Большинство сложных технических систем с длительными сроками службы являются восстанавливаемыми , т.е. возникающие в процессе эксплуатации отказы систем устраняют при ремонте. Технически исправное состояние изделий в процессе эксплуатации поддерживают проведением профилактических и восстановительных работ. При эксплуатации изделий для осуществления работ по поддержанию и восстановлению их работоспособности необходимы значительные затраты труда и материальных средств, а также и времени. Как показывает производственный опыт, эти затраты за время эксплуатации изделий обычно значительно превышают соответствующие затраты на их изготовление.

Совокупность работ по поддержанию и восстановлению работоспособности и ресурса изделий подразделяют на техническое обслуживание и ремонт, которые, в свою очередь, подразделяют на профилактические работы, осуществляемые в плановом порядке, и аварийные, проводимые по мере возникновения отказов или аварийных ситуаций.

Свойство ремонтопригодности изделий влияет на материальные затраты и длительность простоев в процессе эксплуатации. Ремонтопригодность тесно связана с безотказностью и долговечностью изделий. Так, для изделий с высоким уровнем безотказности, как правило, характерны низкие затраты труда и средств на поддержание их работоспособности.

Показатели безотказности и ремонтопригодности изделий являются составными частями комплексных показателей, таких как коэффициенты готовности К и технического использования К ти. К показателям надежности, присущим только восстанавливаемым элементам, следует отнести среднюю наработку на отказ, наработку между отказами, вероятность восстановления, среднее время восстановления, коэффициент готовности и коэффициент технического использования. Средняя наработка на отказ – наработка восстанавливаемого элемента, приходящаяся в среднем на один отказ в рассматриваемом интервале суммарной наработки или определенной продолжительности эксплуатации:

где t i – наработка элемента до i -го отказа; т – число отказов в рассматриваемом интервале суммарной наработки.

Наработка между отказами определяется объемом работы элемента от i -го отказа до (i + 1)-го отказа, где i = 1, 2, ..., т.

Среднее время восстановления одного отказа в рассматриваемом интервале суммарной наработки или определенной продолжительности эксплуатации

где t вi – время восстановления i -го отказа; т – число отказов в рассматриваемом интервале суммарной наработки.

Коэффициент готовности K r представляет собой вероятность того, что изделие будет работоспособно в произвольный момент времени, кроме периодов выполнения планового технического обслуживания, когда применение изделия по назначению исключено. Этот показатель является комплексным, так как он количественно характеризует одновременно два показателя: безотказность и ремонтопригодность. В стационарном (установившемся) режиме эксплуатации и при любом виде закона распределения времени работы между отказами и времени восстановления коэффициент готовности определяют по формуле

(2.19)

где Т o – средняя наработка на отказ; Т в – среднее время восстановления одного отказа.

Таким образом, анализ формулы (2.19) показывает, что надежность изделия является функцией не только безотказности, но и ремонтопригодности. Это означает, что низкая надежность может быть несколько компенсирована улучшением ремонтопригодности. Чем выше интенсивность восстановления, тем выше готовность изделия. Если время простоя велико, то готовность будет низкой.

Другой важной характеристикой ремонтопригодности является коэффициент технического использования К ти, который представляет собой отношение наработки изделия в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработки и времени всех простоев, обусловленных устранением отказов, техническим обслуживанием и ремонтами за этот период. Коэффициент технического использования представляет собой вероятность того, что изделие будет работать в надлежащем режиме за время Т. Таким образом, К ти определяется двумя основными факторами – надежностью и ремонтопригодностью.

Коэффициент технического использования характеризует долю времени нахождения элемента в работоспособном состоянии относительно рассматриваемой продолжительности эксплуатации.

Период эксплуатации, для которого определяется коэффициент технического использования, должен содержать все виды технического обслуживания и ремонтов. Коэффициент технического использования учитывает затраты времени на плановые и неплановые ремонты, а также установленные регламенты и определяется по формуле

(2.20)

где t н – суммарная наработка изделия в рассматриваемый промежуток времени; t в, t p и t o – соответственно суммарное время, затраченное на восстановление, ремонт и техническое обслуживание изделия за тот же период времени.

Пример 2.4

Определить коэффициент готовности системы, если известно, что среднее время восстановления одного отказа равно T в = 5 ч, а среднее значение наработки на отказ составляет T o = 500 ч.

