Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Оптимизация технико-экономических мероприятий повышения надежности котельного оборудования ТЭС

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Экономия, создаваемая снижением объемов плановых ремонтов, может превышаться затратами на аварийные остановы и ремонты оборудования. С другой стороны, необоснованное завышение объемов профилактических технико-экономических мероприятий сопряжено с материальными издержками, что снижает эффективность функционирования предприятия. Создание резервов материальных ресурсов, достаточных для… Читать ещё >

Оптимизация технико-экономических мероприятий повышения надежности котельного оборудования ТЭС (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Анализ современного состояния теории надёжности и практики ее применения
    • 1. 1. Основные понятия теории надежности систем энергетики
    • 1. 2. Нормативные (детерминированные) методы прогнозирования надежности теплоэнергетического оборудования
    • 1. 3. Технико-экономические мероприятия, обеспечивающие надежность оборудования действующих ТЭС
    • 1. 4. Выводы к главе
  • Глава 2. Анализ возможности достижения поставленной в работе цели
    • 2. 1. Методология анализа сложных систем
    • 2. 2. Анализ перспективных направлений развития теории надежности с точки зрения решения поставленной задачи
      • 2. 2. 1. Сравнительный анализ детерминированных и стохастических моделей определения теплотехнической надежности
      • 2. 2. 2. Вероятностный подход к проблеме прочности и надежности
      • 2. 2. 3. Структурно-вероятностный подход в теории надежности
      • 2. 2. 4. Вероятностный метод теории точности производства
      • 2. 2. 5. Информационный подход
      • 2. 2. 6. Применение адаптивных методов к прогнозированию отказов уникальных механических систем
      • 2. 2. 7. Принципы математического моделирования динамики сложных уникальных систем
    • 2. 3. Выводы к главе
  • Глава 3. Разработка методологии прогнозирования надежности котельного оборудования ТЭС
    • 3. 1. Формулирование основных проблем и промежуточных задач исследования
    • 3. 2. Уточнение методологии построения динамических моделей сложных систем
    • 3. 3. Анализ основных закономерностей моделирования и прогнозирования надежности котельного оборудования ТЭС
      • 3. 3. 1. Структурная блок-схема надежности котлоагрегатов по основным элементам
      • 3. 3. 2. Возможность прогнозирования вероятностных показателей надежности котлоагрегатов в системной взаимосвязи с вероятностными показателями надежности отдельных его элементов
      • 3. 3. 3. Уровни распределения закономерностей структурно-вероятностного подхода
      • 3. 3. 4. Информационный подход
    • 3. 4. Выводы к главе
  • Глава 4. Математическая модель надежности котельного оборудования ТЭС
    • 4. 1. Формирование критериев, позволяющих создать математическую модель динамики надежности металла оборудования ТЭС
    • 4. 2. Выбор типа создаваемой математической модели
    • 4. 3. Выбор объекта для разработки математической модели
    • 4. 4. Процедура формирования динамической модели надежности
    • 4. 5. Отбор альтернативных вариантов реализации модели
    • 4. 6. Построение математической модели динамики надежности металла оборудования ТЭС на основе альтернативных вариантов выбранной функции регрессии
    • 4. 7. Анализ достоверности разработанной математической модели
    • 4. 8. Окончательная доработка математической модели
    • 4. 9. Возможности и недостатки разработанной математической модели динамики надежности металла оборудования ТЭС
    • 4.
  • Выводы к главе
  • Глава 5. Анализ оптимизации технико-экономических мероприятий повышения надежности котельного оборудования ТЭС
    • 5. 1. ТЭС с поперечными связями
    • 5. 2. Блочные ТЭС
    • 5. 3. Выводы к главе
  • Выводы по диссертации

Подавляющее большинство основного оборудования российских тепловых электрических станций выработало проектные сроки, установленные заводами-изготовителями. К настоящему времени более 80% энергоустановок исчерпало свой проектный ресурс (100 тыс. ч.), около 50% - превысило этот срок дважды. К 2015 г. их количество достигнет 90%. Экономическая ситуация в стране не позволяет в короткие сроки провести массовое техническое перевооружение электростанций [2,3,4,5].

