Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение надежности технологического процесса орошения в межгорных долинах

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Повышение надежности технологического процесса орошения в межгорных долинах"

Всесоюзные ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костянова

На правах рукописи

ТЕГРАДЗЕ ТАМАЗ БОЦДОЕВЙЧ

ПОВсШШЙЕ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

процесса орошаш в иикгота дошшх .

Специальность 06^01.02 - Мелиорация в орошаемое

земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученоВ степени жандидата технических наук,

Постав 1991

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском инет туте гидротехники в мелиорации вы. А.Н.Костякова

Научный руководитель - кандидат технических наук,

ста^швА научный сотрудник С.Ш.Зюбенко

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

Ведущая организация - Грузинский научно-исследовательский институт водного хозяйства и инженерной экологии

на заседаний специализированного совета К 099.05.01 во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова.'

Отзывы и замечания на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, црооим направлять по адресу: 127550, г.Москва, ул.Большая Академическая, 44, ВШЩГиЫ

С диссертацией.можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГиМ

профессор Казаков B.C. кандидат технических наук, старший научный сотрудник Солнышков В.А.

часов

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

ОЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАКШ Актуальность темы

Оросительная система представляет собой комплекс элементов, надежность функционирования которых - одно из основных условий обеспечения своевременного полига площадей и тем самым повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Актуальность вопросов повышения качества, надежности мелиоративных систем все больше возрастает, и тем более становится необходимым их практическое решение на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. Однако в отечественной практике вопросы методики оценки и обеспечения показателей надежности оросительных систем на этапе эксплуатации освещены недостаточно. В связи с этим наметился разрыв между требованиями, которые предъявляют действующие нормативные документы к проектной документации, с одной стороны, и возможностью инженеров выполнять соответствующие обоснования при отсутствии технической литературы по показателям надежности оросительных систем с поливной техникой, способом! их определения и систематизации при эксплуатации построенных систем - с другой. В этих условиях необходимость проведения исследований для количественного суждения о надежности оросительных сетей с дождевальными машинами вытекает из важности практических задач, решаемых при эксплуатации этих систем.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ Целью диссертационной работы явилось обоснование методов оценки и повшения надежности оросительной системы с дождевальныад машинами (ДО типа "Кубань" при эксплуатации.

Достижение цели работы потребовало решения следующих основных

задач: .

1-621

- сформировать общие принципы анализа оросительной сети с полисной техникой как сложной системы;

- установить отказы в элементах оросительной сети, выявить наименее надежные, оказывающие оаределящее влияние на бесперебойность подачи воды системой, исследовать причины и определить структуру простоев

- на основе теоретических и натурных исследований разработат: методику оценки количественных характеристик эксплуатационной надежности оросительной системы с дождевальными машинами типа "Кубань";

- разработать методику установления оптимальных сроков, глубины и объема профилактического обслуживания и ремонта оросительной сети, поддерживающего требуемый уровень надежности оросительной системы ОС при эксплуатации.

Методика исследований. Теоретической основой исследований явились работы советских и зарубежных, ученых по надежности гидромелиоративных систем и сооружений. Опытно-производственные исследования процесса орошения Д4 "Кубань" проводились с помощью хронометрирования, фотографирования и других приемов. Для определения законов распределения времени между отказами, а также времени безотказной работы ДЛ и насосно-силового оборудования с учетом математической статистики. Разработана общая методика сбора, учета и обработки статистической информации.

Научная новизна работы заключается в разработке методов оценки надежности элементов оросительных систем с поливной техникой тима "Кубань", содержащих:

- разработку методики сбора статистического материала по отк< зам элементов ОС с ДЛ и классификацию этих отказов;

- формирование требований к надежности элементов ОС в зависи-

мости от влияния каждого объекта на работоспособность системы и характера выполняемых ими фоцгеций;

- разработку методики оценки показателей надежности основных элементов ОС на этапе эксплуатации;

- разработку методики установления оптимальной стратегии в профилактическом обслуживании дождевальных машин типа "Кубань", подперчивавшей требуемый уровень их Надежности при эксплуатации.

