Резервных агрегатов

Таким образом, для нагруженного резерва надежность резервных элементов не зависит от того, в какой момент времени они включились на место основного. Ненагруженные резервные элементы не работают до момента их включения вместо основного элемента, т. е. в этот период их отказ невозможен. Существует также облегченный резерв, когда резервные элементы до момента включения находятся в облегченном режиме работы и вероятность их отказа в этот период мала.

Данная оценка надежности процесса не учитывает роли и возможностей контрольных операций, которые с позиций схемной надежности играют роль резервных элементов и существенно повышают надежность технологического процесса. Действительна^ если получен отказ по данному параметру и параметр вышел за пределы допуска, то контрольная операция исключает это изделие, действуя как резервный элемент, ликвидирующий последствия отказа. '

Таким образом, следует рассматривать различные фазы в процессе восстановления объекта, поскольку влияние их различно в зависимости от структуры объектов. Очевидно, что наличие резервных элементов также существенным образом сказывается на общем времени простоя объекта. Кроме того, время восстановления элемента может оказаться существенно больше времени восстановления объекта в целом, например если замена отказавшего элемента на работоспособный из запаса занимает меньшее время, чем ремонт отказавшего элемента.

4. Параллельное соединение независимых элементов. Скользящее резервирование. Ранее рассматривалось нагруженное и ненагруженное резервирование для случаев, когда несколько резервных элементов использовались для обеспечения надежности ровно одного рабочего (основного) элемента. Однако в ряде важных практических случаев применяются схемы, в которых один или несколько резервных элементов резервируют группу рабочих (основных) элементов. Такие схемы носят название систем со скользящим резервом.

Рассмотрим сначала случай нагруженного резервирования. Пусть в системе имеется п рабочих и т резервных элементов, причем все элементы одинаковые, т.е. любой резервный элемент может заменить любой из отказавших основных элементов.

Рассмотрим теперь случай ненагруженного скользящего резервирования. . В этом случае выражение для вероятности безотказной работы системы в сколько-нибудь приемлемой форме может быть записано лишь для системы, элементы которой имеют экспоненциальное распределение времени безотказной работы. Заметим, что поток отказов элементов в системе определяется лишь рабочими элементами, т.е. случайное время работы до отказа очередного элемента ?* в данном случае имеет экспоненциальное распределение с параметром пХ. Поскольку в системе имеется всего т резервных элементов, отказ системы наступит через случайное время после возникновения (т + 1)-го отказа элемента, когда в системе уже не останется резервных элементов. Эти соображения позволяют написать выражения для вероятности безотказной работы и средней наработки до отказа, воспользовавшись соответствующими формулами для обычного ненагруженного резервирования и сделав необходимые подстановки:

Каждая подсистема характеризуется некоторым выбранным в зависимости от назначения системы показателем надежности. Значение этого показателя надежности зависит от того, какое число резервных элементов имеется в данной подсистеме, т.е. показатель надежности есть функция числа резервных элементов. Будем в дальнейшем эту функцию обозначать для j-й подсистемы через Ri (xt), где xi - количество резервных элементов этой подсистемы.

Показатель надежности системы в целом есть некоторая функция, зависящая от значений показателей надежности отдельных подсистем, т.е. она является функцией от всего набора резервных элементов каждой из подсистем хг, х2,,.., хп, т.е. R (x.i}..., xn) =/ (Rl (xj,...

Задачи оптимального резервирования возникают тогда, когда существуют определенные ограничения на затрачиваемые для повышения надежности средства. В этой связи следует также рассмотреть и возможный характер функций затрат. Очевидно, что затраты того или иного вида ресурсов определяются числом резервных элементов каждого типа. Наиболее простым является предположение о том, что стоимость системы (заметим, что стоимость понимается в Широком смысле слова, т.е. единицей измерения в данном случае могут быть и масса, и габариты и пр.) линейно возрастает с увеличением количества резервных элементов, т.е.

Прямая задача. Требуется найти, такое число резервных элементов для каждого участка резервирования, чтобы требуемый показатель надежности системы в целом обеспечивался при минимальных суммарных затратах на все резервные элементы.

Обратная задача. Требуется найти такое количество резервных элементов для каждого участка резервирования, чтобы при заданных допустимых затратах на систему в целом обеспечивался максимально ) возможный показатель надежности системы.

Альтернативой к установке дополнительных резервных агрегатов является улучшение показателей надежности и обслуживания ГПА. Обобщенными показателями служат параметры "у и т. В графе 7 табл. 8.8 указаны значения показателя у> достижение которых обеспечит такое же снижение потерь, что и установка дополнительных агрегатов. Из таблицы следует, что для эквивалентного снижения потерь подачи газа необходимо улучшить показатели надежности агрегатов ГТК-25 примерно на 80%, ГТК-16 — на 65, ГТК-10 -на 30%.

Наиболее экономичной, как правило, является установка небольшого числа относительно крупных агрегатов, так как стоимость более крупных агрегатов на единицу мощности ниже, чем мелких. Однако, при установке очень крупных агрегатов стоимость резервного оборудования сильно возрастает. Поэтому при некотором числе агрегатов может определиться минимум суммарной стоимости рабочих и резервных агрегатов, устанавливаемый технико-экономическими расчетами.

Объем ремонтных работ на электростанциях довольно велик, потому что оборудование их работает в области высоких температур газов, высоких давлений и температур пара и воды и подвержено воздействию быстро-несущихся частиц золы и дымовых газов, содержащих влагу и серу. С другой стороны, сроки проведения ремонтных рабог весьма сжаты, в особенности когда станция или энергосистема не имеет резервных агрегатов, позволяющих удовлетворять присоединенных потребителей энергии и тепла при ремонте части оборудования.

Для определения суммарной мощности электрогенераторов, подлежащих установке на электростанции (не считая мощности резервных агрегатов), можно пользоваться формулой

Как указывалось выше, для того чтобы иметь возможность производить ремонт оборудования электростанции и обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии на случай аварийного выхода одного из двигателей, на электростанции должен быть предусмотрен резервный агрегат. Мощность резервного агрегата выбирается по наибольшей мощности установленного на электростанции двигателя. Для электростанций, входящих в состав энергетической системы, мощность резерва и число резервных агрегатов будут определяться суммарным графиком нагрузки системы. Ч!

№ 7. Проверка резервных агрегатов и переход с работающего на запасной:

Проверка резервных агрегатов (проверка № 7) выполняется совместно с мастером-турбинистом ТЭЦ, по его расписанию.

число приведенных резервных агрегатов ..........

когда из работы выходят два агрегата (т = 2) и т. д. Чем больше агрегатов в системе (п), тем больше число необходимых резервных агрегатов (г) для обеспечения заданной надежности работы. Но вместе с абсолютным ростом мощности резерва, вызванным увеличением числа агрегатов в системе, доля резервной мощности

Определенный таким образом вероятный простой агрегатов, по сравнению с вероятным простоем в системе, при отсутствии специальных резервных агрегатов позволяет вычислить уменьшение простоя, что и является в конечном счете критерием экономической эффек тивности установки резервных агрегатов.

Фиг. 6-11. Зависимость вероятного простоя от числа резервных агрегатов.