Оценка долговечности системы автоматической защиты паровой турбины

Второй иллюстративный пример связан с прогнозированием не только вероятности разгона турбин типа К-300 по причине отказа предусмотренной на такие случаи системы автоматической защиты, но и времени, в течение которого это может произойти. При разработке необходимой для этого GERT-модели использована принципиальная схема соответствующей системы, представленная на рис. 7.7 и являющаяся составной частью уже знакомой (по рис. 7.4) системы регулирования и защиты рассматриваемого здесь ОТУ.

На приведенной схеме показаны следующие основные элементы данной системы:

  • 1) измерители скорости вращения ротора — центробежный датчик одного из двух автоматов безопасности (позиции 15,11) и такой же регулятор 3 числа его оборотов;
  • 2) усилительно-преобразовательные устройства автомата безопасности (его предвключенный 16 и основной 17 золотники, а также сервомоторы 5, 7 стопорных и регулирующих 9, 19 клапанов, а также золотники 10, 18);
  • 3) исполнительные органы этого автомата — стопорные клапаны
  • 6,8;
  • 4) гидропроводы, соединяющие регулятор оборотов с управляемыми им (через соответствующие золотники либо сервомоторы) регулирующими, стопорными клапанами и автоматом безопасности (изображены сплошной и штриховой линиями соответственно).

При разработке сетевой модели процесса несрабатывания защиты турбины учитывалось следующее: а) отказ хотя бы одного из элементов, последовательно соединенных в каждом из вышеуказанных четырех контуров управления; б) ошибки персонала, приведшие к неоста-

Принципиальная гидравлическая схема защиты турбины

Рис. 7.7. Принципиальная гидравлическая схема защиты турбины

GERT-модель функционирования системы защиты турбины

Рис. 7.8. GERT-модель функционирования системы защиты турбины

новке вручную ротора турбины золотником сброса 14 после появления неизбежных при его разгоне виброперегрузок и невозвращения (с помощью золотника 4 с ручным приводом) основного золотника 17 автомата безопасности в исходное положение после выдачи им или вибродатчиком команды на закрытие стопорных клапанов.

Удовлетворяющая перечисленным условиям и допущениям диаграмма типа GERT представлена на рис. 7.8.

Компактность (укрупненность) построенной GERT-модели была достигнута путем интерпретации ее дугами и узлами четырех контуров, включающих в себя последовательности показанных на рис. 7.7 измерительных, усилительных и исполнительных элементов системы автоматической защиты. Данная особенность моделируемого процесса учтена наличием в составе в этой сети 11 петель, из них три петли (34-43, 23-35-52, 12-23-36' -61)[1] имеют первый порядок, пять (22-44, 22-55, 22-66, 44-66, 55-66) — второй и три (22-44-55, 22-44- 66,44-55-66) — третий порядок, а также введением двух степеней свободы для первой реализации узлов 3—6. Подобное уточнение условий, необходимых для начала моделируемого процесса, отражает не только требование к исходной исправности каждого из перечисленных элементов, но и возможность автоматической защиты турбины от разгона при сохранении работоспособности хотя бы одной цепочки, образующей соответствующий контур защиты.

Что касается содержания и параметров дуг в приведенной выше сетевой модели, то сведения о них представлены в табл. 7.6. Имеющиеся в ней вероятности и количественные характеристики производящих функций моментов порядка S = (0,1, 2) были получены для межрегламентного периода (7680 ч), с использованием статистических данных, позаимствованных из справочной литературы [8, 14, 16] и приложения Б к настоящему учебнику.

Код

Наименование

Вероятности и характеристики времени

Р

ч

M[t ч; а,, ч

м,№

1-2

Вывод турбины на рабочий режим

1,0

М, = 24; ст, = 1

exp(24S + 0,5S2)

2-2

Работа при номинальной скорости V

0,88

-«-? II 00 00 00 О

exp(880S + 32 S2)

2-3

Отклонение от заданной скорости V*

0,12

Mt = 6800; о, = 20

exp(6800S + 200S2)

3-4

Регулирование скорости 2% < Д V*< 12%

0,995

М, = 6790; а, = 8

exp(6790S + 32S2)

3-5

Превышение скорости 12% < ДУ'< 15%

0,005

JS и 11 «о

CI

exp(10S + IS2)

4-3

Возвращение к заданной скорости V*

0,989

М= 0,2; а, = 0,01

exp(0,2S + 0,5 • lO^S2)

4-4

Отказал один регулирующий клапан

0,01

М,= 0,1; ст, = 0,01

exp(0,lS + 0,5 • 10-'S2)

4-6

Отказали оба регулирующих клапана

0,0001

М= 0,2; о, = 0,01

exp(0,2S + 0,5 • lO^S2)

5-5

Отказал один стопорный клапан (СК)

0,03

М(= 0,1; = 0,01

exp(0,lS + 0,5 • 10^S2)

5-6

Отказали оба стопорных клапана

0,0009

М= 0,2; о, = 0,01

exp(0,2S + 0,5 • 10-'S2)

5-2

Останов турбины срабатыванием СК

0,9691

М= 0,2; а, = 0,01

exp(0,2S + 0,5 • 10 4S2)

6-6

Отказал один вибродатчик (ВД)

0,01

М= 0,4; о, = 0,01

exp(0,4S + 0,5 • 10 4S2)

6-7

Отказ двух ВД и выход турбины вразнос

0,0001

М= 0,8; о, = 0,03

exp(0,8S + 4,5 • 10'4S2)

6-1

Останов турбины срабатыванием ВД

0,9899

М(=0,3;а, = 0,03

exp(0,3S + 4,5 • 10'4S2)

Принятая здесь нормальность распределения случайного времени достижения каждого узла сети GERT обусловлена большим числом факторов, влияющих на появление учтенных в модели событий, что позволило (согласно центральной предельной теореме Ляпунова) выдвинуть соответствующую статистическую гипотезу. Ее правомерность затем была подтверждена соответствующей проверкой, а обоснованность представленных в таблице параметров т( и ст( распределения времени — использованием стандартных правил точечного оценивания нормально распределенных числовых характеристик этой случайной величины.

  • [1] Заметим, что под отсутствующей на этом рисунке дугой 36'" здесь подразумевается непосредственная связь между узлами 3 и 6, которая заменяет две соединенныес узлом 4 другие дуги.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >