Методика расчета параметров надежности золотоизвлекательных фабрик при системе технического обслуживания и ремонта «по состоянию»



Разработана динамическая модель на основе марковских процессов для оценки эффективности и надежности системы электроснабжения. Приведены рекомендации по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта энерготехнологического оборудования.

Аварийные остановки энерготехнологического оборудования ЗИФ характеризуются как случайный процесс. В данной работе динамика электропотребления ЗИФ рассматривалась как марковский процесс с непрерывным временем и конечным числом состояний: рабочее состояние и не рабочее соответственно (непрерывная цепь Маркова). Эффективность функционирования ЭТК ЗИФ оценивалась при помощи наиболее характерных показателей надежности — интенсивности потока отказов (λ) и интенсивности восстановления (μ) [4,5].

Опыт эксплуатации сложных систем показывает, что изменение интенсивности отказов λ большинства количества объектов описывается U-образной кривой [4]. Для анализа электропотребления были отобраны ЗИФ, которые находятся в периоде нормальной эксплуатации, поэтому интенсивность отказов принимается за постоянную величину и рассчитывается по формуле [6], где — средняя наработка на отказ (останов), которая определяется экспериментально, исходя из графика электропотребления.

Интенсивность восстановления рассчитывается в зависимости от среднего времени восстановления , которое также определяется экспериментально — по графику потребления электроэнергии.

При экспоненциальном распределении времени восстановления, когда интенсивность восстановления μ = const , соответственно .

Вероятность состояния работоспособности энерготехнологического оборудования P ₁ (t) в определенный промежуток времени t и коэффициент готовности К _Г [3] определяются по средней наработке до отказа (останова) и средней интенсивности восстановления:

,

где − коэффициент готовности.

В процессе анализа построены графики потребления электроэнергии, характерные для ЭТК ЗИФ, которые были разделены на два периода (летний и зимний) с учетом промежуточных ремонтов между ППР.

Рассмотрим график ППР и режим работы ЗИФ на примере летнего периода.

Бȯльшая часть современных ЗИФ практикуют ведение ТОиР «по состоянию» энерготехнологического оборудования [1,2]. В этом случае при расчетах следует учитывать все остановки фабрики (как плановые, так и аварийные) в промежутках между ППР. Пример расчета параметров надежности ЭТК ЗИФ в данном случае представлен на рис. 1.

В зимний период интенсивность остановок и соответственно восстановления оборудования несколько выше. Коэффициент готовности практически не зависит от сезонности. Вероятностная модель остановки описывается выражением

,

где τ _ij — интервал времени между нахождением системы в i -ом состоянии останова (отказа) или j -ом состоянии восстановления;

r — равномерно распределенное от 0 до 1 случайное число, которое берется из генератора случайных чисел;

λ ij — интенсивность потока остановок (отказов) и восстановления.

Рис. 1. Пример расчета параметров надежности ЗИФ при системе ТОиР «по состоянию»

Результаты расчета параметров надежности ЗИФ для летнего и зимнего периода приведены в табл.1.

Таблица 1

Результаты расчета параметров надежности ЗИФ

Период			λ	μ	P 1 ( t )	P 0 ( t )	К Г
Летний	9	0,31	0,11	3,23	0,9667	0,0333	0,967
Зимний	8,21	0,26	0,12	3,85	0,9693	0,0307	0,969

Несмотря на то, что при регламентном графике остановок вероятность P ₁ ( f ) выше, чем у остановок «по состоянию», у данной системы ТОиР существует негативная сторона: зачастую остановка ЗИФ не требуется, так для энерготехнологического оборудования характерен допустимый уровень износа, и оно может работать дальше. Кроме того, при этой стратегии часть деталей меняется обязательно, хотя у них еще достаточно значительный рабочий ресурс.

Выводы и рекомендации

1. Анализ динамики электропотребления ЗИФ показал наличие двух устойчивых сезонных циклов работ (летний и зимний). При этом, интенсивность простоев возрастает в зимний период, что необходимо учитывать в составлении планов ТОиР.
2. Разработана Марковская модель, позволяющая установить периодичность ведения ремонтно-профилактических работ по состоянию установок в периоды между «большими» плановыми ППР.
3. Система регламентного технического обслуживания, несмотря на низкую вероятность возникновения отказов энерготехнологических установок, зачастую нецелесообразна.
4. Обоснован переход на стратегию ремонта ЭТК ЗИФ «по состоянию», которая позволяет отслеживать состояние и своевременно выполнять замену оборудования с низкой ремонтопригодностью или находящегося в стадии выработки ресурса.
5. Для минимизации времени простоя в случае отказа необходимо иметь резервное оборудование и соответствующие схемы его ввода во временную эксплуатацию на период проведения ТОиР.
6. При планировании ТОиР энерготехнологического оборудования, а также в процессе его эксплуатации предлагается ведение сводной таблицы, в которой фиксируется время работы ЭТК ЗИФ, а также все причины остановок и объемы выполненной работы.

Литература:

1. Кузнецов Н.М., Щуцкий В. И. Рациональное электропотребление на горнодобывающих и горно-обогатительных предприятиях. — Апатиты: КНЦ РАН, — 1997. — 211 С.
2. Кузнецов Н. М. Рациональное электропотребление на горных предприятиях. Труды Кольского научного центра РАН. — 2011. — № 1 (4). — С. 128–135.
3. Закиров Д. Г., Рыбин А. А. Опыт организации и внедрения системы управления энергетической эффективностью в условиях модернизации экономики региона // Промышленная энергетика. — 2014. — № 2. — С. 2–5.
4. Ушаков И. А. Курс теории надёжности систем: уч. пособие — М.: «Дрофа», 2008–239 с.
5. Викторова В. С. Модели и методы расчета надежности технических систем: Изд. 2-е, испр. — М.: ЛЕНАНД, 2016.— 161 с.
6. Федотов А. В., Скабкин Н. Г. Основы теории надежности и технической диагностики: конспект лекций — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. — 32 с.