Решение

Для определения коэффициента готовности воспользуемся формулой (2.19):

Пример 2.5

Определить коэффициент технического использования машины, если известно, что машину эксплуатируют в течение года (7", = 8760 ч). За этот период эксплуатации машины суммарное время восстановления отказов составило t в = 40 ч. Время проведения регламента – t o = 20 ч. Суммарное время, затраченное на ремонтные работы за период эксплуатации, – 15 сут, т.е. t p = 15 24 = 360 ч.

Решение

Коэффициент технического использования вычислим по формуле (2.20), но сначала определим суммарное время наработки машины:

Ответ: К т = 0,952.

Пример 2.6

При эксплуатации сложной технической системы получены статистические данные, которые приведены в табл. 2.4. Определить коэффициент готовности системы.

Таблица 2.4

Статистические данные, полученные при эксплуатации сложной технической системы

		Восстановления отказа t в,i		Время суммарного восстановления т i t в,i

Наработка на отказ Среднее время восстановления

По формуле (2.19) с использованием вычисленных значений Т о и Т в находим коэффициент готовности системы:

Для объектов и устройств разного назначения применяются различные показатели надежности . В настоящее время можно выделить четыре группы объектов, различающиеся показателями и методами оценки надежности :

неремонтируемые объекты, применяемые до первого отказа;
ремонтируемые объекты, восстановление которых в процессе применения невозможно (невосстанавливаемые объекты);
ремонтируемые, восстанавливаемые в процессе применения объекты, для которых недопустимы перерывы в работе;
ремонтируемые, восстанавливаемые в процессе применения объекты, для которых допустимы кратковременные перерывы в работе.

Математические модели расчета показателей надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых систем S-, Р-, С-, Ζ-, X-, W-типов представлены в гл. 5.

Напомним, что коэффициент готовности по ГОСТ 27.002-89 является вероятностью того, что изделие будет работоспособным в произвольно выбранный момент времени в промежутках между выполнениями планового технического обслуживания. Пусть p (t ) - вероятность того, что в момент t система исправна. Назовем коэффициентом готовности предельное значение этой вероятности

Для рассматриваемой системы

(4.51)

Коэффициент готовности равен средней доле времени, в течение которого система находится в исправном состоянии.

В тех случаях, когда коэффициента готовности недостаточно для характеристики надежности системы, можно дополнительно определить среднюю длительность исправного состояния системы (исключая начальный период)

(4.52)

Среднее время неисправной работы равно

(4.53)

в) Основные характеристики ремонтоспособности.

Каждый отказавший элемент поступает в ремонтное устройство, состоящее из r единиц. Если все ремонтные единицы заняты восстановлением, то элемент становится на ремонт в очередь.

Из этих соображений, качество ремонтного устройства может быть охарактеризовано двумя параметрами:

k " - среднее число элементов, стоящих в очереди;

k ’’ - среднее число занятых ремонтных единиц.

Эти характеристики должны определяться для стационарного режима и не зависят от времени.

Эти характеристики можно выразить через финальные вероятности.

Если v (t ) -число неисправных элементов в момент t , тогда длина очереди в этот момент равна нулю, если

v (t )  r

и равна v (t )-r , если v (t ) > r .

Средняя длина очереди в момент t выразится так:

Тогда в стационарном режиме

(4.54)

Аналогично находится второй параметр

(5.55)

Можно оценить ремонтоспособность системы другим путем. Каждый элемент системы в процессе службы многократно превосходит цикл: работа-ожидание ремонта - ремонт - резерв. Если:

t 1 - среднее время пребывания элемента в рабочем состоянии;

t 2 - среднее время ожидания ремонта;

t 3 - среднее время ремонта;

t 4 - среднее время пребывания в резерве.

(4.56)

Эти отношения и дадут среднюю долю времени пребывания элемента в том или ином состоянии.

Введенные так коэффициенты достаточно хорошо и полно определяют качество нашей резервной системы.

Выразим коэффициенты в формуле (4.56) через финальные вероятности.

(4.57)

(4.58)

(4.59)

(4.60)

Изложенные выше примеры и методы оценки характеристик надежности имеют весьма важное все возрастающее значение. В принципе они применимы для оценки деятельности целых организаций и отраслей народного хозяйства.

Процесс оценки будет складываться в организации сбора информации о нахождении используемых устройств в рабочем состоянии, в ремонте, в резерве, и т. д., а также информации об отказах и времени исправной (неисправной) работы.

Последующая математическая обработка полученных данных позволит вычислить оценочные критерии работы системы, выявлять слабые, недостаточно надежные ее элементы и улучшать качество их работы.

