Основы расчета надежности элементов системы водоснабжения
Отказ в работе любой системы, включая систему водоснабжения, в теории надежности рассматривается как случайное событие. Для оценки количественного значения надежности системы в целом или ее элементов используют полученные в результате опытов (испытаний) случайные величины, характеризуемые наиболее полно законном распределении.
При нормальной эксплуатации, когда
λ(t) = λ = const,
где λ(t) - интенсивность отказов, характеристики безотказной работы подчиняются поненциальному закону и имеют вид:
- вероятность безотказной работы P(t):
;
- интенсивность отказов λ(t):
λ(t)=a(t)/P(t),
где а - частота отказов, определяемая как
При λ(t) <1 P(t)= 1 - λ(t)
При испытании системы (ее элементов) в опытных или реальных условиях вероятность безотказной работы определяют по формуле:
где N0 - число однотипных сооружений или устройств, подвергающихся испытаниям за время t. ∑ni=n(t) - число отказавших за время элементов, для кторого определяется вероятность безотказной работы, ∆t - принятая продолжительность интервала времени
На практике пользуются упрощенной формулой вида
P(t)= [No - n(∆t)]/No
Из других характеристик надежности определяют среднее время безотказной работы системы Tc
и чистоту отказов ac(t):
Изменение характеристик надежности системы во времени
Расчет надежности рекомендуется осуществлять в следующей последовательности: рассматривается принципиальная схема системы, изучается ее функционирование и связь между отдельными элементами системы; сложные системы разбиваются на подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на группы (агрегаты), узлы (блоки); дается формулировка отказа; составляется структурная схема для расчета; составляется таблица расчета надежности; на основании данных таблицы вычисляются количественные характеристики блоков, подсистем и системы в целом.
Показатели интенсивности отказов отдельных составляющих и устройств системы водоснабжения при доверительной вероятности безотказной работы ᵟ = 0,95 и интенсивности ремонтов приведены в таблице
|
Тип оборудования |
Интенсивность отказов при ᵟ= 0,95 • 104 (ч*км) |
Интенсивность ремонтов µ, 102ч-1 |
||
|
λmin |
λср |
λтах |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Водозаборные сооружения |
||||
|
Водоприемники: |
|
|
|
|
|
- раструбные |
- |
0,02 |
- |
0,5 |
|
- ряжевые |
- |
0,02 |
8 |
0,5 |
|
- железобетонные |
- |
0,02 |
- |
0,5 |
|
Самотечные линии |
|
|
|
|
|
из стальных труб |
0,1 |
0,25 |
0,4 |
0,5 |
|
Насосы типов: |
|
|
|
|
|
-НДн |
1,8 |
2 |
3,9 |
4 |
|
-НДс |
1,6 |
2 |
3,2 |
4 |
|
-Д |
- |
2,2 |
- |
4 |
|
-В |
2 |
3,5 |
4,6 |
4 |
|
Фильтры водозаборных |
|
|
|
|
|
скважин: |
|
|
|
|
|
- проволочные |
0,5 |
1,25 |
2 |
0,5 |
|
- каркасно-стержневые |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
|
Обсадные трубы |
0,06 |
0,15 |
0,3 |
- |
|
Насосы типов: |
|
|
|
|
|
-ЭЦВ4 |
1 |
1,25 |
1,6 |
2 |
|
-ЭЦВ6 |
0,8 |
1,2 |
5,6 |
2 |
|
-ЭЦВ8 |
0,9 |
2,1 |
4,6 |
2 |
|
-ЭЦВ 10 |
0,9 |
1,5 |
3,2 |
2 |
|
Блоки управления |
- |
0,95 |
- |
4 |
|
Водоприемные камеры, |
|
|
|
|
|
резервуары |
0,01 |
0,03 |
0,1 |
1 |
|
Задвижки |
|
|
|
|
