51137

Оценка эффективности системы эксплуатации турбинных установок

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Расчет эффективности системы эксплуатации ГТУ. Исследования влияния параметров на эффективность системы ТО. Рассчитать эффективность системы ТО.

Русский

2014-02-06

14.07 MB

4 чел.

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Кафедра турбин и турбинных установок

Отчет по лабораторной работе №1:

Оценка  эффективности системы эксплуатации турбинных установок (Вариант №1)

Выполнил: ст. 5-го курса, гр. 2510 Дорофеев В.В.

Проверил: проф. Рыбалко В.В.

Санкт-Петербург

2012


Оглавление

1. Задание и исходные данные. 3

1.1. Задание. 3

1.2. Исходные данные 3

2. Расчет оптимальных интервалов между плановыми  ТО в соответствии с заданной в исходных данных стратегией ТО. 4

3. Расчет эффективности системы эксплуатации ГТУ. 5

4. Исследования влияния параметров на эффективность системы ТО. 11

4.1. Исследование влияния времени восстановления ГТЭУ. 11

4.2. Исследование влияния средней наработки до отказа. 12



1. Задание и исходные данные.

1.1. Задание.

1. Рассчитать эффективность системы ТО.

2. Рассчитать оптимальные интервалы между плановыми ТО в соответствии с заданной стратегией ТО (разработка рекомендаций по применению разработанной системы ТО в практике эксплуатации судовых ГТУ).

3. Провести исследование влияния различных параметров на эффективность системы ТО.

1.2. Исходные данные

№ вар.

Стратегия ТО и восстановления работоспособности

Оптимальные интервалы между плановыми ТО, ч

Закон надёжности  ГТУ

Средняя наработка на отказ tcp, ч

Среднее
время

обнаружения (индикации) отказа, ч

Средняя
продолжительность планового ТО, ч

Средняя

продолжительность планового аварийно-восстановительного ремонта, ч

Средняя продолжительность внепланового аварийно-восстановительного ремонта, ч

1

1

Вычислить в соответствии с заданной стратегией ТО при назначенном ресурсе ГТУ 20 000 ч.

Нормальный  с параметрами

= tcp,

= 0,3

2000

2

10

18

30

Стратегии ТО: 1. Строго периодическое восстановление при известном математическом ожидании и дисперсии наработки до отказа.


2. Расчет оптимальных интервалов между плановыми  ТО в соответствии с заданной в исходных данных стратегией ТО.                       

Стратегия 1 (строго периодическое восстановление)

    В случае отказа выполняется аварийное восстановление элемента. Если объект проработал без отказа  определённое заранее время , то проводится  профилактическая замена элемента.  Как профилактическое, так и аварийное восстановления являются полным, т.е. регенерируют объект.

 Mp() - математическое ожидание времени между двумя профилактиками;

Mh() -  математическое ожидание времени между двумя аварийными

              восстановлениями;

Ip() = 1/Mp()  - среднее число профилактик;

Ih()= 1/Mh()  - среднее число аварийных восстановлений;

Если  известны средние затраты на профилактику и на аварийные замены, то при увеличении наработки объекта затраты на аварийное восстановление растут, а на плановую профилактику снижаются. Задача состоит в том, чтобы выбором надлежащего интервала восстановления оптимально учитывать эти две противоположные в отношении затрат тенденции.

Эксплуатация элемента (или всего объекта) ведётся в течение назначенного времени (ресурса).

Известны затраты времени на основные операции контроля и восстановления.

После обнаружения отказа элемента ведётся его восстановление, длительность которого

 заранее известна и задана в исходной информации;

 Постановка задачи:

Определить моменты выполнения проверок (ТО), при проведении которых коэффициент готовности элемента (в общем случае объекта) будет максимальным, а суммарные затраты на контроль и восстановление минимальны.