В этой ситуации вопросы обеспечения надежности находящихся в эксплуатации установок приобретают особую актуальность. Значение надежности многократно возрастает, когда отказ механизма сопряжен с большими затратами на его ремонт или замену, что характерно для отраслей энергетики.

Наиболее оптимальная реализация экономических целей генерирующих предприятий энергетики возможна при согласовании взаимосвязанных, но во многом противоречащих друг другу направлений:

— снижение расходов на эксплуатацию и ремонты (и, следовательно, снижение себестоимости продукции и получение дополнительной прибыли), однако следствием такой технической политики является снижение надежности оборудования;

— обеспечение надежности оборудования в целях качественного обслуживания энергопотребителей, гарантирующего поступление оплаты за отпускаемую продукцию и отсутствие штрафных санкций.

Экономия, создаваемая снижением объемов плановых ремонтов, может превышаться затратами на аварийные остановы и ремонты оборудования. С другой стороны, необоснованное завышение объемов профилактических технико-экономических мероприятий сопряжено с материальными издержками, что снижает эффективность функционирования предприятия.

Создание резервов материальных ресурсов, достаточных для своевременного качественного проведения ремонтно-восстановительных работ, сокращает затраты, связанные с отказами оборудования. В то же время, необоснованное увеличение резервов также снижает эффективность функционирования предприятий.

В настоящее время способы и объемы мероприятий по восстановлению надежности оборудования ТЭС определяются на основании нормативных методов и экспертных оценок специалистов.

Это не позволяет экономически оптимизировать технико-экономические мероприятия по сохранению и восстановлению надежности оборудования ТЭС, создает серьезные проблемы в экономическом обосновании привлечения капиталовложений в целях повышения надежности.

В связи с этим целью данной работы является: прогнозирование динамики надежности металла для оптимизации технико-экономических мероприятий по восстановлению и повышению надежности котельного оборудования ТЭС.

Для достижения поставленной цели необходимы количественные вероятностные показатели надежности оборудования ТЭС.

Потребность в использовании вероятностных методов и количественных показателей надежности очевидна, тем не менее, в практике генерирующих предприятий теплоэнергетики они не находят применения.

В чем же причина такого положения?

Конструктивные и эксплуатационные особенности теплоэнергетического оборудования создают принципиальные ограничения для применения вероятностных моделей [6].

В значительной степени эти препятствия могут быть преодолены применением новейших разработок: теории случайных или стохастических процессов [7], принципов математического моделирования динамики сложных уникальных систем [8] и т. д.

Однако, основное препятствие к применению стохастических (вероятностных) методов теории надежности для металла оборудования ТЭС заключается в том, что возможности классических методов теории надежности усредненные на множестве объектов показатели) не могут удовлетворить практических потребностей (необходимы индивидуальные показатели надежности для элементов каждого агрегата).

Объясняется это тем, что индивидуальные показатели надежности элементов каждого агрегата одной и той же модели могут в разы отличаться от усредненных показателей (даже при одинаковой наработке в аналогичных условиях).

Таким образом, основной задачей, решение которой позволит достичь поставленной в настоящей работе цели, является построение математической модели прогнозирования динамики надежности металла теплоэнергетического котельного оборудования индивидуально для элементов каждого агрегата, выраженной через количественные показатели вероятности отказа.

Вероятностный прогноз надежности позволит рассчитать на долгосрочной основе для каждого конкретного агрегата, какой вариант является наиболее экономически выгодным:

— снижение объемов планово-предупредительных мероприятий и ремонтов до минимума, разрешенного нормативными документами;

— увеличение (до каких конкретно пределов) количества и качества работ по эксплуатационному контролю (дефектоскопии) каждого элемента, использование методов контроля, прогнозирующих снижение надежности (например, метод магнитной памяти);

— внедрение систем технической диагностики (оперативный контроль режимов работы и температуры металла поверхностей нагрева) и дополнительные затраты на поддержание качества ремонтных работ;

— эксплуатировать до последней возможности элемент с деградирующим металлом, либо заранее спланировать сроки экономически обоснованной замены элемента.