Практическая ценность и реализация работы

Применение •разработанных методик й рекомендация дает возможность проектирования экономичных оросительных сетей с заранее заданным уровнем надежности, а такяе поддерживать требуемый уровень надежности систем с эксплуатации за счет своевременного шяиаонля , главенствующих факторов, влияющих на их работу, установления оптимальной стратегии обслуживания.

Результаты исследований надзгности и предлоЕеннкз ызроприятия по определению периодичности и объема профлактикн роадавальных машин и отдельных элементов оросительной систзиы использованы управлением эксплуатации траста "Иорводстрой", Цкорсгсш еиеотновод-ческям комплексом Грузинской ССР, методика сбора статистического материала использована ГрузНИИВХиИЭ при составления "Методических рекомендаций по расчету надазности ГМС".

Апробация работы: Осионшэ рэзультаты ¿жсортациоюгой работы доложены и одобрены:-

на совместном заседании Проблемного совета по надежности Нянводхоза СССР н секции гидротехники ВАСХНИЛ (ноль 1987 г.) г.Тбилиси;

- иа Всесоюзном совзндгсш, провоженном Институтом почвоведения а фотосяитеза АН СССР, отделением Гидротохнпга п «зллорпц:п1

2-621

3

ВАСХНЛЛ, ГрузНИИГиМом по теме "Почвозащитная технология полива и разработка мероприятий по повышению надежности противопаводковой защиты (октябрь 1937 г.), г.Лущино;

- на Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов по проблеме "Экологическое совершенствование мелиоративных систем" (май 1989 г.) г.Москва;

- на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов на тему "Мелиорация и водохозяйственное строительство" (ноябрь 1989 г.), ГрузНИИГиМ, г.Тбилиси.

По теме диссертации опубликовано три статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четыре* глав, выводов, приложения и списка использованной литературы, включающего ' наименований. Текст работы объемом /32

ГУ О 1 /)

страниц машинописного текста сопровождается таблицами и

рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены основные задачи и понятия теории надежности применительно к технологическому процессу орошения. К настоящему времени наиболее многоплановыми работами по надежности гидромелиоративных систем и сооружений являются работы Ц.Е.Мирцху-лава.

Проблемам надежности элементов гидромелиоративных систем юсвящены исследования: Н.Н.Абрамова, С.В.БаЛьвы, О.В.Балун, А.Н. Горюнова, В.А.Турина, Н.Х.Зайнутдииовой, С.Ш.Зюбенко, В.В.Иванова, И.И.Науменко, В.Г.Новохатного, В.Н.Померанца, С.С.Савватеева, В.А. Солншкова, А.В.Шевченко, О.В.Яременко, В.В.Хегай и др.

Рассматривая технологический процесс орошений с использование), дождевальной машины "Кубань" приходим к укрупненной структурной

схеме надежности подачи воды: источник, насосная станция, магистральный трубопровод,-распределительный трубопровод, участковый водовод, дождевальная малина.

Анализируя современное состояние исследований по проблеме надежности объектов мелиорации, определены задачи по разработке методов оценки и повышения надежности основных структурных звеньев оросительных систем в целом и насосной станции, дождевальной машины типа "Кубань" на этапе эксплуатации в частности.

Составлена методика сбора, статистических данных по отказам, формы учета регистрации повреждений, продолжительности ремонтов. Полученная в результате контроля информация обеспечивает выявление причин возникновения отказов, определения влияния условий эксплуатации на бесперебойное обеспечение орошаемых полей водой, оптимизации норм расхода материалов и запасных частей, обоснование систем технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов. Предложены и апробированы в Сигнахском районе Грузии следующие формы учета:

1. Журнал учета наработок отказов и ремонтов насосных станций, участков канала, оборудования каналов, дождевальных машин.

2. Журнал учета технического обслуживания и плановых ремонтов элементов оросительных систем.

3. Донесение об отказах (хронокарта).

