Устройство внутридомовых газопроводов. Основные газовые приборы: бытовые газовые плиты, проточные и емкостные водонагреватели. Установка газовых приборов. Отвод продуктов сгорания.

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 15Следующая ⇒

В жилые, общественные и коммунальные здания газ поступает по гопроводам от городской распределительной сети. Эти газопроводы состоят из абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию, и внутридомовых газопроводов, которые транспортируют газ внутри здания и распределяют его между отдельными газовыми приборами. Во внутренних газовых сетях жилых, общественных и коммунальных зданий можно транспортировать только газ низкого давления На ответвлениях от распределительных газопроводов к группе зданий в удобном и доступном для обслуживания месте устанавливают отключающее устройство. Его следует располагать как можно ближе к распределительному газопроводу, но не ближе 2 м от линии застройки или от стены здания.

Газопроводы вводят в жилые и общественные здания через нежилые помещения (лестничные клетки, кухни, коридоры), доступные для осмотра труб. Вводы газопроводов в общественные и коммунально-бытовые здания, детские, учебные и лечебные учреждения осуществляют также в дестничные клетки и коридоры или непосредственно в помещения, в которых установлены газовые приборы. Можно устраивать вводы в технические коридоры и подполья только при подводке к указанным зданиям наружных газопроводов во внутриквартальных коллекторах. Вводы газопроводов влажного газа следует укладывать с уклоном в сторону распределительного газопровода.

На вводе газопровода в здания устанавливают отключающее устройство. Отключающее устройство для надземных или цокольных вводов монтируют внутри или снаружи здания. Место установки должнобыть доступно для обслуживания и быстрого отключения газопровода. Внутри здания отключающие устройства размещают в лестничных клетках, тамбурах и коридорах. Для продувки газопроводов предусмотрена пробка диаметром не более 25 мм, которую можно устанавливать только снаружи здания.

Бытовые газовые плиты изготовляют двух-, трех- и четырехконфорочными с духовыми шкафами и без них. Они состоят из следующих основных частей: корпуса, рабочего стола с конфорочными вкладышами, духового шкафа, газовых горелок (конфорочных — верхних, а также для шкафа), газораспределительного устройства с кранами. Детали бытовых плит изготовляют из термически стойких, коррозионно устойчивых и долговечных материалов. Поверхность и детали плиты (кроме рабочего стола и задней стенки) покрыты белой эмалью. Высота рабочего стола бытовых плит 800 мм, а ширина — не менее 700 мм. Расстояние между центрами соседних конфорок 230 мм. Конфорочные горелки имеют следующие номинальные нагрузки: нормальная мощность 1, 9 кВт, повышенная — 2, 8 кВт.

Проточные и емкостные водонагреватели представляют собой теплообменные аппараты, служащие для местного горячего водоснабжения. У проточных водонагревателей режим приготовления горячей воды соответствует режиму потребления, Они нагревают воду до 50—60°С и выдают ее через 1—2 мин после включения прибора Их часто называют быстродействующими. У емкостных водонагревателей режим приготовления воды может не соответствовать режиму ее потребления. Вода в емкостных водонагревателях нагревается до 80—90°С.

Проточные водонагреватели оборудованы предохранительными устройствами, благодаря которым основная горелка выключается в случае прекращения разбора горячей воды или при падении давления ее ниже установленного предела. Емкостные водонагревателя оборудованы автоматикой регулирования температуры горячей воды, обеспечивающей отключение основной горелки при нагреве воды выше заданной величины.

Проточные водонагреватели состоят из следующих основных частей: 1) теплообменника, включающего огневую камеру, змеевик и калорифер; 2) газовой горелки с запальником; 3) газоотводящего устройства с тягопрерывателем и предохранителем обратной тяги; 4) блокирующих, предохранительных и регулирующих устройств; 5) наружного металлического эмалированного кожуха; 6) водоразборной системы с кранами и душевой сеткой.

