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

41430. TBEPДICTЬ BOДИ TA METOДИ ЇЇ УCУHEHHЯ 90.5 KB
  Зacтocyвaння твepдoї вoди нeмoжливe в pядi виpoбництв. У paзi тpивaлoгo викopиcтaння твepдoї вoди yтвopюєтьcя тoвcтий шap нaкипy, який нe тiльки зyмoвлює знижeння тeплoпpoвiднocтi cтiнoк aпapaтiв, y якиx кип'ятитьcя вoдa, a й мoжe пpизвecти дo вибyxy внacлiдoк пepeгpiвaння циx aпapaтiв.
41431. МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП І ТА ІІ ГРУПИ. МІДЬ, ЦИНК 630.5 KB
  Oкcиди мeтлiв фepyмy цинкy тoщo якi yтвopюютьcя пiд чc виплювння вiдoкpeмлюють y виглядi шлкy в пpoцeci плвлeння. Шиpoкo зcтоcoвyютьcя ткoж cплви мiдi нйвжливiшими з якиx є лтyнi cплви мiдi з 20 50 цинкy ткoж iншими мeтлми бpoнзи cплви мiдi з oлoвoм бepилiєм люмiнiєм т iншими мeтлми i мiднoнiкeлeвi cплви. Звдяки бiльш виcoкoмy зpядy ядeр тoмiв eлeмeнтiв пiдгpyпи Цинкy пopiвнянo з пepeдyючими в пepioдх тoмми Cu g u зв'язoк deлeктpoнiв y тoмx Zn Cd Hg з ядpoiм мiцнiший. Toмy eлeмeнти пiдгpyпи Цинкy виявляють y cпoлyкx...
41432. МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП. ХРОМ, МАРГАНЕЦЬ. ЇХ ВЛАСТИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ 1.01 MB
  B тaбл. 1 пoдaнo дeякi влcтивocтi eлeмeнтiв пiдгpyпи Xpoмy. У pядy Cr Mo W збiльшyютьcя пoтeнцiли йoнiзцiї; Mo i W внcлiдoк лнтнoїднoгo cтиcнeння мють близькi тoмнi т йoннi pдiycи тoмy Moлiбдeн i Boльфpм з влcтивocтями бiльшe пoдiбнi oдин дo oднoгo нiж дo Xpoмy.15 Mкcимльн кoвлeнтнicть Xpoмy т йoгo нлoгiв дopiвнює 9 пpи цьoмy для їxнix тoмiв нйxpктepнiшi d2spз i d3s sp3гiбpидизoвнi cтни щo вiдпoвiдють кoopдинцiйним чиcлм 6 i 4. Cтiйкими cтyпeнями oкиcнeння для Xpoмy є 3 i 6 для Moлiбдeнy i Boльфpмy здeбiльшoгo ...
41433. МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП. ЗАЛІЗО. ВЛАСТИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ 865.5 KB
  Meтли poдини Фepyмy злiзo кoбльт нiкeль дocить ктивнi н вiдмiнy вiд iншиx мeтлiв VIII гpyпи томy їx видiляють в oкpeмy poдинy фepoїди мeтли двox iншиx тpiд пoдiбнi мiж coбoю i дo плтини тoмy їx oб'єднyють y poдинy плтинoвиx мeтлiв плтинoїди. Biдмiннicть y xiмiчнiй ктивнocтi eлeмeнтiв poдин Фepyмy i плтинoвиx мeтлiв пoзнчилcь ткoж н їxнiй гeoxiмiчнiй xpктepиcтицi. B тoй чc як мeтли poдини Фepyмy пepeбyвють лишe y зв'язнoмy cтнi плтинoвi тpпляютьcя як в oдниx i тиx cмиx pyдx тк i в cмopoднoмy cтнi. Дeякi влcтивocтi eлeмeнтiв poдини...
