Надежность систем водоснабжения

Под надежностью систем водоснабжения понимают их свойство выполнять функции водообеспечения потребителей, сохраняя во времени установленные эксплуа­тационные показатели в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации.

Системы водоснабжения должны обеспечивать обслуживаемые объекты (города, промышленные и сельскохозяйственные предприятия) водой заданного качества в за­данных количествах, при поддержании требуемых напоров воды на всем тракте ее дви­жения: от водоприемников в водоисточнике до водоразборных устройств во внутренних водопроводах жилых зданий и промышленных предприятий. Выполнение всех предъявленных системе водоснабжения требований обеспечивает нормальный уровень качест­ва ее функционирования.

Для расчетов по оценке надежности различных устройств и элементов технических систем водоснабжения необходимо получение сведений об их фактической работе. Для стандартных изделий массового промышленного изготовления такие сведения получа­ют путем специально проводимых заводских испытаний задвижек, клапанов, пожарных кранов, насосов, электродвигателей и ряда других, механизмов и приборов.

Показатели надежности трубопроводов на водопроводной сети должны опреде­ляться для отдельных участков эксплуатируемых систем в результате длительных на­блюдений над их работой в процессе эксплуатации, фиксируя и обрабатывая статисти­ческие данные обо всех повреждениях и авариях. Для контроля, эксплуатации и плани­рования ремонтных работ полноценная система регистрации аварий и повреждений элементов системы является весьма важной.

Оценки надежности системы водоснабжения в целом, как и ее отдельных элемен­тов, имеют вероятностный характер. Численные показатели вероятности случайных со­бытий измеряются в долях единицы или в процентах.

П овышение надежности действующей системы водоснабжения достигают исполь­зованием высоконадежных и более долговечных труб, арматуры, установок электроза­щиты и др., резервированием этих элементов, эффективной организацией их эксплуата­ции и целенаправленным усовершенствованием систем управления процессами, проте­кающими в системе водоснабжения.

Системы водоснабжения относятся к многофункциональным, так как они должны обеспечивать не только подачу заданных количеств воды для различных категорий потребителей, но и требуемое ее качество и давление в точках отбора воды из системы.

За определенные периоды эксплуатации надежность этих систем может быть оценена отношением суммарной длительности периодов снижения качества функционирования к общему календарному сроку эксплуатации. При этом должна учитываться так же и глубина (степень) возможных снижений.

Существенное значение для оценки уровня надежности системы водоснабжения имеют также длительность и частота повторяемости периодов ухудшения функционирования.

Все системы водоснабжения, как промышленные, так и коммунальные, рассматриваются вместе и разбиты на три категории надежности:

I — допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% расчетного расхода и на производственные нужды до предела, устанавливаемом аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должны превышать 3 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускаются на время выключения поврежденных и включения резервных элементов системы (оборудования, арматуры, сооружений, трубопроводов и др.), но не более чем на 10 мин;

II- величина допускаемого снижения подачи воды та же, что при I категории; длительность снижения подачи не должна превышать 10 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускаются на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта, но не более чем на 6 ч;

III — величина допускаемого снижения подачи воды та же, что при I категории; длительность снижения подачи не должна превышать 15 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время проведения ремонт но не более чем на 24 ч.

Объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы населенных пунктов при числе жителей в них более 50 тыс. чел. следует относить к I категории от 5 до 50 тыс. чел. — ко II категории; менее 5 тыс. чел. — к III категории.

Наиболее серьезное влияние на ухудшение работы систем водоснабжения могут иметь отказы источников водоснабжения, аварии водоприемных сооружений, прекращение подачи электроэнергии (в результате аварий в энергосистеме). Подобные события могут привести к отказам системы в целом.

Любая реальная система водоснабжения может пребывать в следующих основных (расчетных) состояниях:

а) исправное — система может выполнять функции водообеспечения потребителей на заданном нормальном расчетном уровне;

б) неисправное — система может выполнять функции водообеспечения потребите­лей на уровне, сниженном по сравнению с нормальным расчетным, но не ниже установленного нормами допустимого предела;

в) неработоспособное (состояние отказа) — система не может выполнять функции водообеспечения потребителей на нормальном расчетном или допустимом пониженное уровне.