В работе отражены исследования, выполненные автором на основании статистической и технической информации о котельном оборудовании тепловых электростанций Забайкальского края, анализируемый период охватывает временной промежуток с 1977 по 2008 годы.

Диссертация состоит из введения, 5-и глав, заключения, списка литературы и приложений.

1. На основании информационного обзора по данной тематике установлено, что в современной ситуации, когда подавляющее большинство основного оборудования российских тепловых электрических станций исчерпало свой проектный ресурс, вопросы обеспечения надежности находящихся в эксплуатации установок, приобретают особую актуальность. Значение на дежности многократно возрастает, когда отказ механизма сопряжен с большими затратами на его ремонт или замену, что характерно для отрас лей энергетики. Поиск решения задачи моделирования и прогнозирования надежно сти сложных технических систем ведется во многих отраслях: атомной энергетике, химической и нефтехимической промышленности, машино строении, теплоэнергетике и т. д. Имеются многочисленные научные раз работки, приближающиеся к достижению этой цели, но к настоящему времени достоверное решение не было найдено.2. В работе уточнена методология построения динамических моделей слож ных систем, предложен тип моделирования, в наибольшей степени соот ветствующий задачам и цели исследования.3. В процессе построения математической модели надежности котельного оборудования ТЭС: • сформированы критерии, позволяющие создать математическую модель динамики надежности металла оборудования ТЭС. Таким критерием является сопоставимый при любых наработках оборудо вания показатель надежности (безотказности) (П'Б/О, ПР)> имеющий смысл эмпирической вероятности безотказной работы в течение /-го интервала времени. Разработанные показатели характеризуют на 122 дежность (вероятность отказа или безотказной работы) индивиду ально для элементов каждого агрегата- • разработана процедура формирования и принципы построения ди намической модели надежности, предусмотрена возможность опре деления точности построения функций надежности (регрессии), а также точности и надежности прогнозных значений- • из множества предложенных альтернативных вариантов реализации математической модели на основе статистических данных отобран вариант, удовлетворяющий практическим требованиям достоверно сти, точности прогнозирования и работоспособности.4. Решена поставленная в работе задача построения математической модели прогнозирования динамики надежности металла теплоэнергетического котельного оборудования индивидуально для элементов каждого агрегата, выраженной через количественные показатели вероятности отказа.5. Приведен пример расчета оптимизации технико-экономических меро приятий восстановления и повышения надежности котельного оборудова ния блочной ТЭС по разработанной модели динамики надежности для котла Еп-670−13,8−545БТ (ТПЕ-216). На примере доказана возможность значительного экономического эффекта от повышения надежности ко тельного оборудования ТЭС.

6. Разработанная математическая модель решает поставленную в работе цель прогнозирования динамики надежности металла для оптимизации технико-экономических мероприятий по восстановлению и повышению надежности котельного оборудования ТЭС.

