УДК 621.64

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТРУБ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Г. ВОЛЖСКОГО

Карнаухов Андрей Викторович
Московский энергетический институт филиал в г. Волжском
студент

Аннотация
В данной статье проводится анализ статистических данных отказов трубопроводов различного диаметра.

Ключевые слова: , , ,


Библиографическая ссылка на статью:
Карнаухов А.В. Статистический анализ количественной оценки показателей надежности труб тепловых сетей г. Волжского // Современная техника и технологии. 2017. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2017/06/13595 (дата обращения: 05.06.2017).

Система централизованного теплоснабжения является технически сложной, состоящей из большого количества последовательно соединенных элементов. Объект исследования – трубы тепловых сетей г. Волжского. На сегодняшний момент она имеет значительный износ. Актуальность заключается в аргументированном обосновании реконструкции магистральных теплопроводов тепловых сетей. Данный вопрос ранее не исследовался.
Целью работы является выявление наиболее ненадёжных трубопроводов тепловых сетей. Для решения этой задачи: рассчитаны математическое ожидание, дисперсия случайной величины и среднеквадратичное отклонение. Интенсивность отказов материально и качественно представлены графически. 
По типу система теплоснабжения г. Волжского открытая с непосредственным водоразбором сетевой воды на нужды горячего водоснабжения. Регулирование отпуска тепловой энергии – центральное качественное. Тепловые сети много кольцевые, разветвленные, тупиковые, 2- трубные и от ЦТП: 3-х и 4-х трубные.
Общая протяженность труб тепловых сетей 358 233 п. м., материальная характеристика 59 299 м2. Графически характеристика тепловых сетей представлена на рис. 1. и рис. 2.

Рис. 1 - Распределение длин трубопроводов различных диаметров от года прокладки

Рис.2 – Удельный состав тепловых сетей

Исследованию подвергались 15 категорий труб различного диаметра от 50 мм до 1200 мм. В таблице 1 представлены данные по отказам трубопроводов различного диаметра по годам, а также их протяженность.

Таблица 1 – Количество отказов на тепловых сетях

 

Условный диаметр, мм

Протяженность , м

Количество отказов в год, шт/год

2010

2011

2012

50 25137,3

1

1

1

70 45798,9

9

1

8

80 48920,6

1

9

9

100 62033,3

1

6

12

125 19057,3

4

2

2

150 32293,7

3

4

5

200 17566,1

3

0

1

250 12736,9

1

1

1

400 10348

6

3

1

500 12882,1

14

7

39

600 12411,7

1

5

1

700 2309

0

2

0

800 3830,5

6

1

5

900 1700

8

19

3

1200 4789,5

0

4

0

Всего

335533

58

65

88

В расчете использовались следующие показатели надёжности:

Математическое ожидание числа отказов 

Интенсивность отказов зависит от времени Т и характеризуется зависимостью

Средняя интенсивность отказов рассчитывается по формуле

Дисперсия случайной величины определяется

Результаты расчётов сведём в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты исследований

Условный диаметр, мм

λ, ч-1

M[x], год

S2, год2

σ, год

2010

2011

2012

среднее

50 мм

0,0001142

0,0001142

0,0001142

0,0001142

1

1,5

1,225

70 мм

0,0010274

0,0001142

0,0009132

0,0006849

6

53,99

7,348

80 мм

0,0001142

0,0010274

0,0010274

0,000723

6,33

60,15

7,756

100 мм

0,0001142

0,0006849

0,0013699

0,000723

6,33

60,15

7,756

125 мм

0,0004566

0,0002283

0,0002283

0,0003044

2,67

10,66

3,266

150 мм

0,0003425

0,0004566

0,0005708

0,0004566

4

23,99

4,898

200 мм

0,0003425

0

0,0001142

0,0001522

1,33

2,67

1,633

250 мм

0,0001142

0,0001142

0,0001142

0,0001142

1

1,5

1,225

400 мм

0,0006849

0,0003425

0,0001142

0,0003805

3,33

16,66

4,082

500 мм

0,0015982

0,0007991

0,0044521

0,0022831

20

599,86

24,492

600 мм

0,0001142

0,0005708

0,0001142

0,0002664

2,33

8,16

2,857

700 мм

0

0,0002283

0

7,61E-05

0,67

0,67

0,816

800 мм

0,0006849

0,0001142

0,0005708

0,0004566

4

23,99

4,898

900 мм

0,0009132

0,0021689

0,0003425

0,0011416

10

149,97

12,246

1200 мм

0

0,0004566

0

0,0001522

1,33

2,67

1,633

среднее

0,0004414

0,0004947

0,0006697

0,0005353

4,69

32,97

5,742

Пересчитав показатели интенсивности отказов λ в повреждаемость на метр трубы и повреждаемость м2, построим следующий график рис. 3. 


Рис. 3 – График удельной интенсивности отказов теплопроводов различного диаметра.

Из графика, изображенного на рисунке 3 видно, что наибольшему повреждению подвержены трубопроводы диаметром 500 мм и 900 мм, относящиеся к магистральным, занимающие в общем объёме тепловой сети 13,63% площади и 4,35% протяженности. В то же время самыми устойчивыми к износу являются трубы 200 мм и 250 мм, 11,45% и 9,03% соответственно.
Аварийные очаги возникают в первую очередь из-за значительного физического износа теплопроводов вследствие длительного срока эксплуатации. Наиболее значимые причины: старение металла, внутренняя и внешняя коррозии. Для труб, находящихся в эксплуатации длительное время рекомендуется увеличивать число плановых проверок, пока заменить их не станет экономически целесообразно.

Для обеспечения безопасной и эффективной работы при управлении режимами эксплуатации и ремонта необходимо знать фактический уровень надежности тепловых сетей с учетом воздействия реальных эксплуатационных факторов. Поэтому актуальной задачей является разработка методов и математических моделей количественной оценки показателей эксплуатационной надежности и их прогнозирование. Полученные результаты могут быть использованы при в дальнейших разработках. 


Библиографический список
  1. Труханов В.М., Тарнаев А.Г. Надёжность и диагностика сложных систем. – М.: Издательский дом «Спектр», 2016. – 175 с.


Все статьи автора «Карнаухов Андрей Викторович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: