Файл: Смирнов, О. Р. Надежность судовых энергетических установок.pdf

Зная величины, определяемые выражениями (5.199)—(5.203), можно найти и другие характеристики надежности системы до пер­ вого отказа.

Характеристики надежности с учетом восстановления.: Вероят­ ность застать систему в момент времени t в состоянии отказа первой группы — вероятность суммы следующих событий:

—один из элементов ремонтируется после отказа, второй — исправен;

—один из элементов ремонтируется после отказа, второй — ра­

ботает, имея отказ первой группы.

Обозначив вероятности соответствующих событий через Qc(1) (t),

Вероятность застать систему в момент времени t в состоянии отказа второй группы — вероятность события, заключающегося в том, что один из элементов ремонтируется после отказа, а второй работает, имея отказ второй группы.

Вероятность застать систему в момент времени t в состоянии отказа третьей группы — вероятность ремонта одного из элементов после отказа и второго — после отказа третьей группы. Если обозна­

234

ГЛАВА VI

НАДЕЖНОСТЬ СЭУ В ЦЕЛОМ

§21. ПРИМЕР РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ СЭУ

Исходными данными для расчета надежности установки являются принципиальная схема СЭУ, характеристики надежности входящих в ее состав элементов, перечень режимов работы установки и времен­ ные характеристики этих режимов. В качестве примера использо­ вания некоторых из приведенных ранее результатов выполнен расчет надежности одновальной СЭУ с малооборотным главным двигателем и прямой передачей на винт, установленной на сухогрузном судне. Упрощенная принципиальная схема рассматриваемой СЭУ представ­ лена на рис. 58.

Выбор дизельной установки для проведения примера расчета надежности СЭУ обусловлен тем, что такие СЭУ являются в настоя­ щее время наиболее распространенными на судах транспортного

флота.

Для судов рассматриваемого типа характерны три режима ра­ боты СЭУ: ходовой, стоянка с грузовыми операциями и стоянка без грузовых операций. Среднегодовая продолжительность ходового режима составляет 3800 ч, среднегодовое время работы главного

235

двигателя 3200 ч, среднегодовое время работы грузовых лебедок «=>870 ч. Таким образом, наиболее важным для обеспечения нормаль­ ной работы судна является ходовой режим, который занимает боль­ шую долю времени эксплуатации. Кроме того, именно на этом ре­ жиме, когда работает наибольшее число элементов СЭУ, требуется самое полное обеспечение надежности и с точки зрения безопасности плавания. В связи с указанным характеристики надежности уста­ новки определяются в дальнейшем на ходовом режиме работы судна.

Функциональная схема СЭУ приведена на рис. 59. С целью обеспечения достаточной простоты рассматриваемого примера эта схема содержит лишь основные элементы СЭУ, т. е. те элементы,

Рис. 59. Функциональная схема СЭУ.

нормальная работа которых имеет определяющее значение при эксплуатации СЭУ на ходовом режиме. К таким элементам в данной установке могут быть отнесены: главный двигатель, валопровод, гребной винт, насосы системы охлаждения главного двигателя и дизель-генераторов, водоохладители, маслоохладители, циркуля­ ционный насос системы охлаждения форсунок главного двигателя, трубопроводы и арматура.

Как показывают данные об эксплуатации рассматриваемых уста­ новок, перечисленные элементы в основном характеризуют надеж­ ность установки. Действительно, во время эксплуатации 12 судов этой серии на их долю приходится 95% всех отказов. Характер функциональной схемы и данные об отказах входящих в ее состав

1.Главный двигатель является сложным элементом установки, не резервируется. Его отказы первой, второй или третьей группы — отцазы той же группы для установки.

2.Валопровод — сложный элемент установки, не резервируется. Его отказы первой, второй или третьей группы — отказы той же группы для установки.

3.Гребной винт является сложным элементом установки, не резервируется. Его отказ первой, второй или третьей группы —

руются по схеме скользящего резерва с параллельным соединением

237

рабочих элементов. Отказ первой, второй или третьей группы резер­ вированной системы является отказом той же группы для установки.

5. Насосы системы охлаждения — простые элементы установки, резервирование выполнено по схеме скользящего резерва с после­ довательным соединением рабочих элементов. Отказы первой, вто­ рой или третьей группы резервированной системы — отказы той же группы для установки.

6.Водоохладители — простые элементы установки, резерви­ руются по схеме постоянно включенного резерва. Отказ одного из водоохладителей — отказ второй группы для^ резервированной системы и установки в целом. Отказ обоих водоохладителей — от­ каз третьей группы для резервированной системы и установки.

7.Маслоохладители главных двигателей — сложные элементы, резервируются по схеме постоянно включенного резерва. Отказ одного или обоих маслоохладителей является соответственно отказом второй или третьей группы резервированной системы и установки.

8.Маслоохладители дизель-генераторов — простые элементы. Резервируются вместе сдизель-генераторами по схеме скользящего ре­ зерва с параллельным соединением рабочих элементов. Отказ пер­ вой, второй или третьей группы такой резервированной системы является отказом той же группы для установки.

9.Циркуляционные насосы системы смазки — простые элементы, резервируются по схеме замещения. Отказ одного или двух насосов является соответственно отказом первой или третьей группы для резервированной системы и установки.

10.Циркуляционный насос системы охлаждения форсунок — простой элемент. Резервируется по схеме замещения. Отказ одного или двух насосов является соответственно отказом первой или третьей группы для резервированной системы и установки.

11.Водоохладитель системы охлаждения форсунок — простой элемент установки, не резервируется. Его отказ является отказом третьей группы для установки.

12.Трубопроводы и арматура — сложные элементы установки, не резервируется. Его отказы первой, второй и третьей группы яв­ ляются отказами той же группы для установки.

Таким образом, функциональная схема установки, составленная для расчета ее надежности на ходовом режиме, представляет собой последовательную систему, состоящую из сложных и простых эле­ ментов, а также резервированных систем. Из рис. 60 и вышеприведен­ ного рассмотрения работы элементов в составе установки следует,

что безотказная ее работа есть безотказная работа всех элементов и резервированных систем, приведенных на функциональной схеме СЭУ. Отказ первой и второй групп установки —• отказ соответственно первой или второй группы хотя бы одного элемента или резервиро­ ванной системы. Отказ третьей группы — отказ третьей группы лю­ бого элемента или системы.

Для определения характеристик надежности элементов СЭУ были собраны данные по их отказам за 10 лет эксплуатации на 12 судах.

228