Исследование по повышению надежности отопительных котельных на примере Республики Саха (Якутия)

Тип работы:
Диссертация
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Страниц:
159
Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Повышение надежности теплоснабжающих систем — важная и актуальная научно-практических задача развития жилищно-коммунальной сферы. Значительное количество аварий различного уровня в системах теплоснабжения приводит к потерям тепловой энергии и перерасходам топлива, излишним капиталовложениям, большим трудозатратам и отрицательным социальным последствиям.

В ст. 42 Конституции Р Ф сказано, что & laquo-Каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду& raquo-. Это свидетельствует о необходимости решения важнейших задач, по обеспечению комфортных условий для жизнедеятельности населения. Одним из основных направлений технической политики систем жизнеобеспечения является повышение качества, эффективности функционирования и совершенствования надежности работы систем жизнеобеспечения. Для республики Саха (Якутия) характерны суровые природно-климатические особенности, вечномерзлые грунты, разобщенность территории, сложность транспортного сообщения, трудные условия работы и проживания населения. В Якутии слабо развита строительная индустрия, транспортная связь с другими районами сложна и очень протяженна, эта ситуация характерна для многих труднодоступных населенных пунктов. Поэтому приходится осуществлять доставку топлива в малые изолированные населенные пункты раз-^ нообразными способами. Перевозки производятся преимущественно, в период летней навигации, при этом завозится полный запас топлива на весь год. Следовательно, важно осуществить планирование, обосновать и спрогнозировать необходимое количество завозимого топлива и ремонтного оборудования нужного перечня и количества, которое может понадобиться для замены при ликвидации аварии.

В настоящее время в республике Саха (Якутия) происходит большое количество аварий в системах теплоснабжения. В основном отказы и аварии ис-* точников теплоты и оборудования систем теплоснабжения происходят в периоды низких температур наружного воздуха, что является характерной особенностью региона, поэтому их последствия оказываются весьма тяжелыми. Отпуск теплоты на отопление жилищно-коммунального сектора является важной социальной функцией системы теплоснабжения, и вместе с тем материальный ущерб от аварий достаточно большой, что приводит к ощутимому воздействию на экономику республики. При этом населению приходится не только хотя бы частично компенсировать материальные издержки, но ему наносится и моральный ущерб, оценить который весьма трудно. Наиболее важная эксплутацион-ная задача системы теплоснабжения — обеспечение требуемого количества качества теплоносителя, т. е. расход и параметры сетевой воды поступающей к потребителям должны соответствовать условиям работы местных систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, которые проектируются в зависимости от назначения зданий, теплоаккумулирующей способности ограждающих конструкций отапливаемых зданий, требуемого уровня комфортности и т. д. Жилищно-коммунальное хозяйство Якутии функционирует в экстремальных условиях. Для решения социально-экономических и энергетических проблем и преодоления суровых природно-климатических факторов необходимо учитывать специфику работы жилищно-коммунального хозяйства, ремонтно-эксплуатационных служб жилищного фонда в условиях Севера.

Для повышения эффективности теплоснабжения необходимо провести паспортизацию источников теплоснабжения, т. е. для каждой котельной составить паспорт надежности, который будет служить основой для оценки фактического состояния энергопотребителей, формирования базы данных по техническому состоянию основного и вспомогательного оборудования, всех котельных по поселку или городу, по районам (улусам) республики Саха (Якутия), по группам районов и по республике в целом. Разработка и внедрение паспорта надежности котельных позволит повысить точность и достоверность исходных данных, будет способствовать разработке процедуры предоставления информации, системе ее обновления, автоматизированного учета и анализа.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованных методов снижения аварийности источников теплоснабжения для обеспечения жизнедеятельности в условиях Крайнего Севера. Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

— сбор данных по отказам и авариям в системах теплоснабжения различной мощности для разных регионов республики Саха (Якутии) их анализ и систематизация-

— разработка показателей оценки надежности котельных республики по всем группам отказов и аварий основного и вспомогательного оборудования источника теплоснабжения-

— оценка влияния различных факторов на аварийность котельных в республике-

— определение допустимого времени ремонтно-восстановительных работ с учетом снижения температуры в помещениях ниже I уровня отказа по безопасности 0 < 1 В < 12 оС, II уровень отказа при 1в& lt- 0 оС —

— разработка паспорта надежности котельной на основании оценки показателей надежности котельной с целью прогнозирования и предотвращения аварийных ситуаций и определения необходимости и очередности выполнения и планирования ремонтных работ-

— разработка методики оценки эффективности деятельности предприятий ЖКХ на основании паспорта надежности котельной.

Научная новизна. Выполнено исследование по повышению надежности отопительных котельных республики Саха (Якутия) — разработаны и обоснованы рекомендации по повышению надежности источников теплоснабжения в малых населенных пунктах.

С учетом особенностей региона республики Саха (Якутия), представлено современное состояние жилищно-коммунального комплекса республики Саха (Якутия).

Проведен анализ аварийности в жилищно-коммунальном секторе республики Саха (Якутия), осуществлена систематизация аварийных ситуаций в период 1997—2003 гг. г. Установлены причины аварий и проведена классификация причин аварий вызванных: ограничениями по водоснабжению, электроснабжению, топливоснабжению- отказами основного и вспомогательного оборудования котельной- отказами тепловых сетей- человеческим фактором- пожарами. Проведена обработка статистических данных, определены показатели надежности котельных: по всем авариям в целом, по авариям, приводящим к снижению мощности котельных, по авариям технологического оборудования котельных.

Выявлено влияние следующих факторов на аварийность котельных: срок эксплуатации- вид топлива- мощность котельной- влияние ограничений по водоснабжению, электроснабжению и топливоснабжению- месяца отопительного периода.

Разработана методика определения допустимого времени ремонта, и требуемой мощности котельной для поддержания минимально допустимой внутренней температуры помещения при аварийной ситуации для зданий с разной теплоаккумулирующей способностью. Для оценки текущего состояния систем коммунального теплоснабжения и источников теплоты разработан паспорт надежности, предложена его структура и состав.

Практическая ценность работы. На основании анализа статистических данных за длительный период эксплуатации дана оценка ожидаемых отказов по всем причинам аварий в целом, а также по мощности котельных, по основному и вспомогательному технологическому оборудованию котельных, что позволяет осуществить планирование ремонтов и произвести расчет объемов необходимых материально-технический ресурсов. Выявлено влияние различных факторов на аварийность котельных, что позволило разработать конкретные рекомендации по обеспечению надежности котельных республики Саха с учетом специфики региона. Путем оценки состояния и эффективности коммунального сектора ЖКХ на основании разработанного паспорта надежности котельной.

Внедрение результатов исследований. Результаты работы и разработанная методика оценки надежности были использованы ГУ & laquo-ЖКХ»- республики Саха при создании рекомендаций по составлению паспорта надежности. Полученные в работе рекомендации использованы при проектировании котельных в республике.

Апробация работы. Работа выполнена в рамках республиканской программы по реконструкции и оптимизации объектов ЖКХ. Результаты и основные положения работы на международной научно-практической конференции и пятой научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов, проходивших в Московском государственном строительном университете в 2001—2002 гг / 'www.gdz-mir.ru', 10 /.

На защиту выносятся. Разработка и обоснование рекомендаций по повышению безопасности и надежности источников теплоснабжения в малых населенных пунктах республики Саха (Якутия) с учетом особенностей.

Анализ аварийности в жилищно-коммунальном секторе республики Саха (Якутия) на основании данных об аварийных ситуациях в период 1997—2003 гг. г. и их систематизация и классификация по: ограничению водоснабжения, электроэнергии, топливоснабжения- отказам элементов оборудования котельной- отказам тепловых сетей- человеческому фактору- пожарам. Обработка статистических данных и их систематизация по следующим выборкам: все аварии в целом, мощности котельных, основному и вспомогательному технологическому оборудованию котельных.

Методика определения допустимого времени ремонтновосстановительных работ, и требуемой минимальной мощности котельной для поддержания внутренней температуры помещения при аварийной ситуации для зданий с разной теплоаккумулирующей способностью. Методика оценки эффективности деятельности предприятий ЖКХ на основании предложенного паспорта надежности котельной.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 64 наименований и 13 приложений. Работа изложена на 123страницах машинописного текста, включающих 31 рисунок, 43 таблицы и 34 страницы приложения.

Заключение

Исследование по повышению надежности отопительных котельных республики Саха (Якутия) позволяет сделать следующие выводы.

1. Выявлены особенности функционирования и эксплуатации жилищно-коммунального комплекса региона республики Саха (Якутия) обусловленные большой протяженностью территорий с суровыми природными условиями, продолжительным отопительным периодом, вечномерзлыми грунтами, сложными транспортными схемами при снабжении улусов (районов) топливом и материалами.