Установка газовых приборов

Газовые плиты и таганы устанавливают в кухнях, имеющих окно с форточкой или фрамугой. Кухню, смежную с жилой комнатой, отделяют дверью или раздвижной перегородкой. Установка газовых плит разрешается в кухнях, имеющих объем не менее 15 м3 для четырехконфорочной плиты, 12 м3 для трехконфорочной и 8 м3 для плиты или тагана на две конфорки.

Газовые водонагреватели с отводом продуктов сгорания в дымоходы устанавливают в ванных комнатах, совмещенных санитарных узлах и кухнях. Водонагреватели с многоточечным разбором воды рекомендуется располагать в кухнях. Объем помещений, в которых находятся проточные водонагреватели, должен быть не менее 7, 5 м³. Для притока воздуха в помещения, где находятся водонагреватели, следует ставить решетки в нижней части двери сечением 0, 02 м²или предусматривать зазор между дверью и полом не менее 3 см. Двери ванных комнат и объединенных санитарных узлов должны открываться наружу. Если водонагреватели размещены в кухне, то увеличивать ее объем сверх норм, предусмотренных при установке плит, не требуется.

Газовые водонагреватели кухонного типа с выходом продуктов сгорания непосредственно в помещение и тепловой нагрузкой не более 9, 3 кВт можно устанавливать только в кухнях с дополнительным объемом 4 м³ сверх требуемого для газовых плит.

Газовые плиты рекомендуется размещать таким образом, чтобы обеспечить удобное пользование ими и свободный подход не менее чем с двух сторон. Плиты не следует ставить вблизи или напротив окон, так как при открытом окне пламя горелки, работающей с низкой тепловой нагрузкой или на режиме, близком к пределу отрыва пламени, может быть сдуто. Расстояние между краем плиты или тагана и стеной следует принимать не менее 5 см. Деревянные стены при установке плит покрывают мокрой штукатуркой или изолируют асбестовой фанерой, кровельной сталью с прокладкой листа асбеста толщиной 3 мм или войлока, пропитанного глиняным раствором. Проход между плитой и противоположной стеной должен быть не менее 1 м.

В кухнях лечебных учреждений, столовых, ресторанов для приготовления пищи применяют плиты ресторанного типа, пищеварочные котлы и другие газовые приборы с отводом продуктов сгорания в дымоходы. В качестве вспомогательного оборудования разрешается применять не более двух бытовых газовых плит или таганов. Помещение кухни должно иметь естественное освещение и приточно- вытяжную вентиляцию с механическим побуждением. Устанавливать газовое оборудование в кухнях, расположенных непосредственно под больничными палатами, аудиториями и помещениями с большим скоплением людей возможно при соблюдении требований СНиП, а установка водонагревателей в ванных комнатах при номерах гостиниц, в домах отдыха и санаториях не разрешается. Проточные водонагреватели крепят к несгораемым стенам. Трудносгораемые стены обивают кровельной сталью с прокладкой листа асбеста толщиной 3 мм. Расстояние между водонагревателем и стеной должно быть не менее 3 см. Емкостные водонагреватели, используемые для отопления, квартирные отопительные котлы и отопительные печи оборудуют автоматическими устройствами, прекращающими подачу газа при нарушении тяги в дымоходе. Для отопительных и отопитель- но-варочных печей, переводимых на газ, применяют типовые горелки, оснащенные автоматикой. В строящихся зданиях топки газифицированных печей располагают со стороны нежилого помещения, имеющего естественную вентиляцию.

Для контроля расхода газа коммунально-бытовыми потребителями служат счетчики. В квартирах газовые счетчики устанавливают только при наличии отопительных приборов и установок на газовом топливе. Газовые счетчики размещают в помещениях, оборудованных вытяжной вентиляцией в местах, в которых исключается возможность их повреждения. В жилых помещениях, ванных комнатах и санитарных узлах установка счетчиков не разрешается.