При организации контроля за работой оросительных сетей (ОС) эксплуатационным организациям предложены разовые регистрационные карточки, которые на месте аварии заполняют бригады. Собранные статистические данные по отказам элементов ОС является основой для определения количественных показателей надежности элементов ОС.

Во второй главе рассмотрены показатели надежности элементов оросительной системы при эксплуатации. Дана классификация условий эксплуатации, причины отказов и их последствия. Условия эксплуатации ОС с дождевальными.машинами (Д4)- это совокупность факторов, обусловленных влиянием воздействующей окружающей среды и условий применения ОС с и оказывающих влияние на эффективность и надежность ее функционирования. Классификацию условий эксплуатации следует учитывать•при установлении корм надежности при разработке методов испытаний, при расчетах количественных характеристик надежности, а также при проведении конструктивно-технологических мероприятий по повышению надежности. Учитывались условия использования ОС с ДМ по назначению при внешних воздействующих.факторах, виды и величина нагруженностн элементов ОС в рабочем режиме. При классики нации внешних воздействующих факторов они были подразделены на еле дующие группы: механические, климатические, биологические. Как показали наблюдения, отказы оросительной системы весьма разнообразны Отказы ОС могут проявляться как в виде снижения уровня водообеспе-чения, а также в недопустимом ухудшении качества подаваемой воды Весьма серьезные последствия для работы ОС могут иметь отказы связанные с'отказами элементов внешних систем, таких, как природные, источники воды, система энергоснабжения. Проведя натурные наблюдения за работой оросительных систем в Снгнахском районе Грузии была произведена предварительная обработка первичных статистических материалов с целью классификации их по причинам появления отка зов по основных признакам их появления, по группам слоагиостн. Ноио нклатура нормируемых показателей надежноста выбиралась из числа индивидуальных и групповых показателей надежности. Для более качественного определения Уровня надежности большое значение имеет своевременное поступление статистической информации, итмечается,

что некоторые способы, применяемые в настоящее время для оценки уровня надежности водообеспечения орошаемых культур недостаточно учитывают повторяемость и длительность отказов элементов ОС в конкретных условиях эксплуатации.

В третьей главе с позиции теории надежности и с учетом реальных условий эксплуатации .определены количественные показатели надежности насосных станций типа НАЛ 1.1., исследована степень влияния различных факторов на их эксплуатационную надежность. При исследовании аварии насосов для удобства анализа причин их возникновения агрвгаты'подраэделены на механическую часть - непосредственно насос с запорно-регулирующей арматурой и электрическую часть-электродвигатель и-система-автоматики. Оценка надежности КС производилась чаше всего на основе данных по интенсивности отказов, т.е. по результатам наблюдений за их эксплуатацией. За критерий отказа различных элементов принимались единые признаки, позволяющие установить факт нарушения работоспособного состояния насосных агрегатов, например гидравлические (расход Ц , напор Н ) энергетические (мощность N , сопротивление обмотки Я ) и другие характеристики.

Результат обобщения как наших данных, так и других исследователей, позволяют классифицировать каждую реальную аварию по условиям ее .возникновения и признака» проявления отказа в виде, представленной в таблице.

Признак деления Вид отказа

I 2

Характер изменения во времени Внезапней

критерия отказа Постепенный

Связь с другими отказами Зависимый?.

Независимый

3-621

Продолжение таблицы

_I .

Время возникновения

Приработочный Мгновенный

1

Причина возникновения

Конструкционный Технологический Эксплуатационный

В течение вегетационных сезонов 1987...1989 г.г. были проведены работы, посвященные оценхе надежности работы насосных станций, введенных в эксплуатацию в 1981 году на Алазанской оросител 1 ной системе. .

На выбранных объектах проведены комплексны? исследования: определены основные отказывающие элементы насосных агрегатов, характер и причины появления отказов; межремонтная наработка и наработка на отказ.

Общая продолжительность отыскания и устранения отказов соста вила 35, а трудоемкость этих работ - 59,0 чел./ч* Коэффициент готовности насосной станции 0,93.

Учет повреждений и отказов элементов производили путем их систематической регистрации; основные отказывающие элементы насос них агрегатов устанавливали по куриалам ремонтов гидроиехакическс го оборудования исследуемых насосных станций; проводился хрономет раж технического обслуживания и ремонта по восстановлению работоспособного состояния как элементов так и всей системы в целом.

В результате обработки статистических данных, которую производили методами математической статистики и теории надежности с применением вычислительной техники, установили основные характери

стики; функцию распределения наработки насосного оборудования до #1

отказа Я (Ь) = £0;,-8

'Используя алгоритм, предложенный Ильиным D.A., определены ¡татистические значения интенсивностей отказов JLi , вероятность безотказной работы Рс , а также среднее время наработки на от-:аз Fi, . При вычислении погрешностей определения получаемых ре-ультатов доверительную вероятность принимали равной ß =0,90. 'асчет количественных показателей надежности для конкретного ре-иона затруднен тем, что нет достоверных данных об отказах насос-ых агрегатов в рассматриваемых условиях эксплуатации, хотя для рактики такие данные весьма необходимы. Нами установлено, что ыход из строя насосного агрегата с подачей воды З...5м3/с в те-ение 15.;.20 суток в период активного формирования урожайности риводит к ущербу,'который соизмерим со стоимостью насосного агре-ата и составляет 100...150 тыс.руб..в год. Это находит подтверж-ение и в исследованиях И.И.Науменко.

Таблица

Данные о надежности работы насосо типа НАЛ I.I при эксплуатации

L при -».=500 ч Пс 1С ЕПс ¿■г А/£ FlU) FCB(t) Fch а\ Jii(t) 10 "i '/

I I i 0 10 0,1 0,4535 0,0015 2

2 0 i I 9 0,1 0,4535 0,0025 0

3 I 2 I 9 0,2 0,5728 0,0251 2,2

4 I 3 2 8 0,3 06805 0,0664 2,5

5 0 3 3 7 0,3 0,6805 0,0664 0

6 I 4 3 7 0,4 0,7805 0,1205 2,9

7 2 6 4 б 0,6 0,9652 0,2560 6,7

Вероятность безотказной работы элементов насоса оказалась равцьа.' Рл (2Ь00) =0,334; P>oz {2500) =0 ,-977;^(2500) =0.989;

Рв (25С0)=0,0998.

Вероятность безотказной работы насосного агрегата приближенно равна: РНСЩ= Рл(1) ■ Ркл it) ■ Ркп (6) ■ Рв U) где Рп (t)j РКл (t), Ркм (t), Pa it) - вероятность работы соответственно подшипника, рабочего колеса, камеры рабочего колеса и сада. Вероятность безотказной работы насосного агрегата:/^ (2500)-=0,834-0,977-0,989-0,998 =0,804 , т.е. 20Я насосов могут не дорабатывать до конца поливного сезона. Следовательно, в технологической цепочке дождевания это звено весьма ощутимо влияет на подачу нормируемого количества воды на орошаемое поле. Анализ графиков водоподач показывает, что предварительно спланировав режим работы насосных агрегатов, около 70* агрегатов можно вывести на 5-дневну1 профилактику в поливной сезон. При этбм вероятность отказа насосного агрегата в этот период будет сведена к минимуму. Для повышения надежности НС мы предлагаем рассмотреть три модели профялакти ки.

Первая модель профилактики предусматривает аварийные ремонты проводимые при проявлении отказов и обеспечивающие полное восстановление элемента.

Вторая модель - плановые профилактики и аварийные ремонты, полностью восстанавливающие элементы, причем последние начинаются срезу же после,возникновения отказа.

При использовании третьей модели в период проведения профила тики производится и аварийный ремонт элементов НС, если элементы к этому времени отказали. Учитывая рекомендации заводов-изготовителей, сезонная эксплуатация оборудования НС оросительных систем и текущую наработку насосов, нами использована и уточнена методи-

ка планирования ремонтного обслужигакия насосно-сидового оборудования. Техническое обслуживание оборудования проводится в рабочую часть цикла и назначается из условия

Здесь Тдо , Т95-30 и 95^-иые наработки насосных агрегатов. .Срок текущего ремонта назначается на конец рабочей части цикла, т.е. текущий ремонт планируется проводить в осенне-зимний сезон. Сроки проведения капитальных ремонтов назначали из условия снижения надежности насосного агрегата до величины Рд

В диссертации приведены данные для расчета основного ремонтного цикла насосов НАЛ 1.1 эксплуатируемых, в'условиях Алазанской долины ГССР. Ущербы урожая от ненадежности НС являются случайными величинами. При допустимом ущербе 6...8^ надежность водоподач должна быть Рдтй1=0,90...0,95. При ущербах 15...10% необходимая минимальная надежность водоподач Рлт1п=0,90.. .0,86, т.е. можно принимать надежность (НС) для ОС в диапазоне 0,80...0,95.

Для определения времени оптимальной профилактики оптимизируется коэффициент готовности насосного агрегата, принимая следующие математические модели:

Тго * Т = Т9У = 2200 ч, т.е. ;ГГ0 й Т^ •

'го

Текущий ремонт назначается с учетом условия Тэ0 С Ттр < 'Т55

0,80.

То

Тд - Тгь

То

7° , / Ьс/г (ъ) - РШ -хш] ?ШЬ + {Тл-Тп)ри)

о

Кг =

Р(То)

1ЧТя- Тп)/(То) '

где Тп. ~ средняя длительность профилактики без аварийного ремонта;

Тд - средняя длительность аварийного ремонта; Т0 - наработка на профилактику; Г (Ч)- функция распределения времени безотказной работы насосных агрегатов; Р(1)- вероятность безотказной работы насосных агрегатов;= / (*-)/р(Ь) > (Ь) и У ^^ - плотнЬсти распределения времени при наработках £ и То .

В четвертой главе даны теоретические и экспериментальные определения количественных характеристик надежности ДО "Кубань". Произведена классификация отказов дождевальных машин, описан характер этих отказов,.проанализированы эксплуатационно-технологические показатели, представлена математическая модель процесса отказов и восстановлений ДИ, рассчитаны численные значения показателей надежности.

При предварительной обработке статистического материала были выявлены наиболее слабые узлы и элементы дождевальной машины, после чего была сделана классификация отказов по группам сложности. При построении математической модели отказов й восстановлении для ¡¡к "Кубань" рассмотрены отдельно случаи как для восстанавливаемых, так и невосстанавливаемых элементов. При расчете численных показателей надежности были рассмотрены совместно потоки отказов, вызванные как из-за ошибок проектирования, так и отказы, вызванные из-за эксплуатационных ошибок.

Расчет количественных показателей выполнен для ЭД& "Кубань" с учетом следующего: процесс приработки узлов и деталей заверней, техническое обслуживание и устранение отказов производится в соответствии с руководством по эксплуатации, отказавшие элементы заменяются новыми или отремонтированными. По результатам исследования определены вероятностные' характеристики надежности ЭДМФ

"Кубань" в разрезе сборочных единиц и выявлено, что наименьшей надежностью характеризуется система автоматики и ходовая часть маши--ны. Вероятность отказа этих сборочных единиц машины при продолжительности работы ЭДШ1 1000 часов соответственно равна 0,45 и 0,70.

3 этой главе также рассмотрен анализ эксплуатационно-технических показателей ДМ "Кубань". Шло выявлено, что продолжительность режима работы их использования в самый напряженный период (июнь-июль) в течение суток изменялся от 5 до 20 часов. Продолжительность простоев в ожидании обслуживания и устранения отказов изменялась от 2 до 24 часов, что приводило к увеличению агротехнических сроков полива до 14-26 суток, вместо требуемых.7-9 суток. 1фоме того, в систему показателей для анализа использования ЗД1® в производствен-

I

ных условиях приведен коэффициент своевременного выполнения полива в оптимальные агротехнические сроки. В исследуемом районе численное значение этого коэффициента изменялось от 0,3 до 0,7.

