Технические науки/5. Энергетика

Аспірант Пашенцева Л.В.

Національна академія природоохоронного і курортного будівництва

м. Сімферополь, Україна

Особливості надійності функціонування систем теплопостачання

Надійність експлуатації систем теплопостачання характеризує зберігання, стійкість якості конструкцій, які застосовуються при будівництві у визначеному періоді часу. Тому їх надійність може бути охарактеризована наступними відмінностями: виконання елементом системи заданих функцій; час, на протязі якого повинно бути забезпечено виконання заданих функцій; умови і режим експлуатації, в яких може бути забезпечено виконання заданих функцій при наявності системи технічного обслуговування і ремонту. У цьому є фізична сутність і технічна сторона поняття надійність систем теплопостачання. Але можливості техніки можуть вступати в протиріччя з економічною доцільністю підвищення надійності, тобто в технічному плані надійність може бути високою, а в економічному – ні. Межою підвищення надійності систем теплопостачання є не технічна можливість, а економічна доцільність.

Надійністний підхід не є абсолютно новим для об’єктів теплопостачання. Достатньо довгий період часу проблема підвищення надійності в будівництві була спрямована на досягнення безаварійності таких систем, що призвело до збільшення ваги конструкцій та розробки нових їх модифікацій. В результаті проектування систем теплопостачання з масивними елементами склалась концепція «вічності», де нормативні строки експлуатації складали майже 50–70 років. У традиційному будівництві питання надійності ототожнювалось з довговічністю, а це привело до недооцінки стану об’єктів теплопостачання і як наслідок підвищення їх аварійності.

Сьогодні для комплексного рішення проблеми надійності систем теплопостачання вже недостатньо знати фізичні основи, конкретні причини і швидкість старіння і зносу елементів таких систем, розробки теоретичних і експериментальних методів визначення строку служби будівельних конструкцій і виробів. Необхідно враховувати реальні умови проектування, виробництва, зберігання, будівництва та своєчасного визначення накопичення дефектів та проведення превентивних заходів щодо підтримки нормального експлуатаційного стану. Доцільно враховувати можливий вплив багатьох факторів зовнішньої середи. Тому якщо встановити взаємозв’язок основних властивостей, то можна розробити кількісні показники, необхідні для визначення властивості різних за технічним рішенням елементів і систем за вірогідними характеристиками їх поведінки в експлуатації.

Вивчаючи надійність систем теплопостачання можна встановити: вплив зовнішніх і внутрішніх факторів на процеси нормальної експлуатації, способи підвищення надійності систем і їх зберігання; методи оцінки економічної ефективності способів підвищення надійності, закономірності виникнення відмов і встановлення їх працездатності взагалі, ефективну методику збору, обліку і аналізу статистичної інформації.

Треба відзначити, що надійністний підхід не відміняє жодного з наукових напрямків в будівництві. Кордони його застосування суворо визначені, він вивчає стан та властивості об’єктів теплопостачання, їх елементів та середовища, які спрямовані на забезпечення ефективної організації управління надійністю систем. Поняття управління надійністю є комплексним поняттям, що включає до себе поняття: забезпечення надійності, оптимальний і максимальний рівень надійності. У цьому випадку під забезпеченням надійності систем теплопостачання доцільно розуміти – сукупність організаційно-технічних і науково-методичних заходів, вимог та правил, які повинні виконуватися в процесі проектування, виробництва і експлуатації системи. Максимальний рівень надійності систем теплопостачання – це рівень надійності системи, який забезпечує виконання системою своїх функцій у заданому часі при умові відсутності аварій та відмов. Оптимальний рівень надійності – це рівень надійності системи теплопостачання, який відповідає оптимуму прийнятого критерію оптимізації надійності з заданими обмеженнями.

Для того, щоб система теплопостачання працювала безвідмовно, необхідно вирішити триєдине завдання, тобто закласти високу надійність на стадії проектування, забезпечити її на стадії будівництва та підтримувати на стадії експлуатації. Це можна досягти маючи відповідну програму заходів на відповідних стадіях, які спрямовані на вирішення найважливіших завдань.