|
с электроприводом |
од |
0,6 |
1 |
4 |
|
Обратные клапаны |
0,04 |
0,08 |
1 |
4 |
|
Водоводы и водопроводные сети |
||||
|
Трубы чугунные (нормаль |
|
|
|
|
|
ные условия) диаметром, |
|
|
|
|
|
мм: |
|
|
|
|
|
-100 |
0,9 |
1,02 |
1,14 |
1-4 |
|
-150 |
0,75 |
0,92 |
1,09 |
1-4 |
|
-200 |
0,7 |
0,87 |
1,05 |
1-4 |
|
-250 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1- 4 |
|
-300 |
0,55 |
0,7 |
0,85 |
1 -4 |
|
-400 |
0,5 |
0,62 |
0,74 |
1 -4 |
|
-500 |
0,47 |
0,52 |
0,57 |
1- 4 |
|
-600 |
0,44 |
0,48 |
0,53 |
1- 4 |
|
-700 |
0,4 |
0,44 |
0,48 |
1 -4 |
|
-800 |
0,36 |
0,39 |
0,42 |
1 -4 |
|
-900 |
0,34 |
0,37 |
0,4 |
1 -4 |
Продолжение таблицы
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Грубы стальные (нормальные условия) диаметром, мм: |
|
|
|
|
|
- 100 |
0,18 |
0,29 |
0,4 |
2-4 |
|
- 150 |
0,16 |
0,25 |
0,35 |
2-4 |
|
-200 |
0,15 |
0,22 |
0,3 |
2-4 |
|
-250 |
0,13 |
0,19 |
0,25 |
2-4 |
|
-300 |
0,12 |
- |
0,20 |
2-4 |
|
-400 |
0,11 |
- |
0,18 |
2-4 |
|
-500 |
0,1 |
- |
0,15 |
2-4 |
|
-600 |
0,1 |
- |
0,14 |
2-4 |
|
Насосные станции |
|
|
|
|
|
Насосы типов: |
|
|
|
|
|
-К 8/18; 1,5К 8/19 |
1,0 |
1,25 |
4,0 |
4 |
|
-2К 20/18; 2 К20/30 |
0,6 |
1,0 |
5,2 |
4 |
|
- ЗК 45/30 |
1,3 |
2,0 |
4,0 |
4 |
|
- 4К 90/35; 4К 90/20 |
1,4 |
3,0 |
4,5 |
4 |
|
- 6К 120/20 |
0,8 |
1,8 |
5,6 |
4 |
|
- 6К 170/32,5; 6К 170/32,5 а, б |
0,9 |
2,0 |
5,6 |
4 |
|
- 1В-0,9М; 28В-12 |
1,8 |
2,4 |
5,0 |
4 |
|
- 1,5В-1,ЗМ; 32В-12 |
1,8 |
2,4 |
5,0 |
4 |
|
- 2В-1,6М; 40В-24 |
1,9 |
2,8 |
5,8 |
4 |
|
- КВН-3; КВН-4 |
1,8 |
4,0 |
7,0 |
4 |
|
- 1СЦВ-1,5 |
1,25 |
2,5 |
5,0 |
4 |
|
- Д200-95 |
1,2 |
3,2 |
4,8 |
4 |
|
- Д320-70 |
1,6 |
1,9 |
4,5 |
4 |
|
- Д630-90 |
- |
2Д |
- |
2 |
|
-Д1250-65 |
1,2 |
1,6 |
3,5 |
2 |
|
- Д1250-125 |
1,2 |
2,0 |
3,2 |
2 |
|
- Д2500-62 |
- |
1,8 |
2,0 |
2 |
|
Насосы типов: |
|
|
|
|
|
- Д3200-33 |
- |
1,25 |
- |
2 |
|
- 1 ОД-6; 10Д-9; 12Д-6 |
1,7 |
2,2 |
3,8 |
2 |
|
- ЗНФ; 4НФ; 5НФ |
0,8 |
1,8 |
5,6 |
4 |
|
- ЗМС-10-4 |
- |
2,2 |
— |
4 |
|
- 4МС-10-4 |
- |
2,0 |
- |
4 |
|
Трубопроводы стальные диаметром, мм: |
|
|
|
|
|
- внутри станции |
0,01 |
0,04 |
0,15 |
6 |
|
-700 |
0,1 |
- |
0,13 |
2-4 |
|
-800 |
0,1 |
- |
0,12 |
2-4 |
|
-900 |
0,1 |
- |
0,11 |
2-4 |
|
Сетевые задвижки |
0,1 |
0,15 |
0,8 |
1-4 |
|
Очистные сооружения |
|
|
|
|
|
Корпус безнапорных осветлительных фильтров, контактных осветлителей, |
|
|
|
|
|
отстойников |
0,02 |
0,05 |
0,15 |
0,5-1 |
|
Дренаж: |
|
|
|
|
|
- трубчатый |
0,1 |
0,25 |
0,4 |
0,5-1 |
|
- колпачковый |
0,15 |
0,2 |
0,5 |
0,5-1 |
|
- пористобетонный |
0,05 |
0,15 |
0,3 |
0,5-1 |
|
Напорные фильтры |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
1-2 |
|
Барабанные сетки |
0,8 |
1.6 |
2,0 |
2 |
Продолжение таблицы
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Обеззараживающие установки (замена ламп): - ОВ-АКХ-1 |
- |
2,5 |
- |
10 |
|
- ОВ-1П |
- |
2,5 |
- |
10 |
|
-ОВ-1П-РКС |
- |
2,0 |
- |
10 |
|
Хлораторы ЛОНИИ-СТО |
0,2 |
0,8 |
- |
10 |
|
Контрольно-измерительные приборы |
- |
1,25 |
- |
10 |
|
Трубопроводы стальные внутри станции |
0,01 |
0,04 |
0,15 |
6 |
|
Задвижки с электроприводом |
0,1 |
0,3 |
0,8 |
2 |