Задание исходной информации:

Средние затраты на аварийное и профилактическое восстановление, ч:

"Cтоимость"  восстановления после отказа, ч:

Математическое ожидание наработки на отказ, ч:

Алгоритм расчёта

Верхняя  оценка оптимального интервала между профилактическими заменами, ч:

Нижняя  оценка оптимального интервала между профилактическими заменами, ч:

Удовлетворительная оценка оптимального интервала между профилактическими заменами, которая верна при условии, что   (1 - 2s)/(tcp-с)  есть малая величина , ч:

Вывод. Для обеспечения  минимальной стоимости эксплуатационных затрат следует  ТО проводить через рассчитанный интервал времени: 1020 часов.

3. Расчет эффективности системы эксплуатации ГТУ.

Расчёт эффективности  системы технического обслуживания (ТО)

газотурбинных энергетических  установок (ГТЭУ)

Эффективность системы ТО оценивается по  величине функционала, характеризующего  время пребывания ГТЭУ  в состояниях  технического обслуживания и восстановления по отношению к времени нахождения в работоспособном состоянии при определённом уровне технической готовности. Интервалы времени  нахождения ГТЭУ  в различных состояниях вычисляются путём решения системы уравнений Колмогорова, составленных  для шести основных состояний  установки.

При решении задачи  соблюдаются все допущения  теории марковских случайных процессов.

Рассматриваемые состояния ГТЭУ представлены в виде графа

Состояния ГТЭУ:

S1 - работоспособное состояние ГТЭУ;

S2 - состояние скрытого отказа;

S3-  состояние восстановления после  отказа;

S4 - состояние планового ТО;

S5 - состояние планового аварийно- восстановительного  ремонта;

S6 - состояние внепланового аварийно-восстановительного ремонта.

Интенсивности переходов:- интенсивность отказов может быть подсчитана  по известной

                                                    функции надёжности ГТЭУ;

                                                  - интенсивность восстановлений определяется путём обработки

                                                     статистических данных из эксплуатационной документации.

                                                    ___________________________________________________

Приняты следующие показатели надёжности установки:

Среднее время наработки на отказ устранимый в эксплуатации, ч(задано в исх.данных):  

Продолжительность  инкубационного периода, ч (задано в исх.данных):  

Продолжительность  восстановления после отказа, ч (принято):  

Продолжительность  планового  аварийно-восстановительного ремонта, ч (задано в исх.данных):

Продолжительность  непланового аварийно-восстановительного ремонта, ч(задано в исх.данных):  

Продолжительность планового ТО, ч. (задано в исх. данных) :   

Соответствующие интенсивности переходов:

  ;

;

;

;

;

;

 ;  

;

 ;  

;

;

Вектор р содержит начальные значения  вероятностей нахождения  объекта в каждом их состояний.

(Сумма всех начальных значений должна быть равна единице.)

 

Контроль суммы вероятностей:

D - матрица значений первых производных системы  уравнений Колмогорова.

Z - матрица результатов решения системы дифференциальных     уравнений, столбцы которой содержат значения искомых функций.

Пределы интегрирования:

;

- процедура интегрирования системы дифференциальных уравнений  методом Рунге-Кутта  

; ;

Значение коэффициента готовности установки  K:

Вероятности  нахождения ГТЭУ в каждом из выделенных  шести состояний представлены на графиках:

 -контрольная проверка суммы вероятностей состояний,

которая должна быть равна единице в любой момент времени.

Алгоритм расчёта   функционала эффективности технического обслуживания:   

- с целью вычисления  интегралов от вероятностей состояний требуется представить полученные числовые  ряды вероятностей в виде функций, для чего выполняется аппроксимация  рассчитанных числовых рядов:

; ; ; ;

; ; ; ; ; ;

Время Т следует понимать как планируемое время функционирования установки с определённым (полученным  в данном расчёте) коэффициентом готовности. Для нахождения  корректной оценки эффективности системы ТО это время должно быть больше нуля и меньше (или равно)  правой границе интегрирования  системы уравнений (параметр b)

Определение суммарного  времени пребывания установки в различных состояниях (кроме состояний работоспособности и  скрытого отказа):