Анализ данных также показал, что ряд эксплуатационных показателей ДМ "Кубань" в производственных условиях ниже тех данных, которые заложены при разработке технического задания и агротехнических

требований. Например, коэффициент готовности К , определявши по Т

формуле./^ --—- (4),(где Т - среднее время между отказами,т.е.

время использования машины по прямому назначению; ^ - средрее время восстановления катины,ч) изменяется по испледуеыой группе машин в пределах от0,827 до£5876 против нормативных 0,97. Наработка на отказ ДМ в среднем составила 40 ч, средняя продолжительность устранения отказов одной машины составила 1750 чел. ч, на плановое техническое обслуживание затрачивается в. сезон 810 чел.ч. Коэффициент технического использования КТИ оказался равным 0,65. Как видим, значение К и К весьма низки, в связи с чем необходимо повыше-г ти -

ние надежности самой ДА, так и целенаправленная организация эксплуатации при четком техническом обслуживании, своевременной профилакти ке, текущём ремонте.

В датой удаве излагается методика планирования и проведения планово-предупредительной профилактики.

Одна из основных проблем обслуживания гидромелиоративных объектов при эксплуатации - определение сроков проведения профилактик с учетом показателей надежности, что фактически отсутствует в нормативных документах. Анализ материалов по данной проблеме показывает, что д'1я систем, работавших в тяжелых условиях и без перерывов дли -тельное время, целесообразно проводить профилактики по достижении определенной наработки. Выполнение профилактических работ в обоснованные сроки позволяет улуодить показатели надежности систем и сокра тить эксплуатационные расходы. В главе определены: сущность системы планово-предупредительной профилактики и ремонта ОС с ДМ "Кубань"; с помощью хронографии основные факторы, влияющие на эксплуатационно-технологические показатели работы Щ "Кубань" в производстенных условиях; "организация* технического обслуживания ДО и выбор комплектующих изделий. При'з'тоы нами предлагается с помощью номограмм опредет лить нагрузку мавинистамоператора при вычисленных значениях интенсив ности обслуживания и интенсивности потока требования на обслу-

живание одной машины . На основе собранных статистических даннь определения функции надежности вычислена оптимальная периодичность профилактики оросительной системы с дохдевахьнбй маинной Кубань". Зная календарный срок службы , длительность рабочего цикла £р , среднет длительность профилактики Ъпр , число рабочих циклов

, предполагается из срока

Если Т - время проиэводкелыюй работы системы и Р(?) .

ее надежность при периодическом выполнении профм^ктик, то среднее за календарный срок службы время работы Тср 3 J Р(Т) d Г

Характер фукнции надежности системы без профилактики и с проведением профилактических мероприятий изображеь на £ис. I. Полагая

ö. = Р(tp), вычисляется Тср = ■ ■ JT- J P(V)dt. Эта формула

г о

справедлива как при малом,:так и при большом количестве циклов

работы системы во время календарного срока службы.

Нами предложена расчетная схема, устанавливающая взаимосвязь Тср . коэффициента использования системы £ с характеристиками эквивалентного обобщенного нарушения, что в свою очередь дает возможность выяснить, когда суммарные затраты на единицу времени на ■ i -том этапе работы системы минимальны, т.е.

с"', с, г,-

zr(«> 11 где L^ - стоимость элементов, заменяемых при к -том варианте

осмотра; С1 - стоимость одного часа простоя системы в результате профилактики; С' - общий ущерб от простоя в результате выхода системы из строя; Р (¿)- вероятность безотказной работы в течение времени при К -том варианте замены элементов.