Показать весь текст

Список литературы

  1. О промышленной безопасности опасных производственных объектов: Федеральный закон 116 ФЗ // М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». — 2004. — 28 с.
  2. , И.М. Перспектива развития Единой энергетической системы России на период до 2010 г. / И. М. Смирнов, В. С. Ляшенко // Электрические станции. — 1999. — № 9. — 2−16.
  3. , А.Н. Проблемы технического перевооружения и продления ресурса оборудования электростанций / А. Н. Ремезов // Электрические станции. — 1999. — № 9. — 77−79.
  4. , Я.Н. Технологическое состояние и перспективы российской экономики / Я. Н. Дубенецкий // Проблемы прогнозирования. — 2003. — № 3 .
  5. , В.Ф. Восстановительная термическая обработка паропроводных систем на тепловых электростанциях / В. Ф. Резинских, В. Ф. Злепко, В. Н. Осмаков, Н. А. Хапонен // Безопасность труда в промышленности. — 2004. — № 6. — 27,28.
  6. , Г. П. Надежность теплоэнергетического оборудования. /Г.П.Гладышев, Р. З. Аминов, В. З. Гуревич и др.- Под ред. А. И. Андрющенко — М.: «Высш. шк.», 1991. — 303 с.
  7. , Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. — 8-е изд., стер. / Е. С. Вентцель — М.: Высш. шк., 2002. — 575 с.
  8. , Ф.М. Проблемы и принципы математического моделирования динамики сложных уникальных систем / Ф. М. Митенков, В. В. Знышев, Е. Ф. Сабаев и др. // Математическое моделирование. — 2007. № 5. — С. 39−44.
  9. , Д.П. Определение показателей надежности теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС / Д. П. Елизаров, А. В. Цанев, В. Клевцов — М.: изд. МЭИ, 1996. — 56 с.
  10. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В Ю т. / Ред. совет: В. Авдуевский (пред.) и др. — М.: Машиностроение, 1987. — (В пер.), Т. 2: Математические методы в теории надежности и эффективности / Под ред. Б. В. Гнеденко — 280 с.
  11. , Е.Ю. Вопросы математической теории надежности /Е.Ю.Барзилович, Ю. К. Беляев, В. А. Каштанов и др.- Под ред. Б. В. Гнеденко — М.: Радио и связь, 1983.-376 с.
  12. , Б.В. Математические методы в теории надежности. Основные характеристики надежности и их статистический анализ / Б. В. Гнеденко — М.: Наука, 1965. — 524 с.
  13. , Ю.Н. Надежность систем энергетики / Ю. Н. Руденко, Н. А. Ушаков — Новосибирск: Наука, 1989. — 323 с.
  14. Теоретико-методические проблемы надежности систем энергетики /под ред. Ю. Н. Руденко — Новосибирск: Наука, Сиб. Отделение, 1985. — 223 с.
  15. Надежность систем энергетики. Терминология / отв ред. Ю. Н. Руденко. — М.: Наука, 1980. -43 с.
  16. , Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок / Л. С. Попырин — М.: Энергия, 1978. — 416 с.
  17. Надежность систем энергетики и их оборудования / Под общей редакцией Ю. Н. Руденко: В 4-х т. Т.1: Справочник по общим моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики / Под ред. Ю. Н. Руденко — М.: Энергоатомиздат, 1994. — 480 с.
  18. , Дж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических системах / Дж. Эндрени — М.: Высшая школа, 1983. — 304 с .
  19. , Д.М. Теория надежности машин и металлоконструкций/ Д. М. Беленький, М. Г. Ханукаев — Ростов н/Д: «Феникс», 2004. — 608 с.
  20. , В.А. Надежность теплосилового оборудования /В.А.Кохтенко, А. А. Кочетов, А.Н.Штык-М.: изд. МЭИ, 1994. — 192 с.
  21. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС: Учеб. Пособие для теплоэнергетических и энергомашиностроительных вузов/ Г. П. Гладышев, Р. З. Аминов, В. З. Гуревич и др.- под ред. А. И. Андрющенко. — М.: Высшая школа, 1991. — 303 с.
  22. Надежность и эффективность в технике: Справочник / под ред. В. И. Кузнецова — М.: Машиностроение, 1986. — т. 8: Эксплуатация и ремонт. — 319 с.
  23. Надежность технических систем: Справочник / под ред. И. А. Ушакова-М.: Радио и связь, 1985. — 606 с.