 

Расчёт J -функционала  эффективности системы  ТО :  

 

Выводы: 1.Во время функционирования установки с указанными  выше показателями надёжности обеспечивается стационарный  коэффициент готовности.При этом, через  ч, следует проводить полное восстановление (регенерацию) ГТЭУ  с  продолжительностью работ. Рассчитанная  эффективность  системы  ТО  определяется  функционалом,  величина которого равна 2.  Путём целенаправленного воздействия на объект и систему ТО, в результате чего должны  улучшиться показатели   надёжности объекта и, в частности, показатели  ремонтопригодности  (которые зависят и от системы ТО)  следует добиваться минимизации  функционал эффективности системы  ТО. Чем меньше величина функционала эффективности,  тем лучше работает система ТО.

4. Исследования влияния параметров на эффективность системы ТО.

4.1. Исследование влияния времени восстановления ГТЭУ.

Вывод: С уменьшением времени восстановления ГТЭУ после отказа эффективность ТО растет.

4.2. Исследование влияния средней наработки до отказа.

Вывод: С ростом средней наработки на отказ эффективность ТО растет.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59429. Cценарій. Вечорниці 40 KB
  1ша жінка: Ні таки що не кажіть а світ перемінився. Куди то все поділося Похитавши головою сумно наспівує 2га жінка: То ж і я кажу а співали як ми молодими. Пісня Шли корови з темної діброви Котрась із жінок перериваючи пісню говорить 3тя жінка...
59430. Небезпека від вогню 56 KB
  А загадки мої такі: Хто я такий Де я ховаюся Як мене перемогти Діти як видумаєте хто такий злий В Це злий Вогонь. І як я сама не здогадалась що це злий Вогонь. Друга загадка де він ховається Сірники загапальнички новорічні хлопавки свічки бенгальський вогонь вогонь у печі...
59431. Cценарій: Живи, книжко! 74 KB
  Тиждень книжки зазвучало Серед міста як сигнал. 4й учень: За той тиждень розмаїті Полюбились так книжки Що кладуть донині діти На ніч їх під подушки. Палітурки як ганчірки Ті книжки ридають гірко. Дівчинка: Бився Олесь з хлопчаками Він розмахував книжками...
59432. Правила дорожнього руху: вивчай, знай, виконуй! 30.5 KB
  Ознайомити учнів з правилами переходу дороги за несприятливих умов. Оголошення теми заняття Правила дорожнього руху: вивчай знай виконуй. План заняття Правила дорожнього руху.
59433. Літературно-мистецьке свято за творчістю І.Франка «Тричі являлася мені любов» 61 KB
  Франко працюючи репетитором у сина сільського священика Михайла Рошкевича знайомиться з його донькою Ольгою. Франко залучає Ольгу до літературної діяльності. Врештірешт Франко прохає Ольгу стати її нареченою.
59434. Cценарій. Барвиста писанка 45.5 KB
  Матеріали: Таблиці та кольорові фотографії писанок Таблиці символіки Кольорові фотографії писанок регіонів України Натуральні писанки Мотивація навчальної діяльності. Діти повинні знати звичаї та обряди українського народу...
59435. Рекомендації щодо проведення свята до Дня Матері 30.5 KB
  З першої миті життя схиляються над нами обличчя матерів. Матері Все життя дивляться вони нам услід бажають добра і щастя. Тож друже мій схилімо голови перед величчю матері перед її світлим образом.
59436. Cценарій: В осінні шати-барви вдяглися ліси й поля 45 KB
  Мета. Поглибити знання учнів про рідну природу, вчити бачити і розкривати красу навколишнього світу; заохочувати дітей до творчості; розвивати мовлення, мислення дітей; формувати вміння визначати настрій твору...
59437. Сценарій. Тарас Шевченко - провісник долі України 78 KB
  Як досяг чим завоював цю славу найбезправніший солдат Російської імперії найбільшої і найжахливішої вязниці народів яку тільки знала історія СЛОВОМ II ведучий.