Из гранка I.I видно, как повышается надетоость системы при проведении профилактики. Р(Ь)~ вероятность исправной работы без профилактики и Р*(Т) - вероятность исправной работы с профилактикой. J

Для коннкретного примера нами проанализированы и предложены расчетные схемы для определения затрат на профилактический и неплановый текущий ремонт да "Кубань".. Услбвием эффективности профилактических ремонтов является условие Л нгруб./маш. год, где

R , дополнительные затраты, связанные с проведением планового т.п. о

(профилактического) ремонта да; - уменьшение убытков,'обуслов-

ленных простоями отрй машины в неплановом (аварийном) ремонте.

Рис. I. Характер функций Р (£)и Р*(70

В тех случаях, когда заранее устанавливаются все виды профилакт ческого обслуживания и ремонта, производим расчет и сопоставление ежегодных затрат на их проведение в сравниваемых вариантах прежней (менее надежной) и новой (повышенной надежности). Это необходимо делать не только для у лущения узлов ДМ, т.е. установления обратной связи эксплуатирующих организаций с заводами-изготовителями, но и для четкого обоснования стоимости каждого вида С -го планового, (профилактического) ремонта, суммарной стоимости всех ремонтов для рассматриваемой ДМ за год.

Как известно, на практике приходится иметь дело не только с пла новыми профилактическими ремонтами, но и с Неплановыми (аварийными). На первый взгляд может показаться, что стоимости каждого аварийного ремонта очень резко разнятся. Между тем на основе изучения фактических данных удается установить величину средних затрат на устранение одной неисправности. Это можно видеть на примере электрооборудования

ДЛ "Кубань". Несмотря на весьма значительные колебания чиста отказов t%0 элементов (рис. 2), доля отказов различных элементов р общем количестве отказов изменяется мало (рис. 3). Характер ломаных на рис1, 3 подтверждает возможность усреднения затрат-на ликвидацию одной неисправности, хотя динамика ежегодных затрат на ремонт в электрооборудовании значительно отличалась от динамики числа отказов П„ его элементов (рис. 4). Как показал анализ, отсутствие связи между затратами на ремонт и числом отказов в этой системе обусловлено дороговизной электродвигателей. В общей суммарной стоимости ремонтов этого узла уЧ затраты на .замену термореле состаьи-

». п

ли 80-Э0^, в то время как удельный вес заменяемых термореле в общем количестве отказов совсем невелик, всего 6-<3

По

Периоды эксплуатации

Рис. 2. Изменение количества отказов (в относительных

единицах) в различные периоды эксплуатации с экранизацией в линию (ПСЛ).

Во многих случаях, как показали наши исследования, отказ отдельных элементов ОС оказывает большое влияние на экономику ее эксплуатации. Кроме самой стоимости ремонта /? , отказ системы может вызвать еще V больше убытки ип из-за простоя в ремонте.

д

50 40

30

20

10 0

I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14 15 ■ 16 17

Периоды эксплуатации

Рис. 3. Доля отказов различных элементов в общем количестве отказов в различные периоды эксплуатации ПСЛ: а) ыикровыключа-тель; б) выключатель; в) термореле (термоэлемент); г) катушка магнитного.пускателя.

а"

к я

к

«

ш 2,0

ш

а ж л

>=: а>

ё 1,5

о о £Е

О

I

I 2 3 4 5 6 7' 8 9 10 II 12 13 14 15 16 :

Периоды эксплуатации

Рис. 4. Динамика числа отказов элементов (в относительных единицах) и ежегодных затрат на текущий ремонт (в относительных единицах) в различные периоды эксплуатации ПСЛ. (

В диссертации дана расчетная схема для определения ущерба от простс ев в ремонтах, а также расчет годовой экономии от уменьшения убытков, связанных с простоем ДД в неплановых текущих ремонтах.

Большое значение для обеспечения надежности Д.5 имеет правильное установление номенклатуры, количества и места хранения запасных частей. Наши исследования показали, что простои из-за отсутствия запасных частей могут составлять даже 40-50% от всех простоев ДО по техническим причинам, если их нет централизовано в нужное количестве. Для предотвращения продолжительного простоя)вызванного нехваткой запасных частой, решается задача определения оптимального количества запаса сменяемых частей, которое обеспечит сохранение эффективной работы машины при минимальных затратах.

