установку сопел элеваторов и дроссельных диафрагм натепловых пунктах потребителей. Мероприятия, подлежащие выполнениюпотребителями, должны быть сообщены им теплоснабжающей организацией в сроки,обеспечивающие возможность их выполнения во время подготовки к отопительномупериоду.
Приподготовке к отопительному периоду рекомендуется теплоснабжающим организациям спривлечением организаций-исполнителей коммунальных услуг выполнить расчетыдопустимого времени устранения аварий и восстановления.
Приемкаподготовленных к работе тепловых сетей должна производиться с оформлением акта,утверждаемого руководителем теплоснабжающего предприятия, на балансе которогонаходятся сети.
Приопределении величин давления для гидравлических испытаний трубопроводовтепловых сетей, трубопроводов и оборудования тепловых пунктов после ремонта доначала отопительного периода теплоснабжающие организации и потребители должныруководствоваться Правилами технической эксплуатации электрических станций исетей.
Давлениядля гидравлических испытаний теплопотребляющих установок (систем отопления,вентиляции и горячего водоснабжения) перед началом отопительного периода (послеремонта) регламентированы Правилами технической эксплуатации теплопотребляющихустановок и тепловых сетей.
Таблица1 — Давления для гидравлических испытанийЭлементы систем теплопотребления Давление воды Элеваторные узлы, калориферы, водоподогреватели отопления и горячего водоснабжения
1,25 рабочего, но не менее 10 кгс/см2 Системы отопления с чугунными отопительными приборами
не менее 6 кгс/см2 Системы панельного и конвекторного отопления
10 кгс/см2 Системы горячего водоснабжения
Рабочее+0,5 кгс/см2, но не более 10 кгс/см2
Приемкаподготовленных систем теплопотребления, тепловых сетей и тепловых пунктовпотребителей должна быть оформлена двухсторонними актами с участиемпредставителей теплоснабжающей организации и потребителя.
Теплоснабжающиеорганизации, имеющие отопительные котельные, должны своевременно обеспечитьсоздание запаса топлива на предстоящий осенне-зимний период. Подготовленные кэксплуатации системы теплопотребления до начала отопительного периода должныбыть заполнены химически очищенной деаэрированной водой.
Заполнениесистем теплопотребления должно производиться по графикам, разрабатываемымтеплоснабжающими организациями совместно с потребителями. Потребители должныполучить разрешение на заполнение систем в теплоснабжающей организации сустановлением срока заполнения и оповестить ее об окончании заполнения.
Вцелях создания оптимальных условий для выпуска воздуха, а также для сокращениявремени заполнения систем теплопотребления, график их заполнения должен бытьсоставлен, исходя из условия круглосуточной работы всех организаций, связанныхс заполнением, с обязательным учетом производительности установок химическойочистки и деаэрации подпиточной воды на источниках теплоснабжения.
Вобязанности потребителя входит заполнение систем в отведенное для него время. Вслучае обнаружения неплотностей в системе заполнение необходимо немедленнопрекратить, сообщить об этом теплоснабжающей организации и принять необходимыемеры по уплотнению системы. Повторное заполнение системы может быть произведенотолько с разрешения теплоснабжающей организации.
Теплоснабжающаяорганизация должна осуществлять контроль за ходом заполнения системтеплопотребления и производить регистрацию их заполнения на основании сообщенийпотребителей и координацию действий различных организаций по заполнению системтеплопотребления.
Вцелях проверки готовности систем отопления и системы теплоснабжения в целом кработе в отопительном периоде, перед его началом должны быть проведены пробныетопки. Пробные топки должны проводиться после окончания работ по подготовкесистемы теплоснабжения к работе в осенне-зимних условиях. Начало ипродолжительность пробных топок должны быть определены теплоснабжающейорганизацией по согласованию с органом местного самоуправления и доведены досведения потребителей не позднее, чем за трое суток до начала пробной топки.
3. РЕЖИМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ УСЛОВИЙ ВОЗМОЖНОГОДЕФИЦИТА ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА
Доначала отопительного периода должны составляться графики ограничений иотключений абонентов, обеспечивающие локализацию аварийных ситуаций ипредотвращение их развития, недопущение длительного и глубокого нарушениягидравлического и теплового режимов систем теплоснабжения, своевременноевведение аварийных режимов.
