Анализ надежности установки для низкотемпературной обработки природного газа

 

 

 

 

 

2. Выявление последовательности опасных ситуаций.

Вторая  стадия начинается после того, как  определена конфигурация системы и завершен предварительный анализ опасностей. Дальнейшее исследование производят с помощью методов, обеспечивающих построение

1. дерева событий;
2. дерева отказов.

Эти два  подхода при решении задачи анализа  риска представляют из себя прямой анализ и анализ с обратным порядком. При выполнении анализа в прямом порядке существуют многочисленные методики оценок последствий развития аварийной ситуации, которые хорошо зарекомендовали себя в практика декларирования промышленной безопасности. В большинстве своем они базируются на методах анализа "деревьев событий". При построении дерева событии анализ начинается с определения инициирующего аварию события. Далее рассматриваются последовательности событий, при появлении которых авария развивается и прямом направлении.

Количественная  оценка вероятностей появления неблагоприятных  исходов, как правило, получается в предположении, что имеет место бинарная модель события - оно либо происходит, либо не происходит. Анализ с обратным порядком начинается с отыскания опасного состояния системы, от которого в обратном направлении выявляются возможные причины возникновения этого состояния. Обратный порядок характерен для анализа с помощью дерева отказов. Комбинированное использование обоих подходов позволяет решить задачу анализа риска.

 

 

3. Анализ последствий.

При анализе  последствий используются данные, полученные на двух предыдущих стадиях.

При выполнении анализа в прямом порядке принимается  ряд последовательностей событий, и составляются соответствующие этим последовательностям сценарии, оканчивающиеся опасными состояниями системы. Информация, которая должна быть собрана и обработана для написания сценария, состоит из сведений по взаимосвязи элементов и топографии системы, а также включает данные по отказам элементов я другим летальным характеристикам системы. Эти сведения оказываются затем полезными и для построения деревьев отказов.

Подчеркнем, что здесь используются условные, а не полные вероятности, причем условием является факт наступления события-аварии.

 

8.  Построение дерева событий

Рассмотрим  построение дерева событий и дерева отказов при изучении безопасности системы для низкотемпературной обработки природного газа. Например критической частью этой системы, т. е. подсистемой, с которой начинается риск, является попадание газа в нагнетательный зал. Таким образом, анализ риска начинается с прослеживания последовательности возможных событий с попадания газа в зал, называемого инициирующим событием, вероятность которого равна Р_А. Далее анализируем возможные варианты развития событий, которые могут последовать за ним.

В нашем  случае

P_a - Появление источника возгорания 0,04

P_b - Теплообменник 0,05

P_c - Первый коллектор 0,06

P_d - Турбодетандер 0,04

P_e - Низкотемпературный сепаратор 0,045

 

Дерево  событий

 

Расчет вероятностей событий:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

 

9. Построение дерева отказов:

Деревья отказов  являются сложными логическими структурами, их построение и количественный анализ требуют по меньшей мере твердых знаний булевой алгебры, теории множеств и других сложных разделов современной математики. Дерево отказов состоит из последовательностей событий, которые ведут к отказам системы или происшествию. Нежелательное событие в структуре дерева отказов помешается сверху (конечное событие) и соединяется с рядом более элементарных исходных отказов путем констатации событий и логических символов. Главное преимущество дерева отказов по сравнению с другими методами, заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии.

При построении «дерева событий» для  определения безопасности исходное событие аварии (ИСА) – наличие  источника возгорания. В случае возникновения  задымления в помещении автоматически  срабатывает спринклерная система  пожаротушения (ССП). При большом  очаге пожара необходимо в соответствии с инструкцией включить систему  пожаротушения (СП) и вызвать пожарных. Возможное «дерево событий» представлено на рис. выше, где «ступенька» верх означает срабатывание соответствующей  системы, а «ступенька» вниз –  ее отказ.

Анализ  конечных условий показывает, что  состояние под номером 3, связано  с тяжелыми последствиями, поэтому  путь, приводящий к конечному состоянию 3, является аварийным.