Если при создании ОС не обеспечены показатели ее качества и надежности и при эксплуатации не соблюдаются правила эксплуатации, то наработка системы до первого капитального ремонта значительно меньше, чем заложено в проекте.

вывод!

1. Выполнен анализ роли основных элементов технологической цепочки при орошении дождеванием в формировании надежности подачи воды растениям. Статистический анализ первичной эксплуатационной информации о надежности элементов оросительных систем с дождевальными машинами "Кубань" позволил классифицировать отказы, определить элементы с наибольшим удельным весом ненадежности.

2. Основными этапами в формировании и обеспечении"надежности, работоспособности оросительных систем с ДМ "Кубань" являются: проектирование, строительство, эксплуатация и старение (износ). Важнейшие методы повышения качества и надежности как элементов так и всей

рассматриваемой системы: учет показателей надежности при проектировании; контроль качества элементов при их изготовлении; оптимизация технологии строительства, соблюдение правил эксплуатации,, своевременная замена изношенных элементов оросительных систем,

3. Получены зависимости для расчета коэффициента готовности оросительной системы при композиции распределения отказов элементов , составляющих эту систему.

4. В результате проведенных исследований разработана методика расчета безотказности подачи воды насосными станциями при эксплуатации, определены законы распределения времени наработок основных элементов насосов на отказ и ремонт путем апроксимации их каноническими распределениями по критериям Пирсона, Колмогорова и Оказалось, что средние ресурсы основных элементов этих насосор близки к средним ресурсам, рекомендуемым ЦИНТИХШНБОТЕМАШ при мутности перекачиваемой воды Ц =50...150 т/и3. Однако законы распределения наработок на ремонт и-параметры этих законов существенно отличаются от рекомендуемых.

5. Примененные математические модели оценки изменения уровня безотказности рассматриваемых насосов в процессе эксплуатации позволили: установить оптимальное время выведения насосных агрегатов на техничесное обслуживание при 95#-ной наработке агрегатов для условий Алазанской долины Грузии; установить пределы минимальной надежности водоподачи при допустимых ущербах; уточнить основной и полный ремонтный цикл насосов, необходимое количество ЗИПов для обеспечения безотказности насосных агрегатов на уровне Р =0,85...0,95; при допустимости ущерба 6-1С$.

6. По результатам статистической обработки натурных данных произведена классификация отказов ДМ "Кубань" по группам сложности:раз-работана математическая модель процесса отказов и восстановления для

.дождевальной машины; определены области времени эксплуатации, в которых с достаточной степены; точности мочою использовать для выявления вероятности безотказной работы узлов ДМ экспоненциальный и нормальный законы распределений.

7. Используя натурнье данные об интенсивкостях отказов и ремонтов основных структурных звеньев да, автором разработана методика определения параметров оптимального процесса профилактического обслуживания. В результате анализа поведения фукнции надежности системы во времени с учетом возможного накопления нарушений была решена задача по определению оптимального периода профлактических работ.

Получено выражение для определения среднего числа запасных частей, необходимых как для проведения профилактики по циклам, так и в течение всего срока службы для поддержания система на уроя;с безотказности не менее 0,80.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работа*.

Тетрздзе Т.Е. Гидравлические расчеты показателей ф/нкшошрог> ния гидротехнических сооружений оросительной системы //Мелиорация и водохозяйственное строительство //Ыва.сельского хозяйства ГССг. Акад.с.-х.наук. Тезисы докладов. ГруэНИИГсЫ, 1989. - 133-134 с.

Тетрадае Т.Б. (в соавторстве). Надежность технологического процесса орошения ЭДМФ "Кубань"//Почвозащитная технология полива и повышение наделности противопаводковой за-дч!.'; //Тр.АН СССР. Пуцнно, 1990. - 76-80 с.

Тетрадзе Т.Б. Совершенствование методов обеспечения надежности подачи воды оросительной системой //Экологическое совершенствование мелиоративных систем: Тезисы докладов. - М.: ВНИИГиМ, 1990.