интенсивность отказов (риск возникновения отказов аварий с раскопкой), 1 год/км;
среднее время восстановления (ликвидации аварии), наработка на отказ (среднее время работы участка трубопровода между отказами), г;
вероятность безотказной работы в пределах заданного времени эксплуатации.
Решение о необходимости восстановления (санации) или обновления (перекладки) конкретного участка трубопровода должно приниматься на основании оценки технической и экономической целесообразности дальнейшей эксплуатации участка трубопровода и с учетом опыта эксплуатации.
Техническая целесообразность эксплуатации участка трубопровода в его существующем состоянии определяется окончанием технического срока службы, при котором уровень его надежности, гидравлические параметры функционирования и показатели качества транспортируемой воды являются недостаточными и не соответствуют требуемым нормативам. Технический срок службы трубопровода определяется на основании анализа аварийности трубопроводов путем оценки и прогноза показателей надежности и по результатам обследования (технической диагностики) участков трубопроводов.
Экономическая целесообразность эксплуатации участка трубопровода определяется окончанием экономического (полезного) срока службы, за пределами которого расходы на эксплуатацию участка трубопровода превышают возможные расходы на его реновацию (перекладку или санацию), а уровень надежности не соответствует требуемому или принятому за норматив.
В этой связи к критериям, определяющим стратегию выбора потенциальных объектов восстановления (санации) трубопроводов, относятся:
показатели надежности участков трубопроводов и прогноз их изменения;
дестабилизирующие надежность трубопроводов факторы;
срок эксплуатации и техническое состояние трубопроводов;
ремонтопригодность трубопроводов;
остаточные ожидаемые сроки полезной эксплуатации;
прошлые расходы на восстановление;
реальная стоимость существующих трубопроводов и стоимость их восстановления;
ограничения по финансовым расходам.
Информационно-техническое обеспечение стратегии восстановления трубопроводов позволяет путем запросов по БД оценить эти критерии и выбрать район водопроводной сети (РВС) города с наибольшей аварийностью трубопроводов (по выбранным для анализа диаметрам, материалам и срокам эксплуатации трубопроводов).
Анализ электронной планшетной карты аварийности трубопроводов городской водопроводной сети позволяет выбрать планшет с максимальной аварийностью трубопроводов.
В пределах планшета функционирование БД позволяет выполнить ранжирование участков трубопроводов по приоритетности их восстановления и сформировать списки и паспорта потенциальных объектов восстановления, т. е. участков трубопроводов городской водопроводной сети от колодца до колодца.
В качестве примера в табл. 1 приведены сведения по реализации начального этапа стратегии определения потенциальных объектов восстановления трубопроводов, т. е. получение по запросу из БД численных критериев надежности стальных трубопроводов Московского водопровода (для диаметра 400 мм) с истекшим сроком службы, превышающим нормативный (более 20 лет эксплуатации) для всех районов водопроводной сети (РВС) города.
Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод о том, что критический уровень надежности трубопроводов выбранного диаметра и материала, наиболее высокая интенсивность отказов (аварий с раскопкой) и наибольший риск возникновения аварий зафиксирован в шестом РВС города: уровень надежности составляет всего 0,42, а риск возникновения отказов 1,35 аварий в год на 1 км трубопровода. Прогнозируется возникновение порядка 20 аварий в год с интенсивностью 1,9 аварий в год на 1 км сети.
Следующим этапом стратегии восстановления является выбор из установленных потенциальных объектов восстановления (участков трубопроводов конкретного РВС) первоочередных (или приоритетных) путем использования балльной системы оценки влияния на их надежность косвенных и дестабилизирующих факторов.
Необходимо отметить, что выбор характерных для городов РФ первоочередных объектов восстановления (санации) протяженной водопроводной сети в условиях эксплуатации, значительная часть трубопроводов которых, как правило, исчерпала нормативный срок службы и имеет высокий риск возникновения аварий, является сложной многофакторной задачей. Для ее решения может использоваться математический аппарат (теории графов) и методы математической статистики.
Современная концепция подхода к определению первоочередного объекта реабилитации трубопроводов городской водопроводной сети базируется на выделении и количественном и качественном определении приоритетного базового (основного) фактора, которым служит его надежность, а также комплексной оценки значительного количества косвенных факторов, влияющих на показатели надежности участков трубопроводов в реальных условиях эксплуатации.
Данный этап стратегии реновации реализуется путем подсчета обшей суммы баллов по показателям и характеристикам из паспортных данных на каждом рассматриваемом на предмет приоритетности восстановления участке трубопровода водопроводной сети.
