В.В. Пеленко, А.А. Верхоланцев, А.М. Хлыновский

Надежность источников и систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий

 

Часть 1. Основы теории

 

 

Учебное пособие

 

Санкт-Петербург

2020

УДК 620.19 (075)

ББК 31.38я7

П246

 

Пеленко В. В., Верхоланцев А. А., Хлыновский А. М.

Надежность источников и систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий. Часть 1. Основы теории: учебное пособие / ВШТЭ СПбГУПТД. СПб., 2020. -101 с.: ил. 28. -ISBN 978-5-91646-247-0

 

Учебное пособие подготовлено в соответствии с учебным планом и рабочей программой дисциплины «Надежность источников и систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий» для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» (профиль: «Промышленная теплоэнергетика»).

В пособии рассматриваются основные понятия и определения теории надежности, физическая сущность и закономерности изменения технического состояния теплоэнергетического оборудования; факторы, определяющие интенсивность накопления повреждений; методы получения и анализа информации об отказах и неисправностях.

Пособие может быть полезно для магистров направления 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника (профили: «Технология производства электрической и тепловой энергии», «Тепломассообменные процессы и установки»), а также для аспирантов и инженерно-технических работников предприятий теплоэнергетического комплекса.

 

Рецензенты:      

директор мегафакультета биотехнологий

и низкотемпературных систем НИУ ИТМО, д-р техн. наук,профессорИ.В. Баранов;

доцент кафедры автоматизированного электропривода и электротехники СПбГУПТД,канд. техн. наук, доцент

В.П. Иваненко.

 

    Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом ВШТЭ СПбГУПТД в качестве учебного пособия.

 

ISBN 978-5-91646-247-0

©Высшая школа технологии

и энергетики СПбГУПТД, 2020

©Пеленко В.В., Верхоланцев А.А.,

Хлыновский А. М., 2020

СОДЕРЖАНИЕ

ТЕМА 1. Основные понятия теории надежности

теплоэнергетического оборудования……………………….……………..…6

1.1. Определение надежности теплоэнергетических установок….....6

1.2. Составляющие понятия теории надежности…………………..…8

ТЕМА 2. Оперативные состояния и отказы энергетических установок….14

2.1. Оперативные состояния технических объектов…………….….14

2.2. Классификация отказов элементов технических систем……....18

ТЕМА 3. Использование теории случайных величин для

описания вероятности отказов……………………………………….….…..29

3.1. Основные положения теории вероятностей………………..…..29

3.1.1. Событие, вероятность события, частота события……………..……29

3.1.2. Зависимые и независимые события, условная вероятность……...…32

3.1.3. Сумма и произведение событий…………………….…………….…..32

3.1.4. Теорема сложения вероятностей…………………….……………..…33

3.1.5. Теорема умножения вероятностей………………….……………..…34

3.1.6. Формула полной вероятности………………………….……………..35

3.1.7. Случайная величина…….…………………………….……….….…..36

3.2. Особенности распределения дискретных случайных величин…36

3.3.Характеристики распределения непрерывных случайных

величин………………….……………………………………………….…..…39

ТЕМА 4. Основные законы распределения отказов как случайных

событий…………………………………….…………………………………..51

4.1. Виды математического описания случайных величин……....…51

4.2. Основные законы распределения непрерывных случайных

величин……………………………………………………..………………….52

4.3. Основные законы распределения дискретных случайных величин……………………………………………………………………..….60

ТЕМА 5. Количественные показатели надежности

теплоэнергетического оборудования……………..…………………………61

5.1. Базовые показатели надежности……………….……………...…61

5.2. Показатели безотказности………………….……………………..63

5.2.1. Вероятность безотказной работы. Основной закон

надежности. Принцип Н. М. Седякина…………..………………………….63

5.2.2. Интенсивность отказов………….……………………………………..64

5.2.3. Средняя наработка до отказа……………….……………………….…67

5.2.4. Гамма-процентная наработка до отказа……….……………………...68

5.2.5. Параметр потока отказов……………………….……………………...69

5.2.6. Средняя наработка на отказ……………………..…………………….72

ТЕМА 6. Характеристики ремонтопригодности и долговечности

элементов технических систем…………………………..……………….…..72

6.1. Показатели ремонтопригодности………………………..…..……72

6.1.1. Закон восстановления объекта………………………………….…...…72

6.1.2. Интенсивность восстановления……………………………….………..74

6.1.3. Среднее время восстановления……………………..……………..…...74

6.2. Показатели долговечности………………………….……….....…..75

6.2.1. Закон долговечности объекта………………………………….…......…76

6.2.2. Средний ресурс и средний срок службы оборудования……….…..….77

6.2.3. Гамма-процентные ресурс и срок службы………………….…….……78

6.2.4. Назначенные ресурс и срок службы оборудования…………...………78

6.2.5. Установленные ресурс и срок службы оборудования…………...……79

6.3. Комплексные показатели надежности……………………………..79

6.3.1. Коэффициент готовности объекта………………………………......…..79

6.3.2. Коэффициент оперативной готовности…...……………………..……...81

6.3.3. Коэффициент технического использования объекта……………..…....81

ТЕМА 7. Резервирование технических систем. Общие методы

обеспечения надёжности сложных систем…………………………………....83

7.1. Основные понятия резервирования……………………………….….83

7.2. Типовые структуры расчета надёжности…………………………….87

7.2.1. Расчёт надёжности, основанный на использовании

параллельно-последовательных структур……………………………….…….88

7.2.2. Включение резервного оборудования системы замещением………….89

7.3. Методы обеспечения надёжности сложных систем………...………90

7.3.1. Конструктивные способы обеспечения надёжности…………………...90

7.3.2. Технологические способы обеспечения надёжности

технических изделий в процессе изготовления………………..………..…….91

7.3.3. Обеспечение надёжности технических систем

в условиях эксплуатации…………………………..……………………..…….92

7.3.4. Дополнительные пути повышения надёжности сложных

технических систем при эксплуатации………………………………….….…94

7.3.5. Организационно-технические методы по восстановлению

 и поддержанию надёжности техники при эксплуатации……………………95

ВЫВОДЫ………………………………………………………………………..98

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..…..…99

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……….………….…………………….100

 

ТЕМА 1. Основные понятия теории надежности теплоэнергетического оборудования