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССРГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕММЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
И ЭНЕРГОСИСТЕМ

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ ОРГРЭСМОСКВА 1976

Составлено общестанционным отделом Главтехуправления Минэнерго СССР

Настоящие Методические указания являются вторым изданием «Методических указаний и инструкции о порядке подсчета показателей готовности к работе электростанций и энергосистем» (СЦНТИ ОРГРЭС, 1975). Во втором издании устранены имевшиеся недостатки, уточнены определения и способы расчета некоторых показателей, учтен опыт работы по новой системе планирования. Авторы выражают благодарность всем организациям и отдельным лицам, приславшим свои замечания, а также тт. Свистунову А.С. и Ильинскому А.В., принявшим участие в редактировании Методических указаний. Предложения по дальнейшему совершенствованию Методических указаний и замечания, возникшие при подсчете коэффициентов готовности к работе энергооборудования, следует направлять по адресу: 103074, Москва, К-74, Китайский проезд, д. 7, Главтехуправление Минэнерго СССР.

УТВЕРЖДАЮ:

Начальник Главтехуправления

Л.А. ТРУБИЦЫН

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Показатель готовности к работе электростанций и энергосистем служит для оценки полноты и длительности использования оборудования в целях электро- и теплоснабжения, уровня эксплуатации энергооборудования и эффективности проведенного на нем ремонта, а также характеризует степень совершенства и качество монтажа вновь вводимой техники. 1.2. Готовность к работе отдельных агрегатов электростанций определяется временем, нахождения агрегатов в работе и резерве и оценивается с помощью коэффициента готовности. 1.3. Плановый (фактический) коэффициент готовности агрегата к работе определяется по формуле

(1)

Где Т кал - календарный отрезок времени, на который планируется готовность оборудования к работе, ч; - планируемая (фактическая) продолжительность всех ремонтов в течение рассматриваемого периода, ч. 1.4. электростанции (энергосистемы, объединенной и Единой энергосистем) определяется как средневзвешенное (по установленной электрической или эквивалентной электрической мощности) значение коэффициентов готовности входящих в ее состав отдельных агрегатов, энергоблоков, очередей (электростанций и котельных, энергосистем). Для очереди электростанции с поперечными связями коэффициент готовности к работе вычисляется как средневзвешенное (по тепловой мощности для котлоагрегатов и номинальному расходу тепла для турбоагрегатов) значение коэффициентов готовности к работе всех входящих в состав очереди котло- и турбоагрегатов. 1.5. При определении коэффициентов готовности к работе установленная мощность (электрическая или тепловая) принимается с учетом планируемых на год вводов. 1.6. Плановый коэффициент готовности к работе для вновь вводимого оборудования устанавливается в соответствии с нормами Госплана СССР. 1.7. Устанавливается следующий порядок планирования коэффициента готовности к работе. Плановый коэффициент готовности к работе рассчитывается на год с разбивкой по кварталам и месяцам на основании утвержденного графика планово-предупредительных ремонтов и нормативной продолжительности неплановых простоев. Плановые коэффициенты готовности к работе утверждаются: - по электростанции и котельной - энергосистемой (годовые - с разбивкой по кварталам за 10 дн до начала отчетного года, месячные - за 5 дн до начала отчетного квартала); - по энергосистеме - главком (годовые - с разбивкой по кварталам за 20 дн до начала отчетного года, месячные - за 10 дн до начала отчетного квартала);- по главным эксплуатационным и главным производственным управлениям энергетики и электрификации Минэнерго СССР, министерствам энергетики и электрификации Украинской ССР, Казахской ССР, Узбекской ССР и Молдглавэнерго - руководством Минэнерго СССР.Расчеты коэффициентов готовности к работе, согласно настоящим Методическим указаниям, производятся соответственно электростанциями, котельными, энергосистемами, главными эксплуатационными и главными производственными управлениями Минэнерго СССР и министерствами энергетики и электрификации Украинской ССР, Казахской ССР, Узбекской ССР и Молдглавэнерго.Рекомендуется централизованное выполнение расчетов по всей энергосистеме (энергообъединению).Корректировка годового планового коэффициента готовности к работе не производится.Корректировка квартального и месячного плановых коэффициентов готовности к работе энергосистем производится вышестоящей организацией до 25-го числа последнего месяца отчетного периода.Корректировка квартальных плановых коэффициентов готовности к работе электростанций производится вышестоящей организацией до 30-го числа последнего месяца отчетного квартала.Для расчета показателей готовности к работе объединенных энергосистем районные энергетические управления передают соответствующим объединенным диспетчерским управлениям годовые, квартальные и месячные планы готовности (первоначально утвержденные и скорректированные) через 10 дн после утверждения и отчеты об их выполнении до 10-го числа месяца, следующего за отчетным.1.8. Задание по готовности считается выполненным, если достигнут плановый коэффициент готовности к работе. Выполнение плана готовности учитывается помесячно без учета нарастающего итога в пределах квартала.

2. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ НАХОЖДЕНИЯ АГРЕГАТА В РЕМОНТЕ

2.1. Продолжительность всех ремонтов определяется по формуле

где - продолжительность планово-предупредительных (капитальных, средних и текущих) ремонтов (ч), устанавливаемая на основании утвержденного графика планово-предупредительных ремонтов, составленного в соответствии с «Инструкцией по организации ремонта энергетического оборудования электростанций и подстанций» (УУ3, 1975); - фактическая продолжительность капитальных, средних и текущих ремонтов, ч.Для дубль-блоков продолжительность ремонтов рассчитывается по формуле

(3)

Здесь и - плановое или фактическое время работы турбины с одновременным ремонтом соответственно первого или второго корпусов котла, ч; - продолжительность неплановых простоев (ч), принимаемая в процентах от предполагаемого времени использования оборудования , на которое планируется коэффициент готовности агрегата к работе; в течение года эта продолжительность распределяется по усмотрению электростанции и РЭУ и составляет для оборудования ГЭС 2,0 %, электростанций на давление пара 90 кгс/см 2 и ниже - 2 %, 130 кгс/см 2 и водогрейных котлов - 2,5 %, для оборудования газомазутных энергоблоков мощностью 150 МВт - 3 %, 200 МВт - 3,5 %, 300 МВт и выше - 4 %. Для энергоблоков, работающих на твердом топливе, увеличивается дополнительно на 1 %; - фактическая продолжительность неплановых простоев, ч; - приведенная продолжительность разрыва мощности (ч), определяемая согласно разд. 3 настоящих Методических указаний.2.2. Оборудование, выведенное в длительную консервацию, а также оборудование отопительных котельных, пиковых водогрейных котлов в неотопительный период считается находящимся в резерве, а проводимые на нем ремонты учитываются при расчете коэффициента готовности к работе.

3. УЧЕТ РАЗРЫВОВ МОЩНОСТИ

3.1. Неиспользуемая производственная мощность электростанций определяется значением имеющих место разрывов и ограничений.Разрыв мощности - часть неиспользуемой мощности, характеризующая техническое состояние действующего оборудования:

где - эксплуатационные разрывы мощности, являющиеся следствием неисправностей и отказов в работе оборудования, некачественного ремонта, недостатков эксплуатации (зашлаковка поверхностей нагрева, повышенные присосы воздуха в котлоагрегат и т.п.) и зависящие от эксплуатационного и ремонтного персонала; - разрывы мощности, обусловленные:- конструктивными и технологическими дефектами основного и вспомогательного оборудования;- взаимным несоответствием отдельных агрегатов по производительности и мощности (недостаточной производительностью топливоподачи, котельных установок, подогревателей сетевой воды, пиковых водогрейных котлов, механизмов собственных нужд; недостаточной по сравнению с проектной пропускной способностью ВЛ или тепловых сетей, мощностью повысительных подстанций и т.д.);- ухудшением условий эксплуатации (работой на непроектном топливе, снижением по сравнению с номинальными параметрами начального давления и температуры пара по условиям работы металла или несоответствием расчетных параметров пара у котлов и турбин);- задержкой с вводом общестанционных устройств и вспомогательного оборудования электростанций: дымовых труб, градирен, магистралей ГЗУ, сооружений топливоподачи, ОРУ, электрических и тепловых сетей и т.д.При расчете плановых коэффициентов готовности к работе учитываются значения , при расчете фактических коэффициентов готовности к работе и .3.2. Плановое значение разрывов мощности утверждается соответствующей вышестоящей организацией (см. п. 1.7), которая одновременно с утверждением плановых коэффициентов готовности к работе электростанции устанавливает также сроки устранения разрывов мощности , по истечении которых разрывы мощности учитываются только при расчете фактических коэффициентов готовности к работе. Сроки устранения разрывов мощности корректировке не подлежат.3.3. При расчете коэффициентов готовности к работе отдельных агрегатов разрывы мощности учитываются с помощью приведенной продолжительности разрыва мощности: - установленная электрическая или эквивалентная электрическая мощность (разрыв мощности) агрегата, МВт;Т разр - время, в течение которого имела место работа агрегата с разрывом мощности, ч; D N разр, D Q разр - разрыв электрической или тепловой мощности, МВт, Гкал/ч; W - переводной коэффициент, равный 0,25 МВт/(Гкал/ч).Для теплофикационных агрегатов значение должно учитывать одновременно значения разрывов электрической и тепловой мощности. Если агрегат (электростанция) имеет несколько разрывов мощности одновременно, расчет производится по большему значению разрыва.При выходе одного из корпусов котла дубль-блока значение принимается равным половине значения установленной эквивалентной электрической мощности энергоблока.3.4. Время нахождения оборудования в ремонте (время разрыва мощности) определяется от момента вывода оборудования в ремонт до момента включения его в работу либо ввода в резерв (до момента ликвидации имевшегося разрыва мощности) с докладом диспетчеру ОДУ, если его немедленное включение не требуется по режиму работу энергосистемы.3.5. Если разрыв мощности относится не к отдельному агрегату, а к электростанции (очереди ТЭС с поперечными связями, котельной) в целом, фактический коэффициент готовности к работе электростанции (очереди ТЭС с поперечными связями, котельной) уменьшается на , где

