Показатели, определяемые в соответствии с методическими указаниями по разработке схем теплоснабжения.

Под надежностью теплоснабжения понимается возможность системы теплоснабжения бесперебойно снабжать потребителей в необходимом количестве тепловой энергией требуемого качества при полном соблюдении условий безопасности для людей и окружающей среды.

Надёжность работы тепловых сетей обеспечивается двумя путями: первый - повышением качества элементов системы и второй - резервированием элементов.

Вместе с тем обеспечение надежности теплоснабжения требует существенных затрат. Так, резервирование тепловых сетей увеличивает их стоимость на 35 - 50 %, а обеспечение 100 % отпуска теплоты от источников при выходе из строя наиболее крупного агрегата требует увеличения инвестиций на 25 - 30 %.

Поэтому, учитывая аккумулирующую способность зданий и инерционность процессов в системах теплоснабжения в соответствии с действующими нормами (СНиП 41-052-2003 «Тепловые сети»), допускается снижение отпуска теплоты в аварийных ситуациях до 86 % от расчетной тепловой нагрузки потребителей. При этом продолжительность и глубина снижения отпуска теплоты нормируются.

В тепловых сетях без резервирования отключение любого элемента линейной части сети при его отказе приводит к полному отключению потребителей, расположенных за отказавшим (по ходу теплоносителя) элементом, и к снижению температуры воздуха внутри помещений. Увеличение надежности теплоснабжения в таких тепловых сетях достигается повышением качества элементов и уменьшением времени восстановления отказавших элементов (как правило, теплопроводов).

Основными факторами, определяющими величину времени восстановления теплопроводов, являются: диаметр трубопровода, тип прокладки, характер повреждения, наличие, состав и оснащенность специальной аварийно-восстановительной службы.

Продолжительность пониженного уровня теплоснабжения не должна превышать нормативного времени устранения аварии, что достигается соответствующим составом и технической оснащенностью аварийно-восстановительных служб, внедрением технологий ускоренных ремонтов, тренировками эксплуатационного персонала.

В качестве основных критериев надежности тепловых сетей и системы теплоснабжения приняты:

· вероятность безотказной работы [Р];

· коэффициент готовности системы [Кг];

· живучесть системы [Ж].

Минимально допустимые показатели (критерии) вероятности безотказной работы:

· источника теплоты – Р_ит=0,97;

· тепловых сетей – Р_тс=0,9;

· потребителя теплоты – Р_пт=0,99;

· системы в целом – Р_сцт=0,86.

Допустимая продолжительность перерыва отопления, установленная постановлением Правительства Российской Федерации от 23.05.2006 № 307, составляет: не более 16 часов единовременно при изменении температуры воздуха в жилых помещениях от нормативной до 12 °С; не более 8 часов при изменении температуры воздуха в жилых помещениях от 12 °С до 10 °С; не более 4 часов при изменении температуры воздуха в жилых помещениях от 10° С до 8 °С.

Принимая во внимание снижение температуры воздуха в жилых помещениях при полном отключении подачи тепла и расчетной температуре наружного воздуха
(-26С) для зданий с коэффициентом аккумуляции 40 ч, в соответствии с методической документацией МДС-41-6.2000, температура в помещении снизится с +18°С до +8 °С за 7,5 ч.

Для тупиковых нерезервированных сетей можно воспользоваться вероятностным показателем, который отражает совпадение двух событий: отказ элемента сети и попадание этого отказа в период стояния низких температур наружного воздуха. Вероятность отказа в подаче теплоты в этом случае определяется:

P = e^{-∑λ х nотк},                                                             

где ∑λ - сумма параметров потока отказов всех элементов рассчитываемого тупикового ответвления к потребителю;

n_отк - длительность стояния температур наружного воздуха ниже расчетной.

Способность системы теплоснабжения обеспечивать в течение заданного времени требуемые режимы, параметры и качество теплоснабжения определяют по трем критериям: вероятность безотказной работы, коэффициент готовности и живучесть системы.

Вероятность безотказной работы системы

Вероятность безотказной работы системы – это способность системы не допускать отказов, приводящих к падению температуры в отапливаемых помещениях жилых и общественных зданий ниже установленного нормативами.