2. Получены и систематизированы статистические данные по жилищно-коммунальному хозяйству республики Саха (Якутия), в котором эксплуатируется 1777 котельных, из них мощностью до 1 Гкал/час- 65%, от 1 до 3 Гкал/час — 20%, от 3 Гкал/час и выше -15%.

3. Приведены данные статистической обработки аварийных ситуаций в республике Саха (Якутия) за период 1997—2003 гг. г. Установлены основные причины аварий и проведена классификация аварий по причинам их возникновения: ограничения по водоснабжению, электроснабжению, топливоснабжению- отказ технологического оборудования- отказы тепловых сетей- человеческий фактор- пожары.

4. Разработана методика прогнозирования количества ожидаемых отказов (аварий) на основе известных методов надежности.

5. Проведена обработка статистических данных по отказам котельных, выполнен их анализ с определением в доверительном интервале параметра потока аварий, ожидаемого количества аварий по всем авариям в целом и по отдельным группам аварий:

— по установленной мощности котельных для диапазонов мощности 1.3 Гкал/ч, 3.5 Гкал/ч, 5. 10 Гкал/ч и свыше 10 Гкал/ч-

— по элементам оборудования котельных: котлы, насосы, дымососы и вентиляторы.

На основании расчетной методики обработки данных по объектам теплоснабжения определено допустимое время ремонта в условиях республики Саха (Якутия), и требуемая мощность котельной для поддержания внутренней температуры помещения при аварийной ситуации для зданий с различной теплоаккумулирующей способностью, при отказе безопасности I степени /е=12 & deg-С и при отказе безопасности II степени 1 В = О & deg-С Выполнена систематизация данных и дана количественная оценка влияния следующих факторов на аварийность в системах теплоснабжения:

— год эксплуатации котельной-

— мощность котельной-

— вид используемого топлива-

— ограничения по снабжению водой, электроэнергией и топливом-

— месяц эксплуатации в отопительном периоде.

Для Арктических районов республики Саха (Якутия) (расчетная температура наружного воздуха — 59 & deg-С и ниже) рекомендуется на этапе проектирования производить резервирование не менее 25% мощности котельной. Рекомендована методика оценки эффективности деятельности предприятий ЖКХ. Для оценки состояния систем коммунального теплоснабжения разработан и находится на стадии внедрения паспорт надежности. Паспорт надежности котельной является статистической базой данных об эксплуатации котельных и тепловых сетей, а также включает информацию о техническом состоянии основного и вспомогательного оборудования, что позволяет выявить слабые с точки зрения надежности конструктивные элементы котельной. На основе паспорта надежности можно формировать программу необходимых финансовых вложений в ЖКХ. Полномасштабное внедрение Паспорта надежности котельной позволит проводить оперативное управление системой ЖКХ с целью повышения безопасности эксплуатации котельных.

Показать Свернуть

Содержание

4к Глава 1. Современное состояние и проблемы систем теплоснабжения в населенных пунктах Республики Саха (Якутия).

1.1 Региональные особенности республики Саха (Якутия).

1.2 Состояние котельных и тепловых сетей.

Глава 2. Причины аварийных ситуаций в системе центрального теплоснабжения республики Саха (Якутия).

Глава 3. Анализ аварийных ситуаций в системе теплоснабжения.

3.1 Обзор исследований по надежности источников теплоты.

3.2 Основные параметры надежности котельных.

3.3 Оценка показателей надежности котельных республики

Саха (Якутия).

3.4 Оценка влияния различных факторов на аварийность котельных.

3.5 Особенности теплового режима здания во время аварийной ситуации применительно к республике Саха (Якутия).

3.6 Рекомендации по резервированию котлоагрегатов котельных на этапе проектирования.

Глава 4. Методика сбора и обработки статистических данных.

4.1 Методика оценки эффективности деятельности предприятий по эксплуатации котельных.

4.2 Паспорт надежности котельной.

4.3 Структура паспорта надежности котельной.

Список литературы

1. Соколов Я. Е. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. -5-e изд., перераб. -М.: Энергоиздат, 1982. 360 е., ил.

2. Николаев М. Е. Арктика: Боль и надежда России. Саха-Центр, 1994.- 141 с.

3. Зачесов В. П., Филоненко В. Г. Транспорт Якутии: Проблемы материально-технического обеспечения. — Новосибирск: Сибирское соглашение, 2000. 316 с.

4. СНиП 23−01−99. Строительная климатология. М.: Минстрой России, 2000. — 136 с.