  24. Надежность автоматизированных систем управления. (ГОСТ 24.701 — 86) — М.: Изд. стандартов СССР, 1987. — 12 с.
  25. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.(ГОСТ 27. 002 — 89) — М.: Изд. стандартов, 1990. — 26 с.
  26. Надежность в технике. Оценка показателей надежности при маломчисле наблюдений с использованием дополнительной информации. Общие положения. (ГОСТ 27. 201 — 81) — М.: Изд. стандартов, 1981. — 12 с.
  27. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности. (ГОСТ 27. 203 — 81) — М.: Изд. стандартов, 1981. — 18 с.
  28. Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценкинадежности по параметрам качества изготовляемой продукции. (ГОСТ 27. 202 — 83) — М.: Изд. стандартов, 1983. — 15 с.
  29. , И.А. Курс теории надежности систем: Учеб. пособие длявузов / И. А. Ушаков — М.: Дрофа, 2008. — 239 с.
  30. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетейРоссийской Федерации — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. — 264 с.
  31. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. (ПБ 10 — 574 — 03) / Колл. авт. — М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. — 216 с.
  32. Инструкция по объему и порядку проведения входного контроляметалла энергооборудования с давлением 9 Мпа и выше до ввода его в эксплуатацию. (РД 34. 17. 401 — 95) — М.: СПО ОРГРЭС, 1997. — 15 с.
  33. Инструкция по расследованию и учету технологических нарушенийв работе электростанций, сетей и энергосистем. (РД 34. 20. 801 — 93) — М.: СПО ОРГРЭС, 1993. — 29 с.
  34. , П.А. Металлы и расчет на прочность элементов паровыхкотлов / П. А. Антикайн — М.: Энергия, 1969. — 448 с.
  35. , Е.И. Надежность металла энергетического оборудования/ Е.И.Крутасова-М.: Энергоиздат, 1981. -240 с.
  36. , Ф.А. Надежность сварных соединений труб котлов ипаропроводов / Ф. А. Хромченко — М.: Энергоиздат, 1982. — 120 с.
  37. , В.А. Надежность гибов труб теплоэнергетических установок / В. А. Нахалов — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 184 с.
  38. , П.А. Предупреждение аварий паровых котлов /П.А.Баранов — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 272 с.
  39. , А.И. Теплогидравлический расчет и теплотехническая надежность ядерных реакторов / А. И. Клемин, Л. Н. Полянин, М. М. Стригулин — М.: Атомиздат, 1980. — 284 с.
  40. , В.Ф. Дистанционная экпертиза состояния металла и определение причин повреждений элементов оборудования тепловых электростанций / В. Ф. Резинских, В. И. Гладштейн, К. Р. Линкевич и др. // Электрические станции. — 2004. — № 9.
  41. , В.В. К расчету долговечности и остаточного ресурса обогреваемых труб котла / В. В. Холщев // Энергетик. — 2005. — № 4.
  42. , Ф.А. Расчетно-экспериментальная оценка остаточногоресурса сварных соединений паропроводов / Ф. А. Хромченко, Р. Н. Калугин // Энергетик. — 2003 — № 12.
  43. , Ф.А. Диагностирование и прогнозирование ресурсасварных соединений паропроводов / Ф. А. Хромченко, В. А. Лаппа, Р. Н. Калугин // Электрические станции. — 2001. — № 7.
  44. , А.Ф. Производство энтропии и бифуркационная модель усталости металла, вырабатывающего физический ресурс / А. Ф. Дьяков, В. Г. Канцедалов, Г. П. Берлявский // Энергетик. — 2004. — № 1.
  45. , А.П. Система диагностики и ремонта поверхностей нагрева/ А. П. Мычик // Энергетик. — 2002. — № 10.
  46. , В.А. Оценка нагруженности сварных соединений паропровода по остаточной деформации труб / В. А. Нахалов, Ю. В. Балашов // Электрические станции. — 2004. — № 3.
  47. , В.А. Явление намагничивания металла и контроль тепловой неравномерности поверхностей нагрева / В. А. Богачев, Б. Э. Школьникова, В. Ф. Макогон, Г. А. Урусова // Электрические станции. — 2001. — № 3.