Вероятность безотказной работы (Р) определяется по формуле:

Р=е-w,

где w – плотность потока учитываемых отказов, сопровождающихся снижением подачи тепловой энергии потребителям, определяется по формуле:

w=a ^х m ^х K_c ^х d0.208, 1/год*км,

где а – эмпирический коэффициент, при уровне безотказности а=0,00003;

m – эмпирический коэффициент потока отказов, принимается равным 0,5 – при расчете показателя безотказности и 1,0 – при расчете показателя готовности;

К_с – коэффициент, учитывающий старение конкретного участка теплосети.

Коэффициент готовности системы

Коэффициент готовности системы – это вероятность работоспособного состояния системы в произвольный момент времени поддерживать в отапливаемых помещениях расчетную внутреннюю температуру.

Коэффициент готовности системы теплоснабжения определяется по формуле:

К_г=(8760-z₁-z₂-z₃-z₄)/8760,

где z₁ – число часов ожидания неготовности системы централизованного теплоснабжения в период стояния расчетных температур наружного воздуха в данной местности;

z₂ – число часов ожидания неготовности источника тепловой энергии;

z₂= z_об+ z_впу+ z_тсв+ z_пар+ z_топ+ z_хво+ z_эл,

где z_об – число часов ожидания неготовности основного оборудования;

z_впу – число часов ожидания неготовности водоподготовительной установки;

z_тсв – число часов ожидания неготовности тракта трубопроводов сетевой воды;

z_пар – число часов ожидания неготовности тракта паропроводов;

z_топ – число часов ожидания неготовности топливообеспечения;

z_хво – число часов ожидания неготовности водоподготовительной установки и группы подпитки;

z_эл – число часов ожидания неготовности электроснабжения;

z₃ - число часов ожидания неготовности тепловых сетей;

z₄ – число часов ожидания неготовности абонента.

Живучесть системы

Живучесть системы – это способность системы сохранять свою работоспособность в аварийных условиях, а также после длительных остановов (более 54 часов).

Перечень мер по обеспечению живучести всех элементов систем теплоснабжения включает:

- организацию локальной циркуляции сетевой воды в тепловых сетях;

- прогрев и заполнение тепловых сетей и систем теплоиспользования потребителей во время и после окончания ремонтно – восстановительных работ;

- проверка прочности элементов тепловых сетей на достаточность запаса прочности оборудования и компенсирующих устройств;

- временное использование, при возможности, передвижных источников теплоты.

Результаты расчетов показателей надежности работы тепловых сетей представлены в таблице 28.