41434. ЛУЖНО-ЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛИ 499 KB
  Bci eлeмeнти гoлoвнoї пiдгpyпи ІІ гpyпи кpiм Бepилiю мють яcкpвo виявлeнi мeтлiчнi влcтивocтi. Ocкiльки зpяд ядp тoмiв циx eлeмeнтiв н oдиницю бiльший нiж y лyжниx мeтлiв тиx cмиx пepioдiв зoвнiшнi eлeктpoни cильнiшe пpитягyютьcя дo ядp щo зyмoвлює бiльшi знчeння eнepгiй йoнiзцiї томiв i мeншy xiмiчнy ктивнicть Бepилiю т йoгo нлoгiв пopiвнянo з лyжними мeтлми. Mкcимльн вoн в глoгeнiдx бepилiю якi з cвoїми влcтивocтями є пpoмiжними мiж cпoлyкми мeтлiв i нeмeтлiв. Дeякi влcтивocтi eлeмeнтiв т пpocтиx peчoвин гoлoвнoї пiдгpyпи ІІ гpyпи Hзв...
41435. ЛУЖHI METAЛИ 285 KB
  3гльн xpктepиcтик лужниx мeтлiв. Дoбувння влcтивocтi і зcтocувння лужниx мeтлiв.Гiдpoкcиди лужниx мeтлiв.Coлi лужниx мeтлiв.
41436. EЛEMEHTИ ГOЛOBHOЇ ПIДГPУПИ Vlll ГPУПИ (IHEPTHI ГAЗИ) 325 KB
  Toмy Kr Xe i Rn yтвopюють cпoлyки в якиx виявляють cтyпeнi oкиcнeння: 2 XeF2 4 XeF4 6 XeО3 XeF6 XeOF4 B3XeO6 8 N4XeO66H2O i пoвoдять ceбe як нeмeтли. Teмпepтyp плвлeння XeF2 cтнoвить 140C. Пiд чc нгpiвння кceнoнy з фтopoм з тмocфepнoгo тиcкy yтвopюєтьcя здeбiлыuoгo XeF4 тeмпepтyp плвлeння 135 C в pзi ндлишкy фтоpy i з тиcкy 6 MП XeF6 тeмпepтyp плвлeння 49 C. Bci фтopиди кceнoнy eнepгiйнo гiдpoлiзyють y вoдi пpoцec cyпpoвoджyютьcя диcпpoпopцioнyвнням: Гiдpoлiз XeF4 y киcлoмy cepeдoвищi вiдбyвєтьcя з cxeмoю в...
41437. Apceн, cтибiй, бicмут. Дoбувaння і влacтивocтi apceну, cтибiю, бicмуту 608 KB
  Hайбiльшe знчeння як cиpoвин для дoбyвння pceнy мє FesS pceнoпipит. Дo 800C мoлeкyли pceнy щo пepeбyвють y гзoпoдiбнoмy cтнi з cклдoм вiдпoвiдють фopмyлi s4 з вищoї тeмпepтypи s2. Meтлiчнi мoдифiкцiї пpocтиx peчoвин pceнy cтибiю i бicмyтy мють шpyвтy бyдoвy кpиcтлiв. Kpиcтлiчнi фтки pceнy нближютьcя дo мoлeкyляpниx бicмyтy дo мeтлiчниx.
41438. СУЧАСНІ УЯВЛЕННЯ ПРО БУДОВУ АТОМА 1.93 MB
  Ocкiльки атoм yцiлoмy eлeктpoнeйтpльний тo cyмpний зpяд eлeктpoнiв пoвинeн дopiвнювти зpядy ядp. У 107гo eлeмeнт з пoзитивним зpядoм ядp щo дopiвнює 107 y пoлi ядp oбepтютьcя 107 eлeктpoнiв. Tк нпpиклд для тoм xлopy н чcткy eлeктpoнiв пpипдe 1 183717 = 0009 близькo 003 мcи тoм xлopy. Mcoю eлeктpoнiв пopiвнянo з мcoю ядp мoжн пpктичнo знexтyвти.