Для каждой эксплуатируемой или запроектированной системы водоснабжении может быть численно оценено влияние отказов отдельных элементов и сооружений ил качество ее функционирования в целом, т.е. на процесс водообеспечения обслуживаемом объекта.

Категории надежности систем водоснабжения

Под надежностью понимается свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Система водоснабжения должна быть запроектирована и построена так, чтобы она обеспечивала подачу потребителям воды в требуемых им количествах и требуемого качества. При фактическом выполнении этих условий можно считать, что система находится в «работоспособном состоянии».

Если в результате каких-либо причин нормальное функционирование системы нарушается, то имеет место «отказ» системы (недопустимо длительный перерыв или временное снижение подачи воды объекту снабжения, недопустимое снижение заданных давлений в водопроводной сети, ухудшение качества подаваемой воды).

Поскольку большинство отказов вызывается различными случайными событиями, численная оценка надежности системы водоснабжения носит вероятностный характер и может быть получена путем анализа и обработки статистических сведений, накопленных в результате регистрации подобных событий.

Следует отметить возможность наступления отказа, специфического для систем водоснабжения населенных пунктов, где процесс водопотребления носит случайный характер. Отказ водообеспечения здесь может произойти не в результате аварии в системе (т. е. снижения ее продуктивности), а в результате случайного, не запланированного временного превышения потребления воды объектом.

В системах водоснабжения производственных объектов, где процесс водопотребления является постоянным в определенные промежутки времени (связан с технологическим процессом), возможность возникновения подобных отказов менее вероятна.

Основным универсальным методом обеспечения требуемой надежности систем водоснабжения, как и большинства других инженерных систем, является их резервирование, т. е. введение в систему избыточности. Наиболее распространенным является метод структурного резервирования – использование в системе избыточных элементов.

Простейшим примером нерезервированной системы подачи воды является водовод, состоящий из нескольких последовательно включенных элементов. Такая система может находиться в работоспособном состоянии только при одновременной исправности всех ее элементов и их совместной работе; отказ любого из элементов вызывает отказ всей системы.

Нерезервированной является также система, состоящая, например, из двух линий, включенных параллельно между точкой подачи А и точкой отбора Б, при условии, что для бесперебойной подачи воды необходима одновременная работа обеих линий.

Предположим, что отказ системы произойдет при снижении подачи воды объекту более чем до 70% нормальной. По тракту I может быть подано 60% и по тракту II—40% (или 50%) требуемого расхода. Подобная система будет нерезервированной, так как авария любого из трактов приводит к ее отказу (подача воды снизится более допустимых пределов, т. е. ниже 70%).

Вторым принципом обеспечения надежности систем водоснабжения является использование резервных и аккумулирующих емкостей для хранения запасов воды, необходимых на период восстановления (ремонта) отказавших элементов системы.

Одним из наиболее частых случаев использования методов временного резервирования является устройство запасного резервуара в конечной точке водовода, транспортирующего воду на территорию объекта. Водовод может состоять из одной линии труб, а объем резервуара должен обеспечивать содержание в нем количества воды, достаточного для снабжения объекта на время (отсюда временное резервирование) ликвидации аварии на водоводе. В ряде случаев при резервуаре необходимо устраивать также насосную станцию.

Сравнение технико-экономических показателей указанных вариантов позволяет обоснованно выбрать тот или иной путь решения. При этом следует иметь в виду, что повышение надежности любой инженерной системы вызывает ее удорожание. Следовательно, необходимо отыскание такого варианта решения, при котором требуемая степень надежности функционирования системы водоснабжения могла бы быть получена при наименьшей затрате средств.

По надежности подачи воды системы водоснабжения подразделяют на три категории:

I категория – наивысшая степень надежности. К ней относят системы водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов с числом жителей N > 50 тыс. человек. Не допускается перерыва в подаче воды. Расчетные расходы допускается снижать не более чем на 30% на срок не более 3 суток.

