Оптимизация структурной надежности ИТ
АСПТ по сравнению с ИТ на органическом топливе имеют существенно большую единичную мощность, характеризуются повышенной сложностью конструкций оборудования и технологических схем, значительным ростом удельных капиталовложений на их сооружение. Кроме того, для АСПТ характерна значительная протяженность магистральных ТС между АСПТ и районами теплопотребления. Соответственно отрицательные экономические последствия для потребителей теплоты в СЦТ из-за возможных нарушений работоспособности АСПТ могут быть более значительными, чем в случае ИТ на органическом тепливе. Все это требует большего внимания к вопросам надежности АСПТ.
Повышение надежности АСПТ почти всегда связано с дополнительными затратами. Это определяет важность и необходимость экономического обоснования уровня надежности АСПТ и способа его обеспечения. Однако в настоящее время в практике разработки и проектирования АСПТ и СЦТ с АСПТ используются критерии и оценки надежности, основанные на инженерном опыте эксплуатации котельных, ТЭЦ и АЭС [83]. Учитывая перечисленные особенности АСПТ, специфику СЦТ с АСПТ и отсутствие опыта эксплуатации близких аналогов, представляется недостаточным использование таких качественных характеристик надежности. В данном разделе предлагается методика, позволяющая на стадии разработки и проектирования АСПТ количественно обосновывать решения по ее надежности. Эта методика использовалась для решения задач надежности для АСПТ объекта со сложной технологической схемой и излагается здесь применительно к этому объекту. Однако она без значительных изменений может быть использована для любого типа АИТ.
В предлагаемой методике применительно к энергоблоку АСПТ рассматривается один из основных способов повышения надежности технических систем — повышение структурной надежности. В рамках этого способа повышение надежности энергоблока АСПТ возможно за счет: разделения номинальной производительности элементов и систем между элементами и системами меньшей производительности; полного или частичного структурного резервирования элементов и систем; резервирования элементов обводными связями.
Как отмечалось, АСПТ может производить несколько видов теплоты: пар одного-двух уровней давления и горячую воду. Каждый из этих видов продукции выдается из разных элементов АСПТ, имеет свой график нагрузки, своих потребителей и другие особенности. Соответственно исследуется надежность АСПТ по каждому из отпускаемых видов теплоты.
При решении задач оптимизации надежности АСПТ в качестве критёрия оптимальности решения принимается экономический критерий — минимум приведенных затрат по АСПТ и смежным объектам. Конкретное выражение (содержание) этого критерия зависит от постановки задачи оптимизации надежности АСПТ.
В качестве примера использования изложенной методики здесь приводятся некоторые результаты решения задачи надежности для АСПТ во второй постановке. Рассматривалась двухблочная АСПТ, вынесенная за пределы районов теплопотребления на 7 км. Пар и горячая вода от АСПТ подаются по двухниточным подающим трубопроводам. Имеются две ПРК: на промпредприятии в составе двух котлов Е-100-24ГМ и у коммунальнобытовых потребителей в составе четырех котлов КВГМ-100. Для оптимизации уровней надежности АСПТ по отпуску пара использовались показатели удельного ущерба, а по отпуску горячей воды задавались нормативные показатели для системы АСПТ — магистральные ТС — ПРК: коэффициент готовности Кг = 0,97 для у.р.м. этой системы Q = 100% и Кг = 0,99 для 6 = 70%.
Результаты расчетов в зависимости от изменения количества петель II контура энергоблока АСПТ (рис. 9.4) приведены в табл. 9.2. За исходный вариант принята двухпетлевая схема. Переход к трех- и четырехпетлевым схемам привел к соответствующему уменьшению приведенных затрат и ущерба, а также к увеличению показателей надежности АСПТ, причем в первом случае уменьшение приведенных затрат на 1 руб. дополнительных капвложений составляет 0,346 руб./год, а во втором — 0,102 руб./год.
Исследовано также влияние на надежность отпуска теплоты АСПТ количества циркнасосов в петлях П контура, вариантов байпасирования некоторого его оборудования, различных вариантов резервирования оборудования, связанного с производством пара и горячей воды и др.
Исследование систем теплоснабжения/Л.C. Попырин, К.С. Светлов, Г.М. Беляева и др. М.: Наука, 1989.
