供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可靠性模型敏感度分析

宋顯波

（吉林建筑大學(xué) 吉林長(zhǎng)春 130118）

供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可靠性模型敏感度分析

宋顯波

（吉林建筑大學(xué) 吉林長(zhǎng)春 130118）

敏感度分析是對(duì)可靠性數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，主要用來分析可靠性數(shù)據(jù)的變化對(duì)最終計(jì)算結(jié)果的影響。由于本次分析采用的數(shù)據(jù)在今后仍有變化和進(jìn)一步確認(rèn)的可能，敏感度分析結(jié)果可以給出各個(gè)數(shù)據(jù)變化對(duì)最終結(jié)果影響的大小程度，為今后修正數(shù)據(jù)提供參考。

供熱管網(wǎng)；可靠性；敏感度

1 系統(tǒng)組成和簡(jiǎn)化流程圖

根據(jù)系統(tǒng)工作流程，將供熱管網(wǎng)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分進(jìn)行分析：管道及其附屬設(shè)備部分和熱力站部分。

1.1 管道及附屬設(shè)備簡(jiǎn)化流程圖

這部分由一條供水管、一條回水管、彎頭、大小頭、三通、法蘭及其組件（螺栓、螺母、墊片）、堵板（法蘭蓋和堵頭）、閥門、補(bǔ)償器等組成。

水在熱源部分被加熱到需要的溫度，然后它以循環(huán)水泵作動(dòng)力沿著供水管流入各熱用戶，在各熱用戶的熱點(diǎn)又沿著回水管返回?zé)嵩础９芫W(wǎng)平面布置圖見圖1。

圖1 一級(jí)管網(wǎng)管道平面布置圖

1.2 熱力站部分組成及簡(jiǎn)化流程圖

熱力站是集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)與用戶的連接場(chǎng)所，它的主要任務(wù)是調(diào)整和保持熱媒參數(shù)（壓力、溫度、流量）滿足用戶的設(shè)計(jì)要求，保證供熱系統(tǒng)用熱裝置的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高供熱質(zhì)量，發(fā)揮集中供熱系統(tǒng)的社會(huì)效益。

本文研究對(duì)象為小區(qū)熱力站，熱網(wǎng)通過小區(qū)熱力站向小區(qū)內(nèi)各建筑物分配熱能。熱媒為高溫水，在其內(nèi)安裝與用戶連接的有關(guān)管道，熱力站內(nèi)的主要設(shè)備還有循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、板式換熱器、貯水箱、過濾器、調(diào)節(jié)和檢測(cè)儀表以及水處理設(shè)備和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

由一次網(wǎng)來的高溫水，經(jīng)過除污器、調(diào)節(jié)閥組、流量計(jì)進(jìn)入板式換熱器，換熱后高溫水回水回至主干管。在中心控制室可根據(jù)一次網(wǎng)回水溫度調(diào)節(jié)一次網(wǎng)供水流量，從而調(diào)節(jié)控制各熱力站水力失調(diào)。低溫水由各用戶回?zé)崃φ炯校?jīng)除污器至循環(huán)水泵打入板式換熱器，與高溫水換熱后經(jīng)流量計(jì)送至各用戶，周而復(fù)始連續(xù)供熱。為保證二級(jí)管網(wǎng)循環(huán)水量不變，采用定壓補(bǔ)水。熱力站工藝流程圖見圖2。

圖2 熱力站工藝流程圖

2 分析方法描述及計(jì)算結(jié)果

文獻(xiàn)[1]介紹了計(jì)算數(shù)據(jù)敏感度的方法

（1）將該數(shù)據(jù)乘以敏感因子，其中敏感因子可以自行設(shè)定，本次分析取敏感因子為10。計(jì)算此時(shí)的頂事件發(fā)生概率：QTOP.U。

（2）將該數(shù)據(jù)除以敏感因子，計(jì)算此時(shí)頂事件發(fā)生概率：QTOP.L。

（3）敏感度S的計(jì)算結(jié)果為：

按照以上計(jì)算方法，將每個(gè)數(shù)據(jù)都計(jì)算完成之后，按照敏感度的大小給出排列順序。計(jì)算結(jié)果中，敏感度大則說明該數(shù)據(jù)的浮動(dòng)對(duì)最終計(jì)算結(jié)果的影響大。表1列出了敏感因子比較明顯的可靠性數(shù)據(jù)。

表1 參數(shù)的敏感度分析結(jié)果

3 結(jié)果討論

由以上分析結(jié)果可以看出，水泵失效率的波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不可用度的影響較大。水泵失效率增大一個(gè)量級(jí)后，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不可用度增至2.303E-01，而水泵出、入口蝶閥失效率增大一個(gè)量級(jí)后，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不可用度增至2.924E-02。

供熱管網(wǎng)元部件的失效率是比較不容易獲得的，而且不確定度較大。本次分析采用的數(shù)據(jù)，雖然來自于三個(gè)城市熱力公司的運(yùn)行記錄，但是可靠性數(shù)據(jù)仍需要不斷的積累和修正，特別是水泵等大型設(shè)備的失效率更要精確化，以得出更真實(shí)的結(jié)果。

[1]魏鵬飛.結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性及靈敏度分析研究.西北工業(yè)大學(xué)，2014.

[2]苗莎莎.供熱系統(tǒng)可靠性相關(guān)問題的研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

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1004-7344（2016）32-0236-01

2016-10-28