Отвод продуктов сгорания

Продукты сгорания от каждого газового прибора (водонагревателя, отопительной печи и т. п.) отводят по обособленному дымоходу в атмосферу. В зданиях старой постройки разрешается присоединять к одному дымоходу несколько газовых приборов, расположенных на одном этаже. Вводы продуктов сгорания в дымоход устраивают на разных уровнях с расстоянием между ними не менее 50 см. Если ввод с несколькими уровнями устроить нельзя, то применяют ввод с одним уровнем, но в дымоходе устанавливают вертикальную рассечку 50...70 см. К одному дымоходу разрешается присоединять один нагревательный прибор и отопительную печь, если они расположены в одной квартире и пользуются ими в разное время.

Коммунально-бытовые газовые приборы (ресторанные плиты, пище- варочные котлы и т. п.) можно присоединять как к обособленному, так и к общему дымоходу. При использовании общего дымохода для нескольких приборов продукты сгорания вводят на разных уровнях или с устройством рассечек. Газовые приборы присоединяют к дымоходам с помощыр труб из кровельной или оцинкованной стали. Соединительные трубы для коммунально-бытовых приборов могут быть общие для нескольких агрегатов. Вертикальный участок присоединяемых труб от патрубка газового прибора до оси горизонтального участка должен быть не менее 50 см. При высоте помещения до 2, 7 м для приборов с тягопрерывателями допускают уменьшение длины вертикаль-; ного участка до 25 см, а для приборов без тягопрерывателей — 15 см. Общая длина горизонтальных труб должна быть не более 3 м, а в эксплуатируемых зданиях — не более б м. На всем протяжении присоединительных труб не должно быть более трех поворотов, радиус закругления которых должен быть не менее диаметра трубы. Звенья соединительных труб плотно вдвигают одно в другое по ходу движения газа на величину не менее 0, 5 диаметра. Трубы прокладывают с уклоном не менее 0, 01 в сторону газового прибора. Трубы из кровельной стали окрашивают огнестойким лаком. Соединительные трубы не разрешается прокладывать по жилым помещениям.

На дымоотводящих трактах отопительных печей и коммунально- бытовых газовых приборов, не имеющих тягопрерывателей, устанавливают отключающие шиберы (заслонки) с отверстиями диаметром не менее 15 мм. Дымоходы, как правило, следует прокладывать во внутренних капитальных стенах зданий. Если дымоход расположен в наружной стене, то толщина части стены, расположенной от дымохода до наружной поверхности стены, должна исключать образование внутри дымохода конденсата. Газы должны охлаждаться настолько, чтобы не происходило опрокидывания тяги. При необходимости разрешается устраивать приставные дымоходы. Дымоходы не должны иметь горизонтальных участков; ниже ввода соединительной трубы в дымоход необходимо устраивать карман глубиной не менее 250 мм с люком для чистки дымохода. В панельных или блочных домах устройство люков в каналах необязательно.

Дымоходы выполняют из обожженного красного кирпича, асбесто- цементных или гончарных труб, а также из блоков, изготовленных из несгораемых материалов. Они должны быть плотными и доступными для чистки на всем протяжении. Не разрешается устанавливать дымоходы из термически непрочных и крупнопористых материалов (силикатного кирпича, шлакобетона и т. д.). Конструктивные формы дымоходов, соединительных труб и тягопрерывателя не должны допускать значительного снижения температуры входящих газов, чтобы избежать образования конденсата, который на стенках превращается в иней. Особенно это относится к участкам дымохода, расположенным в пределах чердака. Поэтому дымовые трубы на чердаке и выше крыши выполняют со стенками увеличенной толщины либо утепляют их асбестовыми плитами или теплой известково-шла- ковой штукатуркой.

Температура продуктов сгорания на выходе из дымохода не должна быть ниже температуры точки росы. В местах, где дымоходы проходят вблизи деревянных элементов зданий, следует устраивать несгораемые противопожарные разделки, изолирующие деревянные элементы от воздействия высоких температур. Толщина разделки от внутренней поверхности дымохода до деревянной конструкции должна быть при пересечении междуэтажного перекрытия 30 см, при пересечении крыши — 25 см.

