Водоснабжение и канализация

Насосы. Насосные станции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Бесперебойность подачи и обеспечение необходимых уровней давления на всех участках системы водоснабжения в значительной мере определяются надежностью работы насосной станции. Нарушение нормальной работы станции обусловливается различными случайными событиями, в результате которых выходят из работы отдельные элементы ее схемы (сооружения, насосы, приводные двигатели, участки трубопроводов и др.). Анализ и изучение вероятностных характеристик таких событий, а также оценка надежности действия технических систем относятся к теории надежности.

Обычно под надежностью  понимается способность изделия (элемента, сооружения, системы) выполнять в определенных условиях эксплуатации все заданные функции, сохраняя рабочие параметры в пределах установленных допусков, в течение требуемого интервала времени. Применительно к таким сложным гидротехническим объектам, как насосная станция, надежность является показателем качества, в самом широком смысле этого понятия. Она определяется качеством проектирования, строительства и эксплуатации.

В процессе эксплуатации выявляются ошибки и просчеты, допущенные при разработке проекта станции, а также качество изготовления строительных конструкций и монтажа оборудования. Поэтому на персонале насосной станции лежит большая ответственность, заключающаяся не только в правильной эксплуатации сооружений, механизмов и машин, но и в своевременном выявлении и устранении возможных строительных, заводских и монтажных дефектов.

При вводе насосной станции в эксплуатацию необходимо количественно оценить ее надежность, определить продолжительность работы оборудования до вывода в ремонт, продолжительность сохранения оптимальных параметров и др. Особенно острой является проблема обеспечения надежности всех элементов си' темы после ремонтных работ, п-эьодимь.., как правило, в трудных условиях на месте.

Основные термины и понятия теории надежности, используемые на практике, могут быть сформулированы следующим образом.

Работоспособность насосной станции — это состояние, при котором станция способна выполнять заданные функции с параметрами (подача, напор, КПД), установленными   техническими   требованиями.

Неисправность — состояние насосной станции, при котором она не соответствует хотя бы одному из требований. Обычно различают неисправности, не приводящие к отказам,и неисправности (и их сочетания), вызывающие отказы.

Отказ — событие (повреждение, авария), заключающееся в нарушении работоспособности насосной станции.

Отказы могут быть постепенными и внезапными. Постепенные отказы обычно вызываются износом отдельных элементов или деталей. Например, износ взвешенными наносами и кавитацией рабочих органов насоса, износ подшипников в результате трения и др. В результате постепенного износа, как правило, наблюдается снижение КПД г\ИЛС насоса с течением времени /. В некоторой мере такие отказы закономерны, их можно предвидеть, т. е. с какой-то точностью предсказать. Внезапные отказы являются случайными. Их появление характеризуется скачкообразным и внезапным изменением одного или нескольких из контролируемых параметров.

Следует также иметь в виду, что отказы, вызывающие нарушение работоспособности насосной станции, могут наблюдаться не только в результате различных повреждений и аварий отдельных элементов самой станции (внутренние отказы), но и в результате внешних причин (внешние отказы), как, например, прекращение подачи электроэнергии в результате аварий в энергосистеме, непредвиденное повышение или снижение уровней воды и расходов водоисточника, резкое ухудшение качества воды, ледовые помехи и т. п.

Наработка представляет собой продолжительность или объем работы насосной станции. В процессе эксплуатации обычно различают суточную наработку, месячную или годовую наработку, наработку до первого отказа, наработку между отказами и др.

Безотказность — свойство насосной станции сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Среднее время восстановления представляет собой среднее время вынужденного нерегламентирован-ного простоя, вызванного выявлением и устранением одного отказа.

Долговечность — свойство сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние определяется невозможностью эксплуатации сооружения, агрегата, станции либо обусловленным снижением эффективности, либо требованиями безопасности и оговаривается в технической документации.

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации до момента возиикиовения предельного состояния. Различают срок службы до первого капитального ремонта, срок службы между капитальными ремонтами и др.

Совокупность приведенных выше определений характеризует надежность станций в целом. В свою очередь, используя некоторые положения математической статистики и теории вероятностей, каждое определение можно выразить количественными показателями. Основными показателями надежности для насосных станций систем водоснабжения и канализации являются: вероятность безотказной работы, частота и интеисивиость отказов, средняя наработка на отказ и коэффициент готовности.

Вероятность безотказной работы P(tp) есть вероятность того, что при эксплуатации насосной станции за определенный заданный промежуток времени /р не произойдет ни одного отказа. При практических расчетах вероятность безотказной работы может быть определена по формуле

Частота отказов характеризует надежность узлов (агрегатов) станции до их первого отказа. В применении к насосным агрегатам частота отказов характеризует надежность их действия до первого выхода агрегата из строя.

Интенсивность отказов к (/) есть отношение числа отказавших узлоэ (агрегатов) в единицу времени к среднему числу узлов, продолжающих исправно работать.

Требуемая надежность эксплуатации насосных станций систем водоснабжения и канализации может и должна обеспечиваться:

в процессе проектирования:

резервированием насосного оборудования;

использованием агрегатов различной мощности;

наличием независимых источников энергоснабжения и нескольких линий водоводов;

установкой переключающих коллекторов и запорно-предохранитель-ной арматуры в необходимом числе;

созданием запасных и резервных емкостей;

в процессе строительства:

использованием высококачественных материалов и оборудования;

обеспечением требуемого качества работ и тщательного контроля при   приемке   готовых   сооружений;

в процессе эксплуатации:

натурными (контрольно-сдаточными) испытаниями вновь вводимого оборудования; объем, своевременность и правильность проведения испытаний позволяет получить действительные параметры агрегатов, выявить наиболее экономичные режимы и уточнить эксплуатационные характеристики; кроме того, эти испытания позволяют установить те ограничения параметров (по условиям, например, кавитации, вибрации и др.), соблюдение которых продлит срок службы агрегата;

выполнением правил технической эксплуатации и инструкций поставщиков оборудования; четкое знание их персоналом насосной станции и выполнение всех рекомендаций и предписаний предупреждает повреждения и аварии оборудования;

постоянным контролем за состоянием сооружений и оборудования; это позволяет своевременно выявить начало появления многих дефектов и ненормальностей в работе отдельных узлов и механизмов и предусмотреть мероприятия, обеспечивающие устранение этих дефектов;

организацией ремонтов и качественным их проведением; от правильной организации и своевременности ремонта или замены отдельных частей, состояние которых уже не отвечает надежной эксплуатации, зависит, какой срок еще проработает насосный агрегат до следующего ремонта  и  с  какими  параметрами;

реконструкцией узлов сооружений и оборудования, переходом на более надежные и прогрессивные схемы, заменой устаревших конструкций;

обучением и подготовкой эксплуатационного персонала, поднимающими технический уровень обслуживающего персонала;

рационализаторской и изобретательской работой на данной насосной станции.