ТЕМА 2. Оперативные состояния и отказы энергетических установок

Оперативные состояния технических объектов

Согласно ГОСТ 27.002-89 различают пять основных видов технического состояния объектов:

Исправное состояние.

Неисправное состояние.

Работоспособное состояние.

Неработоспособное состояние.

Предельное состояние.

    Схема постоянных технических состояний и событий для теплоэнергетических объектов приведена на рис.1.2.

Переход объекта (изделия) из одного вышестоящего технического состояния в нижестоящее обычно происходит вследствие событий: повреждений или отказов.

Отказ - это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

В ГОСТ 15467-79 введено еще одно понятие, отражающее состояние объекта - дефект.

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие объекта установленным нормам или требованиям. Дефект отражает состояние, отличное от отказа.

 

Рис.1.2. Схема постоянных технических состояний и событий технических объектов

  Таким образом, с позиций теории надежности, теплоэнергетический объект может находиться в исправном, неисправном, работоспособном и неработоспособном состоянии.

Исправное состояние — это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической документации (НТД). Если же хотя бы по одному из требований изделие не соответствует НТД, то считается, что оно находится в неисправном состоянии.

Работоспособное состояние — состояние объекта, при котором он способен выполнять (или выполняет) заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных технической документацией. По ГОСТ Р 53480-2009 работоспособное состояние – состояние объекта, при котором он способен выполнять требуемую функцию при условии, что предоставлены необходимые внешние условия.

При этом оговаривается, что объект в одно и то же время может находиться в работоспособном состоянии для некоторых функций и в неработоспособном состоянии для других функций.

Состояние объекта, при котором значение хотя бы одного заданного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, установленным НТД, называется неработоспособным.

Понятие «исправное состояние» шире, чем понятие «работоспособное состояние». Работоспособный объект в отличие от неисправного удовлетворяет лишь тем требованиям НТД, которые обеспечивают его нормальное функционирование. При этом он может не удовлетворять, например, требованиям, относящимся к внешнему виду изделия (содрана краска и т.д.).Работоспособный объект может быть неисправным, однако его повреждения при этом не настолько существенны, чтобы могли препятствовать функционированию объекта.

Кроме понятия работоспособного состояния, одним из основополагающих понятий теории надежности является также понятие отказа работы объекта. Объект переходит из работоспособного состояния в неработоспособное состояние после события, которое называют отказом.

Отказ – это потеря способности теплоэнергетического объекта выполнять требуемую функцию.

Понятие отказа занимает одно из центральных мест в теории надежности, поскольку теория надежности — это наука, изучающая закономерности появления отказов технических устройств.

Главная цель работы энергетической установки состоит в обеспечении потребителей электрической и тепловой энергией с заданными параметрами в требуемом количестве согласно диспетчерского графика нагрузок.

При проектировании энергетической установки состав входящего в нее оборудования выбирается таким образом, чтобы в целом при заданном качестве топлива и определенных параметрах внешней среды установка развивала бы заданную мощность. Эта мощность, или производительность называется номинальной. Сумма номинальных мощностей установленных на электростанции турбогенераторов называется установленной мощностью электростанции.

При максимальном спросе на электроэнергию, а также в случае вынужденного останова других агрегатов на электростанции и возникающем при этом дефиците электроэнергии в некоторых случаях допускаются кратковременные перегрузки котлов и турбин выше номинальной мощности.

Допустимый уровень перегрузок называется максимальной мощностью. Величина и максимальная продолжительность допустимой перегрузки определяются экспериментально и согласовываются с заводами-изготовителями оборудования.

В реальных условиях эксплуатации энергетических установок возможно ограничение их нагрузки ниже номинальной из-за изменения качества топлива, дефектов оборудования, изменения внешних условий. Значение фактической мощности, которую можно использовать в данный момент времени, называется располагаемой мощностью.

Тепловые энергетические установки допускают снижение производительности только до определенного предела, ниже которого отдельные агрегаты установки стабильно работать не могут. Эта мощность называется минимально допустимой мощностью. Она также определяется в результате испытаний и согласовывается с заводами-изготовителями.

Графики нагрузок электрической и тепловой энергии, формируемые потребителями, существенным образом изменяются в зависимости от времени суток, дней недели, месяцев. По электростанциям нагрузки распределяются диспетчерскими службами в зависимости от требуемой мощности в системе, располагаемой мощности отдельных установок электростанций и их экономичности.

Согласно правилам технической эксплуатации (ПТЭ), оборудование энергетических установок и сетей, принятых в эксплуатацию, должно находиться в одном из четырех оперативных состояний:

- работа;

- резерв;

-  ремонт;

-  консервация.

Отправка в ремонт или постановка на консервацию оформляются оперативной заявкой, подписанной главным инженером и поданной в диспетчерскую службу энергосистемы. В случае, если оборудование требуется отключить немедленно, то заявка не оформляется, но в диспетчерскую службу посылается оперативное извещение о причинах отключения и предполагаемой продолжительности ремонта поврежденного узла.

Таким образом, если соответствующие заявки не были оформлены, то предполагается, что оборудование находится в работоспособном состоянии и может нести нагрузку в пределах от минимально допустимой до максимальной. Значения этих мощностей зафиксированы в соответствующих документах электростанции и диспетчерских службах энергосистемы и министерства.

Применительно к энергетическим установкам их работоспособность определяется как состояние, при котором они могут нести электрическую и тепловую нагрузки с соответствующими параметрами в указанных в оперативных документах пределах.