Дымовые грубы нельзя располагать в зоне ветрового подпора, так как может произойти опрокидывание тяги. Во избежание этого трубы следует выводить на 0, 5 м выше конька крыши, если они расположены ближе 1, 5 м от него (считая по горизонтали). Если трубы отстоят от конька на 1.5...3 м, то их выводят на один уровень • с коньком. При расположении труб на расстоянии более 3 м от конь-ка их выводят до прямой, проведенной от конька вниз под углом 10 ° к горизонту (рис 19.7). Во всех случаях труба должна выступать не менее чем на 0, 5 м над примыкающей к ней поверхностью крыши. Если труба расположена вблизи высокого здания, то ее следует выводить выше прямой, проведенной от края крыши высокого здания вниз под углом 45 ° к горизонту в сторону малого здания.

Защитным средством от попадания атмосферных осадков в дымовые трубы служат металлические зонты или перекрытия из кирпича с боковым отводом дымовых газов. Сечение дымохода и присоединительной трубы принимают по соответствующим нормалям в зависимости от тепловой нагрузки прибора. В случаях, не предусмотренных нормалями, или при присоединении к одному дымоходу нескольких приборов сечение определяют расчетом.

Площадь сечения дымохода для отопительной печи или быстродействующего водонагревателя с тепловой нагрузкой 20...29 кВт должна быть не менее 150 см². Диаметр присоединительной трубы для водонагревателя принимают равным 125...130 мм. Для емкостного водонагревателя АГВ-80 сечение дымохода 100 см², а диаметр присоединительной трубы 80 мм.

Для нормальной работы газовых приборов в месте выхода продуктов сгорания (после тягопрерывателя) следует поддерживать разрежение, соответствующее типу прибора. При разрежении, значение которого меньше допустимой величины, часть продуктов сгорания будет выходить в помещение через прерыватель тяги. Минимально необходимое разрежение перед газовыми приборами, коэффициент избытка воздуха, а также характеристики продуктов сгорания приведены в табл. 19.2. Количество воздуха, подсасываемого через тягопре- рыватель, зависит от разрежения перед газовым прибором. Приближенно можно считать, что при разрежении 3...5 Па воздух подсасывается до 20 % объема уходящих газов, а при разрежении 6...10 Па — до 30 %.

Расчет дымоходов. При расчете дымохода определяют размер поперечных сечений дымохода и присоединительной трубы, а также величину разрежения перед газовыми приборами. Поперечными сечениями предварить тельно задаются, принимая скорость уходящих газов 1, 5...2 м/с. О достаточности принятых размеров сечений судят по полученной величине разрежения перед приборами. Тягу рассчитывают по уравнению

∆ p_т=0, 0345H(1/273+t_нв +1/273+t_т)p_б

где ∆ p_т — тяга, создаваемая дымовой трубой, дымоходом или вертикальным участком присоединительной трубы; Н — высота участка, создающего тягу; t„ „ — температура наружного воздуха; t_т — средняя температура газов в участке; р₆ — барометрическое давление.

Q=kF_в(t_ух- t_ов)-kF_в∆ t/2

и уравнения теплового баланса для участка газохода получаем следующую зависимость для расчета остывания уходящих газов:

где k — среднее значение коэффициента теплопередачи для стенок дымохода, отнесенное к внутренней поверхности, Вт/(м²•град), F„— внутренняя площадь поверхности расчетного участка дымохода, м², t_yi — температура уходящих газов при входе в дымоход, °С, t₀_B — температура воздуха, окружающего дымоход, ° С, Дt — падение температуры уходящих 1азов в расчетном участке, °С, Q — количество теплоты, отдаваемой уходящими газами при остывании на величину Д/, Вт, 1, 38 — средняя объемная теплоемкость дымовых газов, кДж/(м³-град) (условно принята постоянной), Q„ _с — расход продуктов сгорания через дымоход, м³/ч, отне сенныи к нормальным условиям

Примерные значения падения температуры уходящих газов на 1 м дымохода следующие: в кирпичном дымоходе, расположенном во внутренней стене, 2...6° С; в кирпичном дымоходе, расположенном снаружи здания, 3...7° С; в стальных соединительных трубах — 6.. 12° С.

