供热系统可靠性研究
供热系统可靠性研究
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(吉林建筑工程学院市政与环境工程学院吉林长春130021)i霪隳裂蹴
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[摘要】供热系统是一个系统性很强的工程。热能的产生、输送、分配、使用是个有机的整体，各个环节均对整个系统造成影响。目前，关于供热系统可靠性的研究并不多，对现有的各种方法进行归纳总结，可作为可靠性分析与设计以及供热系统维修等的参考资料。
[关键词】供热系统可靠性
哈尔滨供暖时间中图分类号：T KI文献标识码：A文章编号：1671--7597(2008)1010145—01
随着我国供热事业的发展，热网规模不断扩大，热网运行的可靠性问题引起了人们的重视。现有的关于供热系统的研究多着重于具体技术环节的研究。如：①供热系统可靠性研究评价指标分析或探讨；②供热系统中的热网、元部件分析研究。
一、供热系统的可●性评价指标
(一)清华大学蔡启林，北京建工学院刘施玲认为供热系统可靠性评价指标应考虑“故障频谱”，提出的以供热系统功能质量指标来判定系统可靠性的思想，以全年总供热量作为系统的功能质量指标，定义供热系统可靠性综合评价指标为实际系统的功能质量指标与理想系统的功能质量指标的比值。根据定义，借助于故障频谱提出了一个新的评价指标供热系统可靠性综合评价指标公式，与原苏联教科书介绍的可靠性计算公式相比，他们提出的供热系统可靠性综合评价指标更合理，更切合实际。两位作者为解决获得地区故障频谱数据的困难，又提出了一个简化计算公式。但国内有学者指出他们所给出的公式在推导过程中存在两点缺陷：一是判定供热系统是否处于失效(事故)状态的标准不客观；二是所提出的“故障频谱”理论与故障流的稳定性相矛盾。但是对于作者在调研国内热网故障数据基础上提出的故障次数随月份变化这一思想予以了肯定，认为应用这一概念可使可靠性指标计算更加深入和细致。
(二)前苏联的热网可靠性评价指标分析。前苏联学者将供热系统的可靠性评价指标定义为实际系统的功能质量指标与理想系统的功能质量指标之比。他们以计算热负荷作为功能质量指标，通过状态模拟用
布尔真值算法计算得出了热网可靠性。总参工程兵第四设计研究院战泰文，哈尔滨建筑大学邹平华，北京市机械局职工大学许春兰对这个可靠性评价指标进行分析后，指出了其计算公式的缺陷性主要体现在四个方面：一是判定供热系统是否处于失效(事故)状态的标准不客观；二是“计算工况”假设不客观；三是将供热系统作为“年不可修复系统”的假设不客观；四是认为其作出的在整个采暖期故障流具有稳定性的假设不客观。
(三)总参工程兵第四设计研究院战泰文，哈尔滨建筑大学邹平华从供热系统功能质量特性出发，将供热系统可靠性评价指标定义为供热系统整个供暖期实际供热量的数学期望与全年(供暖期)理想状态供热量的比值，利用系统事故状态概论评价的方法，推导得出了供热系统可靠性评价指标。根据其可靠性指标的确立原则，有学者认为这一供热系统可靠性评价是非常客观的，在实践中也是可行的，可应用于供热系统的可靠性分析中。
(四)曾明，应用概率与数理统计的方法分析区域热网运行的可靠性问题，推导出热网系统可靠性指标计算式，将可靠性指标规定为热网实际供出的热负荷与热网完好状态下要求供出的热负荷之比。并且对不同结构下的热力网可靠性进行了定量计算及分析。
=、供热系统元部件可靠性分析
(一)哈尔滨工业大学谭羽非、王晓霞、邹平华从熵的角度描述了供热系统中元部件故障发生时间的不确
定性，探讨了最大熵理论在供热系统的元部件中应用的可行性。不仅研究了各种数据符合某个概率分布的真正原因，而且证明原有的事故流参数概率法是信息熵方法的一个特例。利用最大熵原理，获得了供热系统元部件可靠性评价指标的计算方法，推导出一系列供热系统元部件可靠性指标的计算公式，为供热系统可靠性综合评价指标的计算提供了准确的基本参，为大型供热系统可靠性研究提出了一个有广阔应用前景的计算法。
(二)张华杉、王晓霞、邹平华、吴星等，通过对北京、沈阳、哈尔滨及牡丹江的热网运行和故障情况的调查统计，给出了这些城市热网的管道、阀门及波纹管补偿器的分管径故障率数据。对北京和沈阳热网的故障发生规律进行了管径频谱、年频谱及月频谱分析，发现中等管径(D N250～D N400)故障率最高，并指出北京和沈阳热网元件故障率可作为我国热网可靠性研究的参考数据。
(三)总参工程兵第四设计研究院战泰文，哈尔滨建筑大学邹平华，探讨了供热系统可靠性的基本问题，提出了可靠性与维修性相结合的思路，在讨论了供热系统是否处于事故状态的标准基础上，给出了供热系统元部件事故流参数的概念及确定方法，指出事故流参数特点以及其与故障流参数的区别。
三、状态转移圈的分析方法
青岛理工大学的彭冬根、董华、贾颖在对整个供暖系统进行抽象概括的基础上，通过建立数学模型；运用状态转移图的分析方法，从理论上导出复杂的串并联系统的综合故障率和综合修复率及整个供暖
系统的可靠性参数，如可靠度、平均寿命等的计算式；并从纯数学的角度分析了复杂的供暖系统。但是所得出的结论：一是只从理论上通过状态转移图推导出并联系统及串并联系统的综合故障率和修复率的计算式；二是仅理论上推导出整个采暖系统模型的可靠度及初次故障前的平均寿命的理论计算式。并没有提出提高供热系统可靠性的措施，并在实际工程中进行分析验证。
四、提高供热系统可靠性措麓
设计与建造一个可靠的供热系统可以通过提高系统各部件的质量以及考虑备用元部件这两种方法来实现。但是考虑到实际应用中的技术、经济条件限制，对供热系统来说，可以通过以下措施提高可靠性：一是健全热网的调度记录或故障记录工作，以期获得准确的热网元部件事故流参数和故障修复时间的数值；二是在设计新的热网系统时，要采用完善和进步的管道结构和热网设备，正确地选择在计算中所采用的事故流参数的数值，争取向减小的方向修正；三是合理设置分段阀、放水阀、放气阀。
但是，将这些措旌应用到实际工程中时，应该就供热系统可靠性与费用关系进行分析。在考虑初投资和额定运行费用的基础上，分别估算出未采取可靠性措施和采取可靠性措施后的费用，并进行经济比较。
五、结论
供热系统作为一个复杂的系统工程，其可靠性受多种因素影响。目前关于供热系统可靠性研究的方法发展较缓慢，且在实际工程中的应用效果不显著。
参考文献：
[1]蔡启林、
1993．5．
[2]战泰文、
1998．6．
[3]战泰文、
热力，1998．4．
刘旌玲，供热系统可靠性综合评价指标探讨，煤气与热力
邹平华，供热系统可靠性年评价指标的探讨，煤气与热力
邹平华，供热系统可靠性探讨及事故流参数的确定，煤气与
[4]张华杉、王晓霞、邹平华、吴星等，基于热网调研的供热管网元件故障率统计与频谱分析，暖通空调，2004．
[5]曾明，应用理统计法分析热网可靠性．
[6]谭羽非、王晓霞、邹平华，最大熵原理与供热系统元部件可靠性的研究，煤气与热力，2003．7．
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