К основным косвенным факторам, влияющим на уровень надежности трубопровода и, следовательно, на риск возникновения его отказа, относятся:
год укладки трубопровода;
диаметр трубопровода (в том числе толщина стенок);
наличие зашиты от электрокоррозии;
гидравлические характеристики (скорость, коэффициент гидравлического трения);
давление (напор) воды;
глубина заложения трубопровода;
качественные показатели транспортируемой воды;
тип (характер) грунтов;
наличие подземных вод;
интенсивность транспортных и пассажиропотоков вблизи объекта потенциальной реновации водопроводной сети;
плотность населения вблизи объекта потенциальной реновации и другие.
Влияние косвенных факторов на базовый, к которому отнесена надежность участка трубопровода, и определение их рангов приоритетности по балльной системе производятся с помощью математической модели (теории графов) посредством составления матриц доминирования, устанавливающих общую связность (т. е. наличие или отсутствие связей вершин графа) всех элементов системы с учетом множества возможных сочленений и выявлением ранга доминирования или значимости.
Таблица 1.
Результаты оценки и прогноза показателей надежности трубопроводов Московского водопровода
Номер района эксплуатации водопроводной сети (РВС) | Интенсивность отказов (риск возникновения отказов) факт-прогноз, аварий год год/км | Годовая частота отказов факт-прогноз, аварий/год | Процент отказавших участков (аварийность) % | Вероятность «выживания» трубопроводов без проведения капитального ремонта | Уровень надежности (в течении года) | Вероятность отказа (в течении года) | Наработка на отказ, год |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | 0,5-1,0 074-0,6 0,26-0,9 0,75 0,3-0,8 1,35-1,9 0,29-0,8 0,23-0,75 0,34-0,79 0,15-0,38 0,255-1,12 | 10,7-21,2 2,2-7,3 6-22 6,4-12,48 4,7-13,3 21,5-62,7 7-19,2 5,75-12,93 20,5-45 1,5-3,1 7-17,01 | 77 60 44 13 39 39 20 22 31 9 61 | 0,23 0,4 0,56 0,67 0,61 0,61 0,8 0,78 0,69 0,91 0,39 | 0,89 0,98 0,91 0,69 0,9 0,42 0,67 0,68 0,45 0,88 0,76 | 0,11 0,02 0,08 0,31 0,1 0,68 0,33 0,32 0,55 0,12 0,24 | 1,94 5,74 3,78 5,7 3,34 0,74 3,4 3,9 3,17 4,47 3,8 |
При этом значимость каждого из описанных факторов определяется количеством связей с подобными ему из числа перечисленных и основным фактором.
Приоритетными среди выбранных на первом этапе потенциальных участков трубопроводов для проведения восстановительных работ будут считаться те участки сети, где суммы баллов составляют максимальные значения.
Данной процедурой завершается второй этап, который позволяет сузить рамки исходной многофакторной задачи, обобщив всю имеющуюся информацию по косвенным факторам и выделив ограниченное число потенциальных для восстановления, т. е. неблагоприятных в техническом отношении участков.
1.5.2. Обеспечение надёжной работы самотечной водоотводящей сети
Надежность и экологическая безопасность являются основными требованиями, которые предъявляются к современным системам водоотведения.
В определении надежности под объектом может пониматься как систем водоотведения в целом, так и отдельные ее сооружения, насосные станции, очистные сооружения, самотечные сети и напорные канализационные трубопроводы.
Под надежностью участка водоотводящего трубопровода понимается его свойство бесперебойного отвода сточных вод от обслуживаемых объектов в расчётных количествах в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и соблюдением мер по охране окружающей среды.
Определение степени надёжности работы самотечной сети водоотведения производится на основании использования и обобщения обширного аналитического и архивного материала по эксплуатации водоотводящих трубопроводов различных городов и населённых пунктов, применения соответствующего математического аппарата и специально разработанной автоматизированной системы комплексной оценки надежности городской водоотводящей сети.
В настоящее время значительная часть трубопроводов городской водоотводящей сети в различных регионах РФ исчерпала нормативный срок службы и имеется высокий риск возникновения аварий. Надёжность систем водоотведения является сложной многофакторной и многовариантной задачей.
Подход к определению первоочередного объекта реабилитации трубопроводов водоотводящей сети базируется на выделении базового или основного фактора, которым служит его надежность, а также метод оценки определённого количества косвенных дестабилизирующих факторов, влияющих на показатели надежности участков трубопроводов в реальных условиях эксплуатации.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