Разрежение перед газовым прибором определяют по формуле

где Др_газ — разрежение перед газовым прибором, Д/Отр, Д/Ом с — потери давления на трение и местные сопротивления при движении газов по соединительным трубам, дымоходам и ды-

мовой трубе (величина Др„ _t включает потери давления, связанные с созданием скорости при выходе из трубы)

Потери на трение рассчитывают по формуле

Если сечение прямоугольное, то берут эквивалентный диаметр

Основные понятия, критерии и пути повышения надежности систем газоснабжения. Отказы восстанавливаемых элементов. Поток отказов.

Под надежностью распределительной системы газоснабжения понимают способность транспортировать потребителям необходимые количества газа с соблюдением заданных параметров при нормальных условиях эксплуатации в течение определенного периода времени.

Характерной чертой распределительных газовых сетей является то, что они представляют собой системы длительного действия. Распределительные системы растут с ростом городов и промышленных объектов, расширяются, реконструируются, износившиеся узлы и элементы заменяются новыми, а существуют так долго, пока не появится новый энергоноситель, способный заменить газ. Расчетное время, которое закладывается при обосновании надежности, должно быть таким, чтобы за этот период не было существенной реконструкции системы, направленной на повышение ее надежности.

Например, для развивающегося населенного пункта с растущей промышленностью проектируемые очереди строительства системы газоснабжения должны иметь различное расчетное время для определения надежности. На первый период может быть предусмотрена тупиковая схема, надежность которой в течение небольшого времени может оказаться достаточной. В следующей очереди строительства необходимо ввести резервирование системы в виде кольцевания сетей или дублирования элементов, что повысит надежность и обеспечит ее должный уровень на длительное время. При дальнейшем развитии системы ее надежность следует уточнять расчетами с учетом введения нового резерва, произведенных реконструкций и изменившихся значений параметра потока отказов элементов.

Другой отличительной особенностью распределительных систем является их социальный характер, так как они обслуживают людей и обеспечивают их нормальную жизнедеятельность. Социальное значение отказов системы должно учитываться в первую очередь. Современные распределительные системы проектируют и строят как единые системы, подающие газ бытовым, коммунально-бытовым и промышленным потребителям. Сети низкого давления обеспечивают газоснабжение селитебной территории, но их надежность также определяется надежностью высокой ступени давления, так как газ они получают от высокой ступени. Следовательно, надежность распределительной системы в целом определяет надежность газоснабжения всех потребителей, включая бытовых потребителей.

Социальный характер систем заключается в том, что при аварийных отказах и прекращении подачи газа потребителям имеет место не только экономический, но и моральный ущерб. Экономический ущерб связан с нарушением работы коммунально-бытовых и промышленных предприятий. Прекращение подачи газа источникам теплоснабжения (отопительным котельным, источникам местных систем отопления, газовым отопительным калориферам и приборам) помимо экономического ущерба приносит ущерб и социального характера. Социальное значение прекращения подачи газа на отопление зданий и нарушение вследствие этого работы систем отопления состоит в том, что снижение температуры воздуха в помещениях приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности людей. Нарушаются условия отдыха и труда населения, увеличивается число заболеваний. В результате снижения количества работающего населения увеличиваются затраты в сфере здравоохранения и социального обеспечения. Прекращение подачи газа для приготовления пищи снижает жизненный тонус людей, нарушает ритм жизни и питания, что также способствует заболеваниям и отрицательно воздействует на состояние организма человека.

Распределительные системы имеют двойственный характер. С одной стороны, исходя из социального значения газоснабжения отказы системы необходимо считать принципиально недопустимыми. Системы должны работать непрерывно и безотказно. Отсюда необходимо устанавливать высокий уровень надежности, который определяет структурное резервирование принципиальной схемы. При отказах элементов система переходит на аварийный гидравлический режим, газ подают большинству потребителей, но, учитывая кратковременность аварийной ситуации, его количество может быть уменьшено по сравнению с расчетным значением, что составляет вторую сторону характера системы. Лимит подачи газа в аварийных ситуациях определяет резерв мощности (пропускной способности) системы.