Таблица 28 – Результаты расчетов показателей надежности работы тепловых сетей

Наименование начала участка	Наименование конца участка	Длина участка, м	Внутpенний диаметp подающего тpубопpовода, м	Внутренний диаметр обратного трубопровода, м	Время восстановления, ч	Интенсивность восстановления, 1/ч	Интенсивность отказов, 1/(км*ч)	Поток отказов, 1/ч	Относительное кол. отключ. нагрузки	Вероятность отказа
Сужение1	Многокв. жилой дом №7	84	0,08	0,08	5,826377	0,171633	0,0000114	0,000001	0	0,0000058
У-27	У-63	40	0,1	0,08	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000005	0	0,000003
У-63	Сужение1	53	0,1	0,08	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000006	0	0,000004
У-26	У-69	46	0,1	0,08	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000005	0	0,0000035
У-69	У-56	47	0,1	0,08	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000005	0	0,0000036
У-69	Многокв. жилой дом №2	15	0,1	0,1	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000002	0	0,0000011
У-23	Сужение3	26	0,207	0,207	11,631585	0,085973	0,0000226	0,0000034	0,3127143	0,0000396
Сужение3	У-24	125	0,15	0,15	8,917881	0,112134	0,0000226	0,0000034	0	0,0000304
У-28	Сужение4	98	0,15	0,15	8,917881	0,112134	0,0000114	0,0000011	0	0,00001
Сужение4	У-29	98	0,1	0,1	6,712083	0,148985	0,0000114	0,0000011	0	0,0000075
У-29	Многокв. жилой дом №4	15	0,1	0,1	6,712083	0,148985	0,0000114	0,0000002	0	0,0000011
У-29	ЗУ-30	19	0,08	0,08	5,844342	0,171106	0,0000114	0,0000002	0	0,0000013
У-43	У-44	21	0,08	0,08	5,834304	0,1714	0,0000226	0,0000005	0	0,0000028
У-60	Военторг	12	0,08	0,08	5,834304	0,1714	0,0000226	0,0000003	0	0,0000016
У-48	ЗУ-3	117	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,0000026	0	0,0000173
У-49	Многокв. жилой дом №10	33	0,08	0,08	5,840645	0,171214	0,0000226	0,0000007	0	0,0000043
У-23	Многокв. жилой дом №6	57	0,08	0,08	5,834304	0,1714	0,0000226	0,0000013	0	0,0000075
У-22	У-23	43	0,207	0,207	11,631585	0,085973	0,0000226	0,000001	0,363368	0,0000113
У-49	Многокв. жилой дом №9	167	0,1	0,08	6,693434	0,1494	0,0000226	0,0000038	0	0,0000252
У-24	Детский Сад Одуванчик	21	0,1	0,08	6,743856	0,148283	0,0000226	0,0000005	0	0,0000032
У-24	У-25	153	0,15	0,15	8,917881	0,112134	0,0000226	0,0000035	0	0,0000308
У-25	У-26	35	0,1	0,08	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000004	0	0,0000026
У-63	Многокв. жилой дом №1	15	0,1	0,1	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000002	0	0,0000011
У-25	У-28	47	0,15	0,15	8,917881	0,112134	0,0000114	0,0000003	0	0,0000023
У-28	Многокв. жилой дом №3	15	0,1	0,1	6,745928	0,148238	0,0000114	0,0000002	0	0,0000012
У-30	Общежитие № 2	52	0,051	0,051	4,612482	0,216803	0,0000114	0,0000006	0	0,0000027
У-30	Общежитие № 1	20	0,051	0,051	4,612482	0,216803	0,0000114	0,0000002	0	0,0000011
У-56	У-27	27	0,1	0,08	6,655213	0,150258	0,0000114	0,0000003	0	0,000002
У-45	У-46	87	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,000002	0	0,0000129
У-46	У-47	10	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,0000002	0	0,0000015
У-47	Узел связи	30	0,082	0,082	5,799151	0,172439	0,0000226	0,0000007	0	0,0000039
У-47	У-48	134	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,000003	0	0,0000198
У-48	Администрация	28	0,08	0,08	5,841966	0,171175	0,0000226	0,0000006	0	0,0000037
У-46	У-50	139	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000114	0,0000016	0	0,0000104
У-60	Военторг	12	0,08	0,08	5,834304	0,1714	0,0000226	0,0000003	0	0,0000016
У-44	У-60	12	0,08	0,08	5,834304	0,1714	0,0000226	0,0000003	0	0,0000016
У-19	У-20	206	0,207	0,207	11,631585	0,085973	0,0000226	0,0000046	0,4847757	0,000054
У-20	Школа ввод-1	41	0,08	0,08	5,838531	0,171276	0,0000226	0,0000009	0	0,0000054
У-20	У-21	65	0,207	0,207	11,631585	0,085973	0,0000226	0,0000015	0,4486508	0,000017
У-21	Школа ввод-2	108	0,076	0,05	5,647216	0,177078	0,0000226	0,0000024	0	0,0000138
У-21	У-22	20	0,207	0,207	11,631585	0,085973	0,0000226	0,0000005	0,4128417	0,0000052
