供热管网系统可靠性模型敏感度分析
2016-08-06宋显波
宋显波
(吉林建筑大学 吉林长春 130118)
供热管网系统可靠性模型敏感度分析
宋显波
(吉林建筑大学 吉林长春 130118)
敏感度分析是对可靠性数据的进一步分析,主要用来分析可靠性数据的变化对最终计算结果的影响。由于本次分析采用的数据在今后仍有变化和进一步确认的可能,敏感度分析结果可以给出各个数据变化对最终结果影响的大小程度,为今后修正数据提供参考。
供热管网;可靠性;敏感度
1 系统组成和简化流程图
根据系统工作流程,将供热管网系统分为两个部分进行分析:管道及其附属设备部分和热力站部分。
1.1 管道及附属设备简化流程图
这部分由一条供水管、一条回水管、弯头、大小头、三通、法兰及其组件(螺栓、螺母、垫片)、堵板(法兰盖和堵头)、阀门、补偿器等组成。
水在热源部分被加热到需要的温度,然后它以循环水泵作动力沿着供水管流入各热用户,在各热用户的热点又沿着回水管返回热源。管网平面布置图见图1。
图1 一级管网管道平面布置图
1.2 热力站部分组成及简化流程图
热力站是集中供热系统中热网与用户的连接场所,它的主要任务是调整和保持热媒参数(压力、温度、流量)满足用户的设计要求,保证供热系统用热装置的安全和经济运行,提高供热质量,发挥集中供热系统的社会效益。
本文研究对象为小区热力站,热网通过小区热力站向小区内各建筑物分配热能。热媒为高温水,在其内安装与用户连接的有关管道,热力站内的主要设备还有循环水泵、补水泵、板式换热器、贮水箱、过滤器、调节和检测仪表以及水处理设备和自动调节装置。
由一次网来的高温水,经过除污器、调节阀组、流量计进入板式换热器,换热后高温水回水回至主干管。在中心控制室可根据一次网回水温度调节一次网供水流量,从而调节控制各热力站水力失调。低温水由各用户回热力站集中,经除污器至循环水泵打入板式换热器,与高温水换热后经流量计送至各用户,周而复始连续供热。为保证二级管网循环水量不变,采用定压补水。热力站工艺流程图见图2。
图2 热力站工艺流程图
2 分析方法描述及计算结果
文献[1]介绍了计算数据敏感度的方法
(1)将该数据乘以敏感因子,其中敏感因子可以自行设定,本次分析取敏感因子为10。计算此时的顶事件发生概率:QTOP.U。
(2)将该数据除以敏感因子,计算此时顶事件发生概率:QTOP.L。
(3)敏感度S的计算结果为:
按照以上计算方法,将每个数据都计算完成之后,按照敏感度的大小给出排列顺序。计算结果中,敏感度大则说明该数据的浮动对最终计算结果的影响大。表1列出了敏感因子比较明显的可靠性数据。
表1 参数的敏感度分析结果
3 结果讨论
由以上分析结果可以看出,水泵失效率的波动对系统稳态不可用度的影响较大。水泵失效率增大一个量级后,系统稳态不可用度增至2.303E-01,而水泵出、入口蝶阀失效率增大一个量级后,系统稳态不可用度增至2.924E-02。
供热管网元部件的失效率是比较不容易获得的,而且不确定度较大。本次分析采用的数据,虽然来自于三个城市热力公司的运行记录,但是可靠性数据仍需要不断的积累和修正,特别是水泵等大型设备的失效率更要精确化,以得出更真实的结果。
[1]魏鹏飞.结构系统可靠性及灵敏度分析研究.西北工业大学,2014.
[2]苗莎莎.供热系统可靠性相关问题的研究.哈尔滨工业大学,2014.
V221
A
1004-7344(2016)32-0236-01
2016-10-28