(7)

Для очереди ТЭС с поперечными связями, котельной (РОУ)

(8)

Где - суммарный по очереди разрыв номинальной тепловой мощности турбин и котлов; - суммарная котлоагрегатов и суммарный номинальный расход тепла турбоагрегатов очереди, определяется согласно формуле (14). 3.6. Ограничения мощности D N огр связаны с режимными условиями работы оборудования и не зависят от эксплуатационного персонала. Основными причинами ограничения мощности являются: - недостаточность или неполноценность энергоресурса (повышение температуры охлаждающей воды, снижение напора воды во время паводков за счет повышения уровня нижнего бьефа, маловодность, ухудшение ледовой обстановки, обеспечение попусков воды для нереста рыбы и т.п.); - работа по условиям покрытия графика электрической или тепловой нагрузок (работа по тепловому графику с максимальным использованием отборов пара; ограничение тепловых потребителей, связанное с необходимостью покрытия электрического графика и т.д.); - проведение испытаний, профилактических осмотров, подключение смежного оборудования. При расчете коэффициента готовности к работе ограничения мощности не учитываются.

4. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

4.1. Плановый (фактический) коэффициент готовности к работе блочных ТЭС и ГЭС определяется по формуле

(9)

Где - плановый (фактический) коэффициент готовности по времени работы i -го турбоагрегата (гидроагрегата); a i - доля установленной мощности i -го агрегата в установленной мощности электростанции (N у или N у экв);

для блочных КЭС и ГЭС

для блочных ТЭЦ

где - установленная электрическая (эквивалентная электрическая) мощность i -го турбоагрегата (гидроагрегата), МВт.

(12)

где - установленная электрическая мощность i -го теплофикационного турбоагрегата, МВт; - установленная тепловая мощность i -го турбоагрегата (Гкал/ч), определяемая в соответствии с «Инструкцией к составлению отчета по форме 6-тп о работе тепловой электростанции» (ВГО «Союзучетиздат», 1975); W - переводной коэффициент, равный 0,25 МВт/(Гкал/ч).Расчет коэффициентов готовности к работе блочных ТЭС и ГЭС производится по табл. 1.4.2. Плановый (фактический) коэффициент готовности к работе очередей КЭС и ТЭЦ с поперечными связями и котельных определяется по формуле

(13)

где - плановый коэффициент готовности i -го турбоагрегата, котлоагрегата, пикового водогрейного котла, котла, отпускающего свежий пар; b i - доля номинального расхода тепла на данный турбоагрегат (установленной тепловой мощности котлоагрегата, пикового водогрейного котла, котла, отпускающего свежий пар) в суммарном номинальном расходе тепла на все турбоагрегаты данной очереди ТЭС и суммарной установленной тепловой мощности всех котлоагрегатов рассматриваемой группы оборудования.

где - расход тепла на i -ю турбину очереди при номинальных значениях параметров пара, электрической нагрузки и отборов пара от турбины, Гкал/ч (не путать с установленной тепловой мощностью турбины); ; Q пвк i ; Q сп i - установленная тепловая мощность i -го котлоагрегата, пикового водогрейного котла, котла по отпуску свежего пара очереди электростанции, Гкал/ч.Значения , ; Q пвк; Q сп определяются по типовым, нормативным или заводским характеристикам.Установленная эквивалентная электрическая мощность очереди ТЭС с поперечными связями:

(16)

Где - i -го турбоагрегата очереди электростанции, МВт; - установленная тепловая мощность очереди, Гкал/ч, определяемая согласно «Инструкции к составлению отчета по форме 6-тп о работе тепловой электростанция» (ВГО «Союзучетиздат», 1975).