Постулируя  очередное ИСА, аналогичным образом  строится соответствующее «дерево  событий», определяются возможные аварийные  цепочки и вычисляется вероятность  их реализации.  

Дерево  отказа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Построение дерева решений

Дерево решений является особой разновидностью дерева событий. В дереве событий рабочие состояния системы не рассматриваются так, что сумма вероятностей всех событий не равна единице. В дереве решений все возможные состояния системы необходимо выразить через состояния элементов (рис.4). Таким образом, все состояния системы взаимно увязаны, и их вероятность в сумме должна равняться единице. Деревья решений могут использоваться, если отказы всех элементов независимы. Дерево решений читается слева направо.

 

Дерево решений для анализа  опасности

 

11. Расчет вероятности безотказной работы и средней наработки до отказа

 

 

 

 

 

t=1   N=5

 

; 

;

;

;

 

 

 

 

;

;

;

;

;

 

 

 

 

; 

; 

 

 

 

 

; 

; 

; 

 

 

Получим общую вероятность отказов

 

Рассчитаем  вероятность безотказной работы

;

 

Получили  что 

 

Расчет  вероятности безотказной работы с учетом дополнительного элемента 7 (низкотемпературный сепаратор)

; 

;

;

;

 

 

 

 

;

;

;

;

 

;

 

 

 

 

; 

; 

 

 

 

 

; 

; 

; 

 

 

Получим общую вероятность отказов

 

Рассчитаем  вероятность безотказной работы

;

 

Получили  что 

 

Рассчитаем  среднюю наработку на отказ

m=2 n=3

где m - количество резервных элементов;

       n - количество основных элементов;

Находим среднюю интенсивность отказов:

 

 

 

 

0.036

Находим среднюю наработку:

 

 

 

 

12. Вывод

В данной курсовой работе была построена схема соединения по надежности, определены вероятность безотказной работы устройства на заданном временном интервале t = 1 год и средней наработки устройства на отказ.

Приняли меры по повышению надежности так как .

 

Список литературы

1. Надежность технических систем. Оценка показателей надежности элементов и систем. В. Воскобоев;
2. Надежность технических систем. Оценка технического состояния. В. Воскобоев;
3. Надежность технических систем и техногенный риск. Учебно-методические рекомендации для выполнения курсовой работы. Коновко А.В., Шаповалова Г.Н.;
4. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 г., № 116-ФЗ.
5. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения.
6. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения.
7. ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования.
8. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
9. Хенли Э.Дж., Кумамото Х. Надежность технических систем и оценка риска. - М.: Машиностроение, 1984.
10. Труханов В.М. Надежность изделий машиностроения. Теория и практика. – М.: Машиностроение, 1996.
11. Проников А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978.
12. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. - М.: Мир, 1984.
13. В.С.Авдуевский и др. Надежность и эффективность в технике. Справочник. - М.: Машиностроение, 1989.
14. Беляев Ю.К. и др. Надежность технических систем. Справочник. – М.: Радио и связь, 1985.
15. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. - М.: Машиностроение, 1990.
16. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - М.: Машиностроение. 1986.
17. Хазов Б.Ф. Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. – М.: Машиностроение, 1986.
18. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. - М.: Наука, 1966.
19. Решетов Д. Н., Иванов А. С., Фадеев В.З. Надежность машин. - М.: Высшая школа, 1988.
20. Северцев Н. А. Надежность сложных систем в эксплуатации и отработке. - М.; Высшая школа, 1989.
21. Синицын А.П. Расчет конструкций на основе теории риска. М.: Стройиздат, 1985.
22. Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании. М.: Изд-во АСВ, 1998.
23. Безопасность жизнедеятельности./Под ред. С.В.Белова. 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2001.
24. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда). /П.П.Кукин, и др. - М.: Высш. шк., 1999.
25. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов.
26. СП 12-132-99. Безопасность труда в строительстве. Макеты стандартов предприятий по безопасности труда для организаций строительства, промышленности строительных материалов и жилищно-коммунального хозяйства.
27. Инженерная психология. /Под ред. Б.Ф.Ломова. - М.: Высш. шк., 1986.