Для сокращения ущерба при отключении потребителей от газовой сети в аварийных ситуациях необходимо так ее запроектировать, чтобы недоподача газа была небольшая. Этого достигают путем секционирования сети на участки так, чтобы к каждому участку было присоединено ограниченное количество потребителей. Правильным секционированием можно существенно повысить показатель качества функционирования сложной технической системы.

Существуют два основных пути повышения надежности газоснабжающих систем. Первый путь — это повышение надежности и качестваэлементов, из которых состоит система. Здесь имеется в виду использование для изготовления труб и оборудования материалов с лучшими показателями (стали с повышенными прочностными характеристиками, более долговечные изоляционные материалы и пр.), повышение требованийк качеству конструкций и изготовлению изделий (труб, задвижек, оборудованию газопроводов), повышение качества строительно-монтажныхработ и повышение требований к контролю качества строительства. Для повышения надежности газоснабжающих систем используют преждевсего именно этот путь, который реализуют при конструировании, изготовлении и приемке элементов и узлов в эксплуатацию. Но когда исчерпываются технические возможности повышения качества элементов иликогда дальнейшее повышение качества оказывается экономически невыгодным, тогда идут по второму пути — пути резервирования. Второй путь необходим, когда надежность системы должна быть выше надежности элементов, из которых она состоит.

Работа элемента системы газоснабжения представляется следующим образом. Элемент работает до отказа. После отказа его выключают из системы, ремонтируют (заменяют) и вновь включают в работу. Математическая модель процесса функционирования элемента показана на рис. 9.4. В любой момент времени t элемент может находиться или в состоянии исправности, или в состоянии отказа. Сам процесс функционирования представляется чередующейся последовательностью величины: и, т₂,..., Ъ, " г,, где Ъ—длительность г'-го периода исправной работы, а т_; — длительность г'-го ремонта (периода отказа). Последовательность отказов элемента во времени составляет поток отказов. Поток отказов характеризуется параметром потока отказов со, который является аналогом интенсивности отка-зов к. Для потоков отказов ординарных и не имеющих последействия эти понятия совпадают. Вместе с тем они имеют различную природу: a)(t) приближенно равно безусловной вероятности отказа элемента за единицу времени (которая достаточно мала), а kt является условной вероятностью /отказа за единицу времени при условии, что элемент проработал безотказно до момента t.

Рассмотрим основные характеристики ремонтируемых изделий. Предположим, что имеется возможность наблюдать за состоянием N одинаковых участков газопроводов, каждый из которых длиной / (км), или за состоянием Л' задвижек, установленных на газопроводах, в течение t лет. За это время на каждом участке газопровода или на каждой задвижке было обнаружено по m{t) повреждения (отказов), которые были устранены. В таком случае среднее число отказов до наработки t будет:

В пределе при очень большом числе наблюдаемых объектов получаем характеристику потока отказов

Для газопроводов и их оборудования период приработки отсутствует, так как возможные дефекты обнаруживают во время испытания при при емке, и функцию H(t) можно считать линейной: H(t)=mt.

Здесь величина ш= const — параметр потока отказов. Его определяют экспериментально или из статистических данных повреждений, фиксируемых эксплуатирующими службами. Если за время наблюдения (обычно At принимают равным одному году) каждый элемент из Л' наблюдаемых отказал пг, раз, тогда

Величину, обратную параметру потока отказов Т= 1 /со, измеряемую в годах (часах), называют наработкой на отказ. Величина Т — это среднее время работы элемента (участка газопровода, задвижки, компенсатора и т. д.) между отказами. Параметр потока отказов газопроводов обычно относят к 1 км длины. В этом случае

Современный уровень строительства, контроля качества строительно- монтажных работ, а также эксплуатации газовых сетей обеспечивает весьма малую величину параметра потока отказов. Малая вероятность отказов газовых сетей является также следствием простоты их конструкций и статического режима работы, при котором они не несут предусмотренных расчетом знакопеременных и инерционных нагрузок. Отказы возникают при случайном совпадении повышенных нагрузок на ослабленных элементах, поэтому отказ является случайным и редким событием. Случайные отказы элементов системы газоснабжения относят к простейшему потоку случайных событий или однородному процессу Пуассона. Такие процессы характеризуются стационарностью, отсутствием последействия и ординарностью. Покажем, что эти условия выполняются и для систем газоснабжения.