Таблица 1

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (блочных ТЭС, ГЭС, ГАЭС, АЭС, ГТУ)

Номер агрегата

Разрыв мощности на отдельном агрегате D N разр, МВт; D Q разр, Гкал/ч

Время работы с разрывом мощности Т разр, ч

Разрыв эквивалентной электрической мощности , МВт

Продолжительность в течение рассматриваемого периода, ч

Установленная электрическая мощность i -го агрегата , МВт

Установленная тепловая мощность i -го агрегата , Гкал/ч

Установленная эквивалентная электрическая мощность i -го агрегата , МВт

Коэффициент готовности к работе по времени турбоагрегата, гидроагрегата K г i

Доля установленной эквивалентной электрической мощности агрегата в установленной эквивалентной электрической мощности электростанции a i

неплановых простоев Т нп

приведенная продолжительность разрыва мощности Т прив

всех ремонтов Т рем

Всего по электростанции

Расчет коэффициентов готовности к работе очереди электростанции выполняется по форме табл. 2. 4.3. Коэффициент готовности к работе электростанции, имеющей в своем составе конденсационные и теплофикационные энергоблоки, очереди с поперечными связями и котельные, определяется по формуле, в которую вносятся соответственно плановые или фактические показатели:

Где , , , - коэффициенты готовности к работе соответственно конденсационных и теплофикационных энергоблоков, очередей с поперечными связями и котельных; , , , , - установленная эквивалентная электрическая мощность соответственно конденсационных и теплофикационных энергоблоков, очередей с поперечными связями, котельных и электростанций в целом. Расчет коэффициентов готовности электростанции выполняется по форме табл. 2 и 3.

5. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ (ЭНЕРГООБЪЕДИНЕНИЯ)

Коэффициент готовности к работе энергосистемы определяется по формуле, в которую вносятся соответственно плановые или фактические показатели:

(18)

Где N у экв.сист - установленная эквивалентная электрическая мощность энергосистемы, МВт.

Где - коэффициент готовности к работе i -й ТЭС (ГЭС) энергосистемы; N у ТЭС(ГЭС) - установленная мощность i -й КЭС (ГЭС), МВт; N у экв.ТЭЦ(кот) - установленная эквивалентная электрическая мощность i -й ТЭЦ (котельной), МВт. Если разрыв мощности относится не к отдельной электростанции, а к энергосистеме в целом, коэффициент готовности к работе энергосистемы должен быть уменьшен аналогично формуле (7). Коэффициент готовности к работе объединенной энергосистемы рассчитывается по формуле

(20)

Расчет коэффициентов готовности энергосистемы ведется по форме табл. 4.

Таблица 2

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С ПОПЕРЕЧНЫМИ СВЯЗЯМИ (КЭС, ТЭЦ И КОТЕЛЬНОЙ)

Номер агрегата (очереди)

Продолжительность в течение рассматриваемого периода, ч

Разрыв мощности на отдельном агрегате D N разр, МВт, D Q разр, Гкал/ч

Время работы с разрывом мощности Т разр, ч

Продолжительность в течение рассматриваемого периода, ч

Установленная электрическая мощность i -го агрегата , МВт

Установленная тепловая мощность i -го агрегата , Гкал/ч

Установленная эквивалентная электрическая мощность i -го агрегата , МВ т

Расход тепла на турбину при номинальных значениях параметров пара, электрической нагрузки и отборов пара , Гкал/ч

Коэффициент готовности к работе i -го агрегата K г i , %

Доля номинального расхода тепла на турбоагрегат, установленной тепловой мощности котлоагрегата в суммарном номинальном расходе тепла на все турбоагрегат и суммарной установленной тепловой мощности котлоагрегатов b i

капитальных, средних, текущих ремонтов Т ппр

неплановых простоев Т нп

приведенная продолжительность разрыва мощности Т прив

всех ремонтов Т рем

Котлоагрегаты

Турбоагрегат

Всего по очереди

Таблица 3

Расчет коэффициента готовности к работе электростанции, имеющей блочную часть, очереди с поперечными связями и котельные

Номер очереди, блочного агрегата электростанции

Установленная электрическая мощность i -й очереди ТЭС, энергоблока ТЭС N у, МВт

Установленная тепловая мощность i -й очереди ТЭЦ, котельной, блочной установки , Гкал/ч

i -й очереди ТЭС, блочной установки N у экв, МВт

Разрыв мощности на i -й очереди ТЭС, котельной, блоке D N разр, МВт, D Q разр, Гкал/ч

Время работы с разрывом мощности Т paзp , ч

Разрыв эквивалентной электрической мощности , МВт

Приведенная продолжительность разрыва мощности Т прив, ч

Коэффициент готовности к работе i -й очереди, блочного агрегата K г i , %

Доля установленной эквивалентной электрической мощности i -й очереди ТЭС, блочного агрегата ТЭС в установленной эквивалентной электрической мощности электростанции a i

Котельные

Очереди ТЭС

Энергоблоки

Всего по электростанции

6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГОТОВНОСТИ К РАБОТЕ

Пример № 1. Расчет годового планового коэффициента готовности к работе электростанции

Электростанция состоит из трех очередей и водогрейной котельной (см. схему). На водогрейной котельной установлены четыре пиковых водогрейных котла ПТВМ-100, работающих на природном газе или мазуте.В I очередь электростанции входят котлоагрегаты № 1 - 5 (БКЗ-75), работающие на твердом топливе, и турбоагрегаты № 1 и 2 (соответственно Т-25-29 и К-25-29). Из коллектора I очереди электростанции пар может подаваться потребителям через РОУ, минуя турбины. Установленная тепловая мощность РОУ составляет 20 Гкал/ч. II очередь электростанции с оборудованием на давление пара 130 кгс/см 2 включает котлоагрегаты № 6 - 8 (БКЗ-320), сжигающие твердое топливо, и турбоагрегаты № 3, 4 и 5 (соответственно Р-50-130/31М, ПТ-60-130/13 и Т-100-130). III очередь электростанции - блочная, с двумя энергоблоками: теплофикационным с турбиной Т-250-240 и газоплотным котлом ТГМП-324 и конденсационным - с турбиной К-300-240 ЛМЗ и двухкорпусным котлом ТГМП-114, работающими на мазуте.Годовой план ремонта оборудования, разработанный электростанцией и утвержденный вышестоящей организацией, включает в себя следующий комплекс работ, выполняемых в плановые сроки и направленных на обеспечение надежной эксплуатации и доведение технико-экономических показателей работы основных агрегатов до уровня утвержденных расчетных норм. По водогрейной котельнойКапитальный ремонт котлов № 1 и 2 и средний ремонт котлов № 3 и 4. По I очереди электростанцииКапитальный ремонт котла № 4, средний ремонт котла № 3, текущий ремонт котлов № 1, 2 и 5, а также капитальный ремонт турбоагрегата № 2 и текущий - турбоагрегата № 1. По II очереди электростанцииКапитальный ремонт котла № 9, средний - котлов № 7 и 8, текущий - котла № 6; капитальный ремонт турбоагрегата № 5 и текущие - турбоагрегатов № 3 и 4. По блочной частиТекущий ремонт энергоблока № 1 и капитальный - энергоблока № 2.Нормы простоя в ремонтах определяются согласно «Инструкции по организации ремонта энергетического оборудования электростанций и подстанций» (УУЗ, 1975).Расчет планового годового коэффициента готовности к работе может быть произведен в следующем порядке.1) Расчет коэффициента готовности к работе водогрейной котельной.Для котлов ПТВМ-100 принимаем время простоя (согласно графику ремонтов, утвержденному вышестоящей организацией) в капитальном ремонте 35 сут, в среднем ремонте 20 сут.

Таблица 4

Расчет коэффициента готовности к работе энергосистемы

Номер электростанции

Установленная электрическая мощность i -й ТЭС, ГЭС, ГТУ, АЭС энергосистемы , МВт

Установленная тепловая мощность i -й ТЭС, котельной , Гкал/ч

Установленная эквивалентная электрическая мощность i -й ТЭС, ГЭС, ГТУ, АЭС энергосистемы N у экв, МВт

Коэффициент готовности к работе i -й ТЭС, ГЭС, ГТУ, A Э C энергосистемы K г i

Доля установленной эквивалентной мощности i -й электростанции в установленной эквивалентной электрической мощности энергосистемы a i

ТЭЦ и котельные:

ГЭС и ГАЭС:

ГТУ и др.:

Всего по энергосистеме

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗТРЕХ ОЧЕРЕДЕЙ И ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ

Очереди электростанции

Установленное оборудование

Длительность ремонтов, сут

Расход тепла на турбину при номинальных значениях параметров пара, нагрузок и отборов пара , Гкал/ч

Установленная тепловая, мощность, Гкал/ч

капитальных

Водогрейная котельная

ПТВМ-100

I очередь

Т-26-29

К-25-29

БКЗ-75

II очередь

P -50-130/31 M

ПТ-60-130/13

Т-100-130

БКЗ-320

Ш очередь

Т-250-240 № 6, котел ТГМП-324

К-300-240 ЛМЗ № 7, двухкорпусный котел ТГМП-114

определяется согласно разд. 2 Методических указаний.