Графикипредусматривают режимы теплоснабжения и теплопотребления, необходимость вкоторых возникает в случаях:
- понижениятемпературы наружного воздуха ниже расчетных значений на срок более 2-3 суток;
- непредвиденноговозникновения недостатка топлива на источниках тепла;
- возникновениянедостатка тепловой мощности вследствие аварийной остановки или выхода из строяосновного теплогенерирующего оборудования источников тепла (паровых иводогрейных котлов, водоподогревателей и другого оборудования), требующегодлительного восстановления;
- нарушения или угрозы нарушения гидравлическогорежима тепловой сети по причине сокращения расхода подпиточной воды из-занеисправности оборудования в схеме подпитки или химводоочистки, а также прекращения подачи воды наисточник тепла от системы водоснабжения;
- нарушения гидравлического режима тепловой сети из-зааварийного прекращения электропитания сетевых и подпиточных насосов наисточнике тепла и подкачивающих насосов на тепловой сети;
- повреждений тепловой сети, требующих полного или частичногоотключения не резервируемых магистральных и распределительных трубопроводов.
Размерынагрузок, включенные в график ограничений, вносятся в договор натеплоснабжение. Абонент намечает собственные мероприятия по обеспечениюзаданных ограничений, устанавливает порядок оповещения персонала и лиц,ответственных за выполнение ограничений потребления и отключения тепловойэнергии.
4. ПОВЫШЕНИЕНАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Внастоящее время не имеется общей методики оценки надежности системтеплоснабжения по всем или большинству показателей надежности. В связи с этимдля оценки надежности используются такие показатели как интенсивность отказов (р)и относительный аварийный недоотпуск тепла (q),динамика изменения которых во времени может использоваться для суждения опрогрессе или деградации надежности системы коммунального теплоснабжения.
Определениеуказанных показателей производится в течение всего времени эксплуатации системкоммунального теплоснабжения. Анализ полученных результатов используется какпри долгосрочном планировании, так и при разработке конкретных мероприятий поподготовке к очередному отопительному периоду.
Интенсивностьотказов(р) определяется, как правило, за год по следующей зависимости
/>
где:
Мот — материальная характеристика участков тепловой сети, выключенных из работы приотказе (м2);
nот — времявынужденного выключения участков сети, вызванное отказом и его устранением (ч);
/> - произведение материальнойхарактеристики тепловой сети данной системы теплоснабжения на плановуюдлительность ее работы за заданный период времени (обычно за год).
Величинаматериальной характеристики тепловой сети, состоящей из «n»участков, представляет собой сумму произведений диаметров подводящих иотводящих трубопроводов на их длину.
Относительныйаварийный недоотпуск тепла (q) определяетсяпо формуле
/>
где:
/> — аварийный недоотпуск тепла за год,Гкал;
/> - расчетный отпуск тепласистемой теплоснабжения за год, Гкал.
Дляоценки надежности систем теплоснабжения могут использоваться (в опытномпорядке) частные и общие критерии, характеризующие состояние электроснабжения,водоснабжения, топливоснабжения источников тепла, соответствие мощноститеплоисточников и пропускной способности тепловых сетей расчетным тепловымнагрузкам, техническое состояние и резервирование тепловых сетей.
Надежностьэлектроснабжения источников тепла (Кэ) характеризуетсяналичием или отсутствием резервного электропитания:
• приналичии второго ввода или автономного источника электроснабжения Кэ=1,0
• приотсутствии резервного электропитания при мощности отопительной котельной
до5,0 Гкал/ч Кэ=0,8
св.5,0 до 20 Гкал/ч Кэ=0,7
св.20 Гкал/ч Кэ=0,6
Надежностьводоснабжения источников тепла (Кв) характеризуется наличиемили отсутствием резервного водоснабжения:
• приналичии второго независимого водовода, артезианской скважины или емкости сзапасом воды на 12 часов работы отопительной котельной при расчетной нагрузке Кв=1,0
• приотсутствии резервного водоснабжения при мощности отопительной котельной
до5,0 Гкал/ч Кв=0,8
св.5,0 до 20 Гкал/ч Кв=0,7
св.20 Гкал/ч Кв=0,6
Надежностьтопливоснабжения источников тепла (Кт) характеризуетсяналичием или отсутствием резервного топливоснабжения:
• приналичии резервного топлива Кт=1,0
• приотсутствии резервного топлива при мощности отопительной котельной
до5,0 Гкал/ч Кт=1,0
св.5,0 до 20 Гкал/ч Кт=0,7
св.20 Гкал/ч Кт=0,5
Однимиз показателей, характеризующих надежность системы теплоснабжения, являетсясоответствие тепловой мощности источников тепла и пропускной способноститепловых сетей расчетным тепловым нагрузкам потребителей (Кб).