5. Надежность систем энергетики: достижение, проблемы, перспективы / Г. Ф. Ковалев, Е. В. Сеннова, М. Б. Чельцов и др./ Под ред. Н. И. Воропая. Новосибирск: Наука: Сибирское отделение РАН, 1999. -434 с.

6. Яновский A.B. Концепция развития теплоснабжения России на среднесуточную перспективу // Жилищно-коммунальное хозяйство 2 часть. Ж1, 2003 г. 14−23 с.

7. Теплоснабжение малых населенных пунктов/ В. Н. Братенков, П. А. Хаванов, Л. Я. Вэскер.- М.: Стройиздат, 1988. — 223 с.

8. Попов B. JI. Основные направления государственной политики по управлению ЖКХ // Журнал руководителя и главного бухгалтера ЖКХ.- М. 1999. -№ 1 O.e. 6−11

9. Каменецкий Б. Я. Отопительные котлы. Рекомендации по повышению эффективности и надежности. — М.: 1991. 98 с.

10. Ю. Руденко Ю. Н., Ушаков И. А. Надежность систем энергетики. М.: Наука, 1986. -253 с.

11. П. Ионин A.A. Надежность систем тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1989. -266 с. 57.

12. Справочник по общим моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики / Под. ред. Ю. Н. Руденко — М.: Энергоатомиздат, 1994.- 480 с.

13. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. — 534 с.

14. Капур к, Ламберсон J1. Надежность и проектирование систем. М.: Мир, 1980. -604 с.

15. Труханов В. М. Методы обеспечения надежности изделий машиностроения. М.: Машиностроения, 1995. 304

16. Вентцель Е. С., Овчаров JT.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1983. — 416 с.

17. Беляев Ю. К., Богатырев В. А., Болтин В. В. и др. Надежность технических систем: Справочник / Под ред. И. А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985. -608 с.

18. Голинкевич Т. А. Прикладная теория надежности.- М.: Высш. Шк., 1977. 159 с.

19. К количественной оценке надежности производственно-отопительных котельных / Черкесов Г. Н., Сомов В. В., Жуковский В. В., Аргемов A.A., Смирнов A.B. // Изв. вузов СССР. Энергетика, 1987, ЖЗ. С. 83−87.

20. Чумакова C.B. Надежность технологических схем отопительных котельных- Автореф. дис.. канд. техн. наук. Москва, 1988. -19 с.

21. Соболь И. Д. Блочные промышленные котельные большой мощности// Промышленная энергетика. 1984. Ж10. С. 50−51.

22. Сеннова Е. В., Сидлер В. Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. Новосибирск: Наука, 1987. -222 с.

23. Сеннова Е. В., Ощепкова Т. Б., Мирошниченко В. В. Методические и практические вопросы построения надежных теплоснабжающих систем //Язв. РАН. Энергетика. 1999. Ж4. С. 65−75.

24. Красовский Б. М., Монахов Г. В. Классификация отказов при оценке надежности теплоснабжения // Теплофикационные системы. М.: ВНИПИ-энергопром. 1984. С. 10−114.

25. Меренков А. П., Хасилев В. Я. Теория гидравлических цепей М.: Наука, 1985. -279 с. &bull- 26. Мереиков А. П., Сениова Е. В. Развитие методов исследиваиил и обеспечениянадежности теплоснабжающих систем. // Изв. РАН. Энергетика. 1984. Ж2. С. 58−65.

26. Сеннова Е. В., Мирошниченко В. В. Исследование надежности тепловых сетей. // Изв. РАН. Энергетика. 1988. ЖЗ. С. 14−23.

27. Журина В. И., Галушко В. Ф. Оценка схем теплоснабжения с учетом рыночных отношений // Теплоэнергетика. 1992. Ж11. С. 25−28.

28. Ковылянский Я. А., Старостенко H.H. Практическая методика количественной оценки надежности тепловых сетей при их проектировании и в условиях эксплуатации // Теплоэнергетика. 1997. Ж5. С. 30−33.

29. Грачев Ю. Г., Гришкова A.B., Красовский Б. М. О практической методике количественной оценки надежности тепловых сетей при их проектировании и в условиях эксплуатации // Теплоэнергетика. 1999. Ж2. С. 76−77.

30. Октябрьский Р. Д. Управление риском в системах и объектах жизнеобеспечения городской застройки Учебное пособие. М.: ГАСИС, 2003 г.- 104 с.

31. СНиП 2. 04. 07−86. Тепловые сети: Госстрой СССР, 1988. 48 с.