- установленная тепловая мощность ПТВМ, определяемая по заводской характеристике.Суммарная эквивалентная электрическая мощность водогрейной котельной:

Коэффициент готовности к работе водогрейной котельной

2) Расчет коэффициента готовности к работе I очереди электростанции.Котлоагрегаты № 1, 2 и 5: котлоагрегат № 3: котлоагрегат № 4: Согласно «Инструкции по организации ремонта энергетического оборудования электростанций и подстанций» (УУЗ, 1975), простой для котлоагрегатов БКЗ-75-39 составляет в текущем, среднем и капитальном ремонтах соответственно 11, 14 и 25 сут. По заводской характеристике котла БКЗ-75-39 находим установленную тепловую мощность котлоагрегатов: Q K 1 = 48,3 Гкал/ч = Q K 2 = Q K 3 = Q K 4 = Q K 5 . - суммарная установленная тепловая мощность котлоагрегатов I очереди ТЭС.Турбоагрегат № 1 T-25-29: Установленная тепловая мощность турбоагрегата определяется в соответствии с «Инструкцией к составлению отчета по форме 6-тп о работе тепловой электростанции» (ВГО «Союзучетиздат», 1975) или по приложению 3 к «Инструкции по составлению отчета о тепловой экономичности работы электростанции» (СЦНТИ ОРГРЭС, 1971) ; установленная эквивалентная электрическая мощность турбоагрегата Т-25-29

Расход тепла на турбоагрегат № 1 при номинальных значениях параметров пара, электрической нагрузки и отборов пара от турбины определен по нормативной характеристике турбоагрегата № 1 и составил .Турбоагрегат № 2 К-25-29: Установленная эквивалентная электрическая мощность турбоагрегата К-25-29

Расход тепла на турбоагрегат № 2 определен по нормативной характеристике турбины и составил .Суммарный номинальный расход тепла на турбоагрегаты I очереди составит Для каждого агрегата очереди по формуле (14) определяем b i - долю номинального расхода тепла на турбоагрегат (долю установленной тепловой мощности котлоагрегата) в суммарном номинальном расходе тепла на турбоагрегаты и суммарной установленной тепловой мощности котлоагрегатов. Коэффициент готовности к работе I очереди электростанции составит Установленная эквивалентная мощность I очереди, отпускающей пар помимо турбин в количестве 20 Гкал/ч, согласно условию, составит по формуле (16) 3) Расчет коэффициента готовности к работе II очереди электростанции.Время простоя в ремонтах, согласно «Инструкции по организации ремонта энергетического оборудования электростанций и подстанций (УЗУ, 1975), составит:Котлоагрегат № 6: Котлоагрегаты № 7 и 8: Котлоагрегат № 9: Установленная тепловая мощность котлоагрегатов БКЗ-320 II очереди составит

Почему важно понимать вероятность работоспособности системы безопасности и других слаботочных систем в заданный промежуток времени? Очень просто — системы созданы, чтобы решить совершенно конкретную задачу заказчика (это в идеале 🙂). Если система не работает — она не решает эту задачу, проблему и т.п. Заказчик терпит убытки, вынужден принимать дополнительные меры безопасности и т.п. При заказе систем часто возникает вопрос — какого класса оборудование нужно взять? Нужно ли резервировать оборудование, и если нужно — то какое именно? Как обосновать перед заказчиком выбор оборудования и степень резервирования?

Ответом на все эти вопросы мы сегодня и займемся.

Статья основана на моей ранее изданной публикации на портале sec.ru. причинам сейчас она не доступна, как и весь портал. Поэтому публикую её в чуть измененном виде в .

Существует класс заказчиков, для которых цена не является основополагающим фактором при согласовании технических решений. Как правило речь в таких случаях идет о крупных системах. Заказчик может руководствоваться различными соображениями. Чаще всего — стоимостью владения системой и рисками / убытками от неработоспособности системы. В таком случае в ТЗ прописывается желаемый коэффициент готовности системы (Instantaneous availability function) по ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике (ССНТ). Термины и определения .

Данная статья — попытка кратко описать методику обоснования выбора технических решений, особенности проектирования систем с учетом заданного коэффициент готовности , а так же преимущества данного подхода для заказчика перед стандартными подходами (использовать проверенное оборудование; оборудование, на которое есть максимальная скидка; самое дешёвое и т.п.).