Построение компонентной схемы. Построение дерева отказов. Расчет показателей надежности

Построение дерева отказов. Расчет показателей надежности.

Дерево отказов подсистемы представляет собой логическое отображение отказов подсистемы на основе отказов составляющих ее компонент.

Для подсистемы ПС4, в которую входит один компонент, составлять дерево отказов нет смысла, так как показатели надежности такой подсистемы одинаковы с показателями надежности входящей в состав подсистемы компоненты 4.1.

Построим дерево отказов для подсистемы ПС1.

Рисунок 1. Дерево отказов для подсистемы ПС1.

Отказ подсистемы ПС1 произойдет при выходе из строя следующих компонент:

К.1.1 – Паровая турбина;

К.1.2 – Конденсатор;

К.1.3 – Регулирующий клапан;

К.1.4 – Воздушный кран;

К.1.5 – Конденсатосборник;

К.1.6 – Обратный клапан.

Построим дерево отказов для подсистемы ПС2.

Рисунок 2. Дерево отказов для подсистемы ПС2.

Отказ подсистемы ПС2 произойдет при выходе из строя двух параллельных линий с компонентами К.2.1 – К.2.6. Первая линия выходит из строя при отказе любой из компонент К.2.1, К.2.2 или К.2.3. Вторая линия выходит из строя при отказе любой из компонент К.2.4, К.2.5 или К.2.6.

Компоненты:

К.2.1 и К.2.4 – нагревательные приборы;

К.2.2 и К.2.5 – конденсатоотводчики;

К.2.3 и К.2.6 – обратные клапаны.

Дерево отказов для подсистемы ПС3 весьма простое, поскольку данная подсистема состоит только из двух компонент 3.1 и 3.2.

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГОТОВНОСТИ ПОДСИСТЕМЫ И УСТАНОВКИ

1 Рассмотрим подсистему ПС1. Определим показатели Т₀ (время наработки на отказ) и Т_В (время восстановления) для каждой из компонент.

1.1 Для паровой турбины:

Т₀ = 4300 ч

Т_В = 60 ч

1.2 Для конденсатора:

Т₀ = 14000 ч

Т_В = 25 ч

1.3 Для регулирующего клапана:

Т₀ = 14000 ч

Т_В = 15 ч

1.4 Для воздушного клапана:

Т₀ = 14000 ч

Т_В = 10 ч

1.5 Для конденсатосборника:

Т₀ = 14000 ч

Т_В = 10 ч

1.6 Для последовательно соединенных элементов:

1.7 Коэффициент готовности подсистемы ПС1:

2 Рассмотрим подсистему ПС2. Определим показатели Т₀ (время наработки на отказ) и Т_В (время восстановления) для каждой из компонент.

2.1 Для нагревательного прибора:

Т₀ = 14000 ч

Т_В = 10 ч

2.2 Для конденсатоотводчика:

Т₀ = 15000 ч

Т_В = 15 ч

2.3 Для обратного клапана:

Т₀ = 14000 ч

Т_В = 10 ч

2.4 Для одной ветви:

2.5 Для двух параллельных ветвей:

2.6 Коэффициент готовности подсистемы ПС2:

3 Рассмотрим подсистему ПС3. Определим показатели Т₀ (время наработки на отказ) и Т_В (время восстановления) для каждой из компонент.

3.1 Для насосов:

Т₀ = 55000 ч

Т_В = 30 ч

3.2 Для системы из двух параллельно включенных компонент 3.1 и 3.2:

3.3 Коэффициент готовности подсистемы ПС3:

4 Рассмотрим подсистему ПС2. Определим показатели Т₀ (время наработки на отказ) и Т_В (время восстановления) для каждой из компонент.

4.1 Для редукционно-охладительной установки:

Т₀ = 23000 ч

Т_В = 25 ч

4.2 Коэффициент готовности подсистемы ПС3:

5 Определим мощности состояния для каждой подсистемы и группы подсистем.

Таблица 1

Будем рассматривать только состояния, приводящие к полному отказу системы теплоснабжения.

Определим коэффициент готовности и коэффициент аварийности для каждой подсистемы:

Таблица 2

Подсистема	Коэффициент готовности	Коэффициент аварийности
ПС1 ПС2 ПС3 ПС4	КГОТ = 0,9985 КГОТ = 0,9992 КГОТ = 0,9995 КГОТ = 0,9989	КАВ = 0,0015 КАВ = 0,0008 КАВ = 0,0005 КАВ = 0,0011

Для подсистемы ПС3 (насосы, рассчитанные на 60% производительности, включенные параллельно) рассчитаем коэффициенты готовности, если работают оба насоса:

К_ГОТ.1 = 0,9995 · 0,9995 = 0,999

Если один из насосов вышел из строя:

К_ГОТ.2 = 0,9995 · 0,0005 = 0,0005

Если оба насоса выйдут из строя:

К_ГОТ.3 = 0,0005 · 0,0005 = 0,25 · 10^-6

Для дальнейших расчетов принимаем, что в течение года простой энергосистемы в планово-предупредительном ремонте составляет 30 суток, откуда период для анализа эффективности:

Т_ЭФ = 365 – 30 = 335 дней

Этот период приходится на работоспособное состояние, а также на полные и частичные отказы (полные – мощность N = 0, частичные 0 < N <100%).

Составим таблицу для готовности и продолжительности различных состояний для системы теплоснабжения.

Таблица 3