Величина этогопоказателя определяется размером дефицита
10% Кб=1,0
10до 20% Кб=0,8
20до 30% Кб=0,6
30% Кб=0,3
Приналичии нескольких источников тепла должна быть проанализирована возможностьработы их на единую тепловую сеть. В этом случае при аварии на одном изисточников тепла имеется возможность частичного обеспечения потребителейтепловой энергией из единой тепловой сети за счет других источников тепла.
Надежностьсистемы теплоснабжения может быть повышена путем устройства перемычек междумагистральными сетями, проложенными радиально от одного или разных источниковтеплоты.
Перемычкииспользуются как в нормальном, так и в аварийном режимах работы. Наличие перемычекпозволяет обеспечить беспрерывное теплоснабжение и значительно снизитьнедоотпуск тепла при аварии. Количество и диаметры перемычек определяютсяисходя из режима резервирования при сниженном расходе теплоносителя.
Практикаэксплуатации показывает, что при замене мелких котельных крупными источникамитепла мелкие котельные, находящиеся в технически исправном состоянии,целесообразно оставлять в резерве.
Существенноевлияние на надежность системы теплоснабжения имеет техническое состояниетепловых сетей, характеризуемое наличием ветхих, подлежащих заменетрубопроводов (Кс):
до10% Кс=1,0
св.10 до 20% Кс=0,8
св.20 до 30% Кс=0,6
св.30% Кс=0,5
Показательнадежности конкретной системы теплоснабжения (Кнад) определяетсякак средний по частным показателям
/>
гдеn — число показателей,учтенных в числителе.
Взависимости от полученных показателей надежности отдельных систем и системытеплоснабжения, они с точки зрения надежности могут быть оценены как
высоконадежные Кнад — более 0,9
надежные Кнад- от 0,75 до 0,89
малонадежные Кнад-от 0,5 до 0,74
ненадежные Кнад- менее 0,5
Припланировании подготовки теплоснабжающих организаций к отопительному периодунеобходимо оценить их готовность к проведению аварийно-восстановительных работв системах коммунального теплоснабжения, которая базируется на показателях:
- укомплектованностиремонтным и оперативно-ремонтным персоналом;
- оснащенностимашинами, специальными механизмами и оборудованием;
- наличияосновных материально-технических ресурсов;
- укомплектованностипередвижными автономными источниками электропитания для веденияаварийно-восстановительных работ.
Показательукомплектованности персоналом (Кп) определяется как отношениефактической численности к численности по действующим нормативам, но не более1,0.
Показательоснащенности машинами, специальными механизмами и оборудованием (Км)принимается как среднее отношение фактического наличия к количеству,определенному по нормативам, по основной номенклатуре
/>
где/> - показатели, относящиеся к данномувиду машин, механизмов, оборудования;
n — число показателей.
Показательналичия основных материально-технических ресурсов (Ктр) определяетсяаналогично по основной номенклатуре ресурсов (трубы; компенсаторы; арматура;сварочные материалы и т.п.). Принимаемые для определения значения общего Ктрчастные показатели не должны быть выше 1,0.
Показательукомплектованности автономными источниками электропитания (Кист)определяется как отношение фактического наличия (в единицах мощности кВт) кпотребности.
Обобщенныйпоказатель готовности к выполнению аварийно-восстановительных работопределяется
/>
Общаяоценка готовности ведется по следующим категориям:
а) «удовлетворительнаяготовность» — при Кгот=0,85-1,0; при значении любого из показателей(Кп; Км; Ктр) ниже 0,75, оценка снижается до«ограниченной готовности»;
б) «ограниченнаяготовность» — при Кгот=0,7-0,84; при значении любого из показателей(Кп; Км; Ктр) ниже 0,5, оценка снижается до «неготовности»;
в)«неготовность» — при Кгот ниже 0,7.
ЛИТЕРАТУРА
1. МДС41-6.2000 — ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по подготовке к проведениюотопительного периода и повышению надежности систем коммунальноготеплоснабжения в городах и населенных пунктах Российской Федерации.— М.: СПООРГРЭС, 2000. – 37 с.
2. РД-03-94- ПРАВИЛА устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячейводы.
3. www.complexdoc.ru