У програмі забезпечення надійності систем теплопостачання на стадії проектування повинні враховуватися:

– вимоги щодо рівня надійності конструкцій (максимальні чи оптимальні), як бажані для досягнення, так мінімальні як прийнятні;

– критерії відмов за окремими елементами так й системи взагалі;

– достовірність вихідних даних відносно надійності елементів системи;

– періодичний аналіз надійності, оцінка досягнутих результатів на усіх етапах проектування системи і зіставлення їх з відповідними вимогами;

– обмеження за вагою, вартістю, матеріаломісткістю;

– особливі умови – інженерно-геологічні, природно-кліматичні, інженерно-гідрогеологічні;

– для критичних елементів повинно встановити критерії критичності, якими можуть бути: вплив відмов на безпеку використання системи, неможливість виконати завдання, висока вартість, складність проведення ремонтних робіт.

В програмі забезпечення надійності систем теплопостачання на стадії виробництва окремих складових елементів і конструкцій повинно враховувати фактори, які негативно впливають на надійність:

– незадовільний вхідний і операційний контроль якості сировини, матеріалів, напівфабрикатів, комплектуючих;

– порушення сортності та заміна сировини при виробництві конструкцій;

– використання матеріалів, які мають довгий строк зберігання і одержали пошкодження;

– порушення встановленого процесу виробництва конструкцій;

– порушення технологічних умов і правил монтажу конструкцій і проведення будівельних робіт;

– недостатня увага до заходів, які спрямовані на підвищення кваліфікації та підготовку персоналу в галузі особистої відповідальності кожного виконавця.

Також в цієї програмі повинно указати:

– сприйнятливі статистичні і аналітичні методи аналізу і контролю за рівнем надійності;

– вимоги щодо проведення методів контролю і управління виробничими процесами, які можуть забезпечити підтримку в виробництві необхідного рівня надійності;

– перелік заходів, які дозволяють оцінити ступінь впливу зберігання, транспортування і ремонту конструкцій;

– критичні характеристики елементів, які підвернені негативному впливу навколишнього середовища.

Програма забезпечення надійності систем теплопостачання на стадії експлуатації повинна враховувати фактори:

– навантаження, які включають до себе температурні, кліматичні, біологічні;

– вірогідність прояву деформаційних властивостей фундаментів;

– циклічність роботи систем технічного обладнання (опалення);

– система технічного обслуговування об’єктів;

– збалансованість планів ремонту і матеріально-технічного забезпечення;

– дані щодо кількості відмов і строку служби на аналогічних системах і елементах;

– перелік найбільш аварійних ділянок системи і її елементів;

– характеристики ремонтоздатності елементів системи;

Тоді приймаючи до уваги вище наведене, можна виділити особливості надійності функціонування систем теплопостачання:

1. Великі строки служби як окремих елементів, так й системи взагалі суттєво ускладнюють накопичення достовірної технічної і економічної інформації щодо поведінки конструкцій за повний строк служби.

2. Особливе значення має збір цілеспрямованої інформації і прискорення рішення прикладних завдань оптимізації надійності систем теплопостачання.

3. Необхідність оцінки в конкретний період часу технічного стану сукупності однорідних конструкцій, які експлуатуються в однакових умовах і режимах, але мають різний вік.

4. Наявність значної кількості конструкцій і обладнання зі змішаною відповідальністю, яка визначається не тільки економічними і моральними втратами при відмовах, але й вірогідністю негативного впливу на здоров’я людини.

5. Обмеженість використання структурного резервування як ефективного засобу побудови системи з максимальною надійністю.

6. Низька ремонтоздатність більшості конструкцій і обладнання, що обумовлено послідовним з’єднанням, жорсткими зв’язками між елементами.

7. Суттєва проблема відносно визначення моменту морального зносу конструкцій систем і часу їх заміни.

Література:

1. Пашенцева Л. В.Теоретичне обґрунтування дефініції надійність міських систем теплопостачання / Л. В. Пашенцева // Будівництво і техногенна безпека. — вип.40. –– 2011. — С. 162––167