II категория. К ней относят системы водоснабжения промышленных предприятий и населенные пункты с количеством жителей N 2 34567>

Дата добавления: 2016-11-29 ; просмотров: 15275 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Категории надежности систем водоснабжения

Под надежностью понимается свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Система водоснабжения должна быть запроектирована и построена так, чтобы она обеспечивала подачу потребителям воды в требуемых им количествах и требуемого качества. При фактическом выполнении этих условий можно считать, что система находится в «работоспособном состоянии».

Если в результате каких-либо причин нормальное функционирование системы нарушается, то имеет место «отказ» системы (недопустимо длительный перерыв или временное снижение подачи воды объекту снабжения, недопустимое снижение заданных давлений в водопроводной сети, ухудшение качества подаваемой воды).

Поскольку большинство отказов вызывается различными случайными событиями, численная оценка надежности системы водоснабжения носит вероятностный характер и может быть получена путем анализа и обработки статистических сведений, накопленных в результате регистрации подобных событий.

Следует отметить возможность наступления отказа, специфического для систем водоснабжения населенных пунктов, где процесс водопотребления носит случайный характер. Отказ водообеспечения здесь может произойти не в результате аварии в системе (т. е. снижения ее продуктивности), а в результате случайного, не запланированного временного превышения потребления воды объектом.

В системах водоснабжения производственных объектов, где процесс водопотребления является постоянным в определенные промежутки времени (связан с технологическим процессом), возможность возникновения подобных отказов менее вероятна.

Основным универсальным методом обеспечения требуемой надежности систем водоснабжения, как и большинства других инженерных систем, является их резервирование, т. е. введение в систему избыточности. Наиболее распространенным является метод структурного резервирования – использование в системе избыточных элементов.

Простейшим примером нерезервированной системы подачи воды является водовод, состоящий из нескольких последовательно включенных элементов. Такая система может находиться в работоспособном состоянии только при одновременной исправности всех ее элементов и их совместной работе; отказ любого из элементов вызывает отказ всей системы.

Нерезервированной является также система, состоящая, например, из двух линий, включенных параллельно между точкой подачи А и точкой отбора Б, при условии, что для бесперебойной подачи воды необходима одновременная работа обеих линий.

Предположим, что отказ системы произойдет при снижении подачи воды объекту более чем до 70% нормальной. По тракту I может быть подано 60% и по тракту II—40% (или 50%) требуемого расхода. Подобная система будет нерезервированной, так как авария любого из трактов приводит к ее отказу (подача воды снизится более допустимых пределов, т. е. ниже 70%).

Вторым принципом обеспечения надежности систем водоснабжения является использование резервных и аккумулирующих емкостей для хранения запасов воды, необходимых на период восстановления (ремонта) отказавших элементов системы.

Одним из наиболее частых случаев использования методов временного резервирования является устройство запасного резервуара в конечной точке водовода, транспортирующего воду на территорию объекта. Водовод может состоять из одной линии труб, а объем резервуара должен обеспечивать содержание в нем количества воды, достаточного для снабжения объекта на время (отсюда временное резервирование) ликвидации аварии на водоводе. В ряде случаев при резервуаре необходимо устраивать также насосную станцию.

Сравнение технико-экономических показателей указанных вариантов позволяет обоснованно выбрать тот или иной путь решения. При этом следует иметь в виду, что повышение надежности любой инженерной системы вызывает ее удорожание. Следовательно, необходимо отыскание такого варианта решения, при котором требуемая степень надежности функционирования системы водоснабжения могла бы быть получена при наименьшей затрате средств.

По надежности подачи воды системы водоснабжения подразделяют на три категории:

I категория – наивысшая степень надежности. К ней относят системы водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов с числом жителей N > 50 тыс. человек. Не допускается перерыва в подаче воды. Расчетные расходы допускается снижать не более чем на 30% на срок не более 3 суток.

II категория. К ней относят системы водоснабжения промышленных предприятий и населенные пункты с количеством жителей N