Стационарности отвечает такой поток случайных событий, когда вероятность наступления определенного их числа на заданном промежутке времени зависит от длительности рассматриваемого промежутка, но не зависит от его сдвига на ту или иную величину по оси времени. В процессе эксплуатации параметр потока отказов элементов систем газоснабжения сохраняется примерно постоянным. Следовательно, число отказов пропорционально рассматриваемому промежутку времени и не зависит от его сдвига в пределах времени эксплуатации. Таким образом, элементы системы газоснабжения обладают свойством стационарности. Если элемент характеризуется отсутствием последействия, то это значит, что отказы возникают независимо друг от друга. Распределительные газопроводы проектируют таким образом, чтобы разрыв одного участка газопровода не мог послужить причиной повреждения другого. При выключении из работы параллельного, кольцующего участка или оборудования расходы газа через другие участки возрастают, но при этом давление в городской сети не увеличивается, поэтому не увеличивается и нагрузка на трубу. Из изложенного следует, что системы газоснабжения не имеют последействия. Ординарностью обладают такие системы, у которых практически невозможно появление двух или нескольких отказов за малый промежуток времени. Системы газоснабжения обладают свойством ординарности. Вероятность m отказов за время t в простейшем потоке событий Р, „(() распределяется по закону Пуассона Вероятность того, что в интервале времени t не будет ни одного отказа, равна:

Эта вероятность есть функция надежности элементов системы газоснабжения и подчиняется экспоненциальному закону.

Надежность ремонтируемых элементов характеризуется коэффициентом готовности К_г, который равен вероятности застать элемент в исправленном состоянии. Для расчетов обычно используют стационарный коэффициент Кг, к которому стремится Kr(t) с ростом времени. Коэффициент готовности определяют по формуле Кг=Т/(Т+Т_е),

где Т — наработка на отказ, Т= 1 /со, Т„— среднее время восстановления

Для элементов систем газоснабже- - •ния время наработки на отказ несоизмеримо больше среднего времени ремонта (примерно на четыре порядка), поэтому коэффициент готовности практически равен единице и не используется для оценки надежности элементов газовых сетей.

Основными видами повреждений распределительных газопроводов являются механические, коррозионные и разрывы сварных швов.

Механические повреждения подземных газопроводов обычно возникают при неправильном или небрежном производстве строительно-монтажных работ вблизи мест их прокладки, но определенная часть механических повреждений носит случайный характер, которую следует учитывать при расчетах надежности распределительных газовых сетей.

Значительное количество повреждений газопроводов возникает из-за коррозионного воздействия грунта или блуждающих токов. Активные коррозионные процессы протекают в местах нарушения изоляции газопроводов. Нарушения изоляции являются следствием случайных дефектов, которые наблюдаются при ее нанесении, транспортировании труб или их укладке в траншею. Дефекты изоляции носят местный и случайный характер распределения по длине трубы. Возможность нескольких повреждений по дли- не окружности трубы является событием весьма маловероятным. Таким образом, дефекты изоляции можно рассматривать как случайные и редкие события, количество которых мало зависит от диаметра газопровода, и их можно считать лишь пропорциональными длине.

Другим видом повреждений подземных газопроводов являются разрывы сварных швов, которые происходят при случайном совпадении пониженных сопротивлений швов из-за дефектов сварки и увеличенных нагрузок на трубопровод, обычно связанных с дефектами строительства. Для обнаружения дефектов качество сварки городских газопроводов контролируют физическими методами, однако контролю подвергают не все стыки. Но и при контроле могут оказаться случаи, когда дефектные швы будут незамеченными и в дальнейшем при перегрузках произойдет их разрушение.

