Для распределения Вейбулла рекомендуется использовать следующие эмпирические коэффициенты:
(П9.3)
На рис. П9.1 приведен вид зависимости интенсивности отказов от срока эксплуатации участка тепловой сети. При ее использовании следует помнить о некоторых допущениях, которые были сделаны при отборе данных:
она применима только тогда, когда в тепловых сетях существует четкое разделение на эксплуатационный и ремонтный периоды;
в ремонтный период выполняются гидравлические испытания тепловой сети после каждого отказа.
Рисунок П9.1. Интенсивность отказов в зависимости от срока эксплуатации участка тепловой сети
457 × 272 пикс.   Открыть в новом окне |
По данным региональных справочников по климату о среднесуточных температурах наружного воздуха за последние десять лет строят зависимость повторяемости температур наружного воздуха (график продолжительности тепловой нагрузки отопления). При отсутствии этих данных зависимость повторяемости температур наружного воздуха для местоположения тепловых сетей принимают по данным СНиП 2.01.01.82 или Справочника "Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей".
С использованием данных о теплоаккумулирующей способности объектов теплопотребления (зданий) определяют время, за которое температура внутри отапливаемого помещения снизится до температуры, установленной в критериях отказа теплоснабжения. Отказ теплоснабжения потребителя - событие, приводящее к падению температуры в отапливаемых помещениях жилых и общественных зданий ниже +12 °C, в промышленных зданиях ниже +8 °C (СНиП 41-02-2003. Тепловые сети). Например, для расчета времени снижения температуры в жилом здании используют формулу:
, (П9.4)
где
- внутренняя температура, которая устанавливается в помещении через время z в часах, после наступления исходного события, °C;
z - время, отсчитываемое после начала исходного события, ч;
- температура в отапливаемом помещении, которая была в момент начала исходного события, °C;
- температура наружного воздуха, усредненная на периоде времени z, °C;
- подача теплоты в помещение, Дж/ч;
- удельные расчетные тепловые потери здания, Дж/(ч x °C);
- оэффициент аккумуляции помещения (здания), ч.
Для расчета времени снижения температуры в жилом задании до +12 °C при внезапном прекращении теплоснабжения эта формула при имеет следующий вид:
, (П9.5)
где
- внутренняя температура, которая устанавливается критерием отказа теплоснабжения (+12 °C для жилых зданий);
Расчет проводится для каждой градации повторяемости температуры наружного воздуха, например, для города N-ска (см. табл. П. 9.1) при коэффициенте аккумуляции жилого здания часов.
Таблица П9.1. Расчет времени снижения температуры внутри отапливаемого помещения
Температура наружного воздуха, °C | Повторяемость температур наружного воздуха, час. | Время снижения температуры воздуха внутри отапливаемого помещения до +12 °C |
-50,0 | 0 | 3,7 |
-47,5 | 0 | 3,8 |
-42,5 | 0 | 4,28 |
-37,5 | 0 | 4,6 |
-32,5 | 0 | 5,1 |
-27,5 | 2 | 5,7 |
-22,5 | 19 | 6,4 |
-17,5 | 240 | 7,4 |
-12,5 | 759 | 8,8 |
-7,5 | 1182 | 10,8 |
-2,5 | 1182 | 13,9 |
2,5 | 1405 | 19,6 |
7,5 | 803 | 33,9 |
На основе данных о частоте (потоке) отказов участков тепловой сети, повторяемости температур наружного воздуха и данных о времени восстановления (ремонта) элемента (участка, НС, компенсатора и т.д.) тепловых сетей определяют вероятность отказа теплоснабжения потребителя.
В случае отсутствия достоверных данных о времени восстановления теплоснабжения потребителей рекомендуется использовать эмпирическую зависимость для времени, необходимом для ликвидации повреждения, предложенную Е.Я. Соколовым:
, (П9.6)
где
a, b - постоянные коэффициенты, зависящие от способа укладки теплопровода (подземный, надземный) и его конструкции, а также от способа диагностики места повреждения и уровня организации ремонтных работ;
- расстояние между секционирующими задвижками, м;
D - условный диаметр трубопровода, м.
Расчет рекомендуется выполнять для каждого участка и/или элемента, входящего в путь от источника до абонента:
по уравнению П9.5 вычисляется время ликвидации повреждения на i-том участке;
по каждой градации повторяемости температур с использованием уравнения П9.4 вычисляется допустимое время проведения ремонта;
вычисляется относительная и накопленная частота событий, при которых время снижения температуры до критических значений меньше, чем время ремонта повреждения;
вычисляются относительные доли (см. уравнение П9.6) и поток отказов (см. уравнение П9.7) участка тепловой сети, способный привести к снижению температуры в отапливаемом помещении до температуры +12 град. Цельсия.
(П9.7)
, (П9.8)
вычисляется вероятность безотказной работы участка тепловой сети относительно абонента
(П9.9)
П9.2. Расчет надежности теплоснабжения для резервированных участков тепловой сети
Для расчета надежности резервируемых участков рекомендуется использовать следующий алгоритм вычислений:
Шаг 1. Выделяется потребитель, относительно которого выполняется расчет надежности вероятности безотказной работы теплоснабжения.
Шаг 2. Выполняется структурный анализ тепловой сети, позволяющий выделить все пути, по которым можно осуществить передачу теплоносителя от источника до выделенного потребителя. В некоторых специализированных программных комплексах (например, "Теплограф") эта процедура осуществляется автоматически, что значительно сокращает время на структурный анализ тепловой сети.
Шаг 3. Составляется эквивалентная схема путей для расчета надежности теплоснабжения. Она будет состоять из параллельно-последовательных или последовательно-параллельных участков тепловой сети (в смысле надежности).
Шаг 4. Для всех последовательных участков пути, также как для нерезервированных участков, рассчитывается их вероятность безотказной работы, в соответствии с методом, приведенным в разделе пункте П9.1. По результатам расчетов определяются:
вероятность безотказной работы эквивалентного нерезервированного j-того пути
(П9.10)
вероятность отказа эквивалентного нерезервированного j-того пути