32. СНиП 2. 04. 05−91. Отопление, вентиляция и кондиционирование М.: Минстрой России, 1996. — 65 с. (41−01−2003. — М.: Минстрой России, 2003. — 65 с.

33. СНиП Н-35−76. Котельные установки. М.: Минстрой России, 1996. — 59 с.

34. ГОСТ 27. 002−89 Надежность в технике основные понятия. Термины и определения. М. :Изд-во стандартов, 1990. -37 с.

35. Надежность систем энергетики. Терминология: Сборник рекомендуемых терминов. Вып. 95.- М.: Наука, 1980. 44 с.

36. Недосекин А. О., Смирнов A.B. Вероятностный анализ живучести системы теплоснабжения // Энергетическое строительство. 1992. Ж11. С. 2428.

37. Недосекин А. О. Анализ живучести систем энергетики комбинаторновероятностными методами // Изв. РАН. Энергетика, 1992. ЖЗ. С. 48−58.

38. Григорьев P.C., Ларионов В. П., Уржумцев Ю. С. Методы повышения работоспособности техники в северном исполнении. -Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение, 1967. 252 с.

39. Нефедов Ю. В., Попырин JI.C. Основные положения методики оптимизации структурной надежности источников теплоты // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1988. ЖЗ. С. 46−53.

40. Попырин JI.C., Зубец А. Н. Оптимизация структурной надежности ТЭЦ // Изв. РАН. Энергетика. 1994. ЖЗ. С 21−32.

41. Меренков А. П., Сеннова Е. В., Фадеев A.B. и др. Современные проблемы преобразования теплового хозяйства России // Изв. РАН Энергетика. — 1996 № 3. — с. 71−77

42. Надежность систем энергетики и их оборудования: Справочное издание. В 4 т. Т. 4: Надежность систем теплоснабжения / Е. В. Сеннова, A.B. Смирнов, A.A. Ионин и др. Новосибирск: Наука, 2000. 351 с.

43. Шишканов О. Г. Эксплутационная надежность основного и вспомогательного котельного оборудования. — Красноярск: 1996, 80 с.

44. Кылатчанов А. П. Вентиляционные процессы в зданиях.- Новосибирск: Наука, 1993. 224 с.

45. Надежность систем управления химическими производствами /Б.В. Палюх, Г. М. Притыха, BJI. Перов, Ю. Д. Эделыитейн, В. Л. Кришнев. М. :Химия, 1987.- 178 с.

46. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС: учебное 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.

47. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправленное. — М.: Наука, гл. ред. Физ. -мат. ,• 1986. -544 с.

48. Иванов В. Н. Особенности обеспечения теплового режима зданий в условиях восточной Сибири: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2001. -19 с.

49. Богословский В. Н., Сканави А. Н. Отопление: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1991. -735 с.

50. Гаскаров Д. В., Голинкевич Т. А., Мозгалевский A.B. Прогнозирование технического состояния и надежности радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Т. А. Голинкевича. М., «Сов. радио», 1974, 224 с.

51. Богословский В. Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. И доп. М.: Высшая школа, 1982. — 415 с.

52. Попырин JI.C. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. — М.: Энергия, 1978. 416 с.

53. Попов B. JI., Босиков Ф. И., Кылатчанова A.A. Рекомендации по составлению паспорта безопасности котельной. — Якутск: Якутский филиал Издательства С О РАН, 2000,31 с.

54. Попов B. JI. Повышение безопасности проживания и снижения энергопотребления эксплуатируемых зданий в условиях Крайнего Севера (на примере Республики Саха & mdash-Якутия) — Автореф. дисс.. канд. техн. наук. — Москва, 2000 г.- 30 с

55. Филатов A.A. Ликвидация аварий в главных системах энергетических станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 2000. -137 с.

56. Филатов A.A. Ликвидация аварий в главных системах энергетических станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 2000. -137 с.

57. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений: Расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека. — М.: Стройиздат, 1981, 248 с.

58. ГОСТ 30 494–96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях М. :Изд-во стандартов, 1999. -9 с.

59. Кононович Ю. В. Тепловой режим зданий массовой застройки. М.: Стройиз-дат, 1986. -157 с.

60. Политова И. Д. Дисперсионный и корреляционный анализ в экономике. Учебное пособие для экономического факультета сельскохозяйственных вузов. М.: Экономика, 1972. -192 с.

61. R.W. Haines: «Control systems for heating, ventilating and air conditioning» Third edition. Library of Congress cataloging in publication data. 1993.

Заполнить форму текущей работой