Сварные соединения разрушаются под действием напряжений, возникающих в трубопроводах в продольном направлении. Эти напряжения или не зависят от диаметра трубы, или указанная зависимость незначительна. Это положение подтверждают статистические данные, из которых следует, что параметр потока отказов газопроводов, вызванных разрывами стыковых соединений, не зависит от диаметра. Практическая независимость параметра потока отказов со распределительных газопроводов от их диаметра имеет большое значение при выборе структурного резерва кольцевых сетей. Надежность в данном случае будет определяться только схемой сети и не будет зависеть от диаметров участков.

Повреждения отключающей арматуры подразделяют на два вида. Первый вид повреждений характеризуется нарушением плотности перекрытия газа задвижкой и приводит к потере ее работоспособности. В результате возникает необходимость увеличивать длину участка газопровода и отключать большее число потребителей для производства ремонта на участке. Ко второму виду относят такие повреждения, которые приводят к утечкам газа через арматуру. Второй вид повреждений представляет наибольшую опасность, так как в результате утечек может произойти загазованность соседних зданий и сооружений.

Выше были рассмотрены повреждения, влияющие на надежность систем, но не все повреждения требуют отключения элемента из сети для производства ремонта. Мелкие повреждения ликвидируют на действующей системе. Такие повреждения не сказываются на газоснабжении потребителей и, следовательно, не являются отказами. Если для производства ремонта поврежденного элемента его необходимо отключить от системы, то такое повреждение приводит к отказу элемента. Отказы элементов нерезервированных систем приводят к отказу системы. Если система резервированная, тогда отказ элементов может и не привести к отказу системы. Это зависит от степени резервирования. Учитывая изложенное, все повреждения элементов газовых сетей следует разделить на две группы: 1) повреждения, приводящие к отказу элемента и требующие его отключения для производства ремонта; 2) мелкие повреждения, которые могут быть ликвидированы без снижения давления газа и отключения участка (т. е. не приводящие к отказу).

К первой группе повреждений относятся: трещины в сварных швах газопроводов и их разрывы; сквозные коррозионные повреждения труб размером примерно более 5 мм; трещины в корпусах задвижек и пробковых кранах; отрывы фланцев; утечки в фланцевых соединениях, требующие замены прокладок; разрывы сварных швов и коррозионные повреждения линзовых компенсаторов и корпусов конденсатосборников. К этой группе следует отнести также разрывы газопроводов и оборудования, вызванные механическими повреждениями.

Ко второй группе повреждений относятся: несквозные коррозионные

повреждения в виде каверн; мелкие сквозные повреждения размерами примерно менее 5 мм; коррозионные свищи в сварных швах; утечки в сальниковых уплотнениях задвижек и кранов; утечки из кранов трубок кон- денсатосборников и коррозионные повреждения этих трубок.

Отказы элементов газовых сетей, в свою очередь, могут быть разделены на две неравные группы. Первую группу составляют внезапные отказы, вторую — постепенные. К внезапным отказам следует отнести такие крупные повреждения элементов систем, которые вызывают необходимость немедленного отключения участка. При установлении места такого пов реждения сразу выявляют участок сети, который должен быть отключен, извещают всех потребителей, присоединенных к этому участку, о прекращении подачи им газа и участок отключают от газовой сети. К внезапным отказам могут привести и менее серьезные повреждения, если они расположены вблизи жилых и общественных зданий, при этом есть опасность попадания вытекающего газа в эти здания. Классификация повреждений газопроводов и их оборудования приведена в табл. 9.1, где указаны доли внезапных повреждений как для газопроводов, так и оборудования.

Для выявления значений показателей надежности был проведен анализ повреждений на газовых сетях крупных городов и областных систем. В результате были получены следующие значения параметра внезапных отказов, которые являются основой при расчете надежности систем, 1/(км•год):

Приведенные расчетные значения параметра потока отказов для подземных газопроводов и их оборудования характерны для газовых сетей, эксплуатируемых в 60...70-е годы. На перспективу значение параметра потока отказов будет уменьшаться в связи с прогрессом технических решений, повышением качества строительных работ и эксплуатации, улучшением кон

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 111213 14 15 Следующая ⇒