  48. , Ю.М. Оценка методов прогнозирования эксплуатационнойнадежности сварных соединений паропроводов / Ю. М. Гофман, Е. Ю. Симановская // Электрические станции. — 2002. — № 5.
  49. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / под ред.В. В. Клюева — М.: «Машиностроение», 1995. — 604 с.
  50. Методические указания по техническому диагностированию трубповерхностей нагрева паровых и водогрейных котлов с использованием магнитной памяти. (РД 34. 17. 446 — 97). — М.: ВТИ, 1997. -21 с.
  51. , А.А. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти металла / А. А. Дубов — М.: Энергоатомиздат, 1995. — 96 с.
  52. , А. А. Диагностика повреждений рубашек пароохладителейбез вскрытия с использованием метода магнитной памяти / А. А. Дубов // Энергетик. — 1998 — № 3.
  53. Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации. (ОСТ 34−70−690−96) М.:ВТИ, 1997.-86 с.
  54. , А.В. Системный анализ: Учеб. для вузов / А.В.Антонов2-е изд., стер. — М.: Высш. Шк., 2006. — 454 с.
  55. , М.А. Особенности расчета показателей надежности ТЭСс поперечными связями / М. А. Ахмылова, А. Иванов // Вестник Читинского государственного технического университета. — Чита: Чит. ГТУ — 1997. — Выпуск 6.-170 с.
  56. , М.А. Методы оценки эксплуатационной надежностиТЭС с поперечными связями / М. А. Ахмылова // Вестник Читинского государственного технического университета. — Чита: Чит. ГТУ — 2001. — Выпуск 18.-178 с.
  57. , М.А. Повышение эксплуатационной надежности ТЭС споперечными связями в условиях дефицита финансовых ресурсов / М. А. Ахмылова: Дис. канд. техн. наук: 05.14.14 — Чита: Чит. ГТУ, 2000. — 135 с.
  58. Методические указания по контролю состояния основного оборудования ТЭС. Определение качества химического состава отложений. (РД 34. 37. 306 — 87). — М.: ВТИ, 1987. — 11 с.
  59. Методические указания по совершенствованию системы технического обслуживания. (РД 34. 20. 601 — 96) — М.: СПО ОРГРЭС, 1996. — 25 с.
  60. Об организации технического обслуживания поверхностей нагревакотлоагрегатов ТЭС: приказ № 76 от 26.02.97 — М.: РАО ЕЭС России, 1997.
  61. , Э.М. Разработка методов планирования восстановления технического состояния энергоблока / Э. М. Фарханзаде, А. З. Мурадалиев, Т. К. Рафиева // Электрические станции. — 2007. — № 4. — 17−21
  62. , В. Разработка методов планирования восстановления технического состояния энергоблока / В. Корнеева, А. Феофанов, Р. Хвастунов // Стандарты и качество. — 2007. — № 9. — 76−81
  63. , Ф.И. Введение в системный анализ / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко — М.: Высшая школа, 1989. — 367 с.
  64. , А.А. Модели оценки теплотехнической надежности поверхностей нагрева котельных агрегатов в стационарном режиме / А. А. Белов // Теплоэнергетика. — 2007. — № 9.
  65. , Б.И. Надежность и долговечность машин /Б.И.Костецкий, И. Г. Носовский, Л. И. Бершадский, А. К. Караулов — Киев: «Техшка», 1975. — 408 с.
  66. , Н.А. Точность производства в машиностроении и приборостроении / Н. А. Бородачев и др.- Под ред. А. Н. Гаврилова. — М.: «Машиностроение», 1973. — 567 с.
  67. , А.Ф. Деградация механических систем / А. Ф. Берман — Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1998. — 320 с.
  68. , Дж. Анализ временных рядов. Прогноз и управление /Дж.Бокс, Г. Дженкинс — М.: Мир, 1974. — 406 с.
  69. , Г. С. Анализ временных рядов и прогнозирование /Г.С.Хильдигиев, А. А. Френкель — М.: Статистика, 1983. — 104 с.
  70. , В.Ф. Мышление в контексте сознания / В. Ф. Юлов М.: Академический проект, 2005. — 496 с.
  71. , Ю.Ф. Общий анализ прогнозирования эксплуатационнойнадежности элементов энергооборудования ТЭС / Ю. Ф. Тюлюпов, А. Иванов // Промышленная энергетика. — 2008 — № 9. — 21,22.
Заполнить форму текущей работой