У-22	Многокв. жилой дом №5	57	0,082	0,082	5,922174	0,168857	0,0000226	0,0000013	0	0,0000076
У-19	У-31	22	0,051	0,051	4,59419	0,217666	0,0000114	0,0000003	0	0,0000012
У-31	МУП	107	0,051	0,051	4,59419	0,217666	0,0000114	0,0000012	0	0,0000056
У-61	Водонапорная башня	25,48	0,051	0,051	4,59419	0,217666	0,0000114	0,0000003	0	0,0000013
У-31	У-61	26	0,051	0,051	4,59419	0,217666	0,0000114	0,0000003	0	0,0000014
У-61	Насосная ст. 2 подьёма	10,34	0,051	0,051	4,59419	0,217666	0,0000114	0,0000001	0	0,0000005
У-42	ДК Гарнизона	94,9	0,051	0,051	4,608956	0,216969	0,0000226	0,0000021	0	0,0000099
У-3	У-4	24	0,1	0,1	6,695161	0,149362	0,0000114	0,0000003	0	0,0000018
У-18	У-19	85	0,207	0,207	11,631585	0,085973	0,0000226	0,0000019	0,4914313	0,0000223
Центральная котельная	Собств.нужд. котельной	12	0,1	0,1	6,746964	0,148215	0,0000226	0,0000003	0	0,0000018
У-34	У-62	21	0,15	0,15	8,947768	0,11176	0,0000226	0,0000009	0	0,0000085
У-32	БПК	35	0,08	0,08	5,847515	0,171013	0,0000226	0,0000002	0	0,0000009
У-32	У-33	114	0,15	0,15	8,947768	0,11176	0,0000226	0,0000026	0	0,000023
У-33	У-34	5	0,15	0,15	8,947768	0,11176	0,0000226	0,0000001	0	0,000001
У-34	Солдатская столовая	18	0,08	0,08	5,844608	0,171098	0,0000226	0,0000004	0	0,0000024
У-35	Караульное помещение	16	0,05	0,05	4,582935	0,218201	0,0000226	0,0000001	0	0,0000003
У-35	У-36	89	0,15	0,15	8,947768	0,11176	0,0000226	0,000002	0	0,000018
У-36	Казарма №1	50	0,08	0,08	5,836153	0,171346	0,0000226	0,0000011	0	0,0000066
У-36	У-37	32	0,15	0,15	8,947768	0,11176	0,0000226	0,0000002	0	0,0000018
У-37	СРМ (спортзал)	130	0,05	0,05	4,563734	0,219119	0,0000114	0,0000015	0	0,0000068
У-37	У-38	16	0,125	0,125	7,904454	0,126511	0,0000226	0,0000004	0	0,0000029
У-38	У-39	40	0,125	0,125	7,904454	0,126511	0,0000226	0,0000009	0	0,0000071
У-39	У-40	34	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,0000008	0	0,000005
У-40	У-41	45	0,051	0,051	4,612328	0,21681	0,0000226	0,000001	0	0,0000047
У-41	Медпункт	28	0,051	0,051	4,612328	0,21681	0,0000226	0,0000006	0	0,0000029
У-40	У-42	30	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,0000007	0	0,0000044
У-42	У-43	39	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,0000009	0	0,0000058
У-39	У-45	16	0,1	0,1	6,541649	0,152867	0,0000226	0,0000004	0	0,0000024
У-54	У-16	91	0,07	0,07	5,394061	0,185389	0,0000181	0,0000016	0	0,0000089
У-54	ПТО	6	0,051	0,051	4,622642	0,216327	0,0000181	0,0000001	0	0,0000005
У-62	У-35	21	0,15	0,15	8,947768	0,11176	0,0000226	0,0000009	0	0,0000085
У-62	Сужение2	34,72	0,125	0,125	7,91406	0,126357	0,0000181	0,0000006	0	0,000005
У-53	У-9	597	0,089	0,089	6,051376	0,165252	0,0000114	0,0000068	0	0,0000412
Центральная котельная	У-3	16	0,15	0,15	9,147767	0,109316	0,0000226	0,0000004	0,0262771	0,0000033
У-4	У-5	40	0,1	0,1	6,695161	0,149362	0,0000114	0,0000005	0	0,0000031
У-5	У-6	6	0,1	0,1	6,695161	0,149362	0,0000114	0,0000001	0	0,0000005
У-6	У-7	92	0,1	0,1	6,695161	0,149362	0,0000114	0,000001	0	0,000007
Центральная котельная	У-10	37,4	0,259	0,259	14,831161	0,067426	0,0000226	0,0000008	0,9644198	0,0000125
У-10	У-11	42	0,15	0,15	9,061813	0,110353	0,0000226	0,0000009	0,0435956	0,0000086
У-11	Мастерская котельной	10	0,051	0,051	4,622026	0,216355	0,0000226	0,0000002	0	0,000001
У-11	У-12	40	0,15	0,15	9,061813	0,110353	0,0000226	0,0000009	0,0435956	0,0000082
У-15	Гараж на 15 машин.	20	0,082	0,082	5,907724	0,16927	0,0000181	0,0000004	0	0,0000021
У-16	У-15	78	0,082	0,082	5,907724	0,16927	0,0000181	0,0000014	0	0,0000083
У-16	Гараж на 5 машин.	12,09	0,082	0,082	5,907724	0,16927	0,0000181	0,0000002	0	0,0000013
У-10	У-17	45	0,259	0,259	14,831161	0,067426	0,0000226	0,000001	0,8942597	0,000015
У-17	ЦТП	16	0,15	0,15	9,147767	0,109316	0,0000226	0,0000004	0	0,0000033
У-17	У-18	17	0,259	0,259	14,831161	0,067426	0,0000226	0,0000004	0,8942597	0,0000057
У-7	У-53	65	0,089	0,089	6,051376	0,165252	0,0000114	0,0000007	0	0,0000045
У-55	КТП	9	0,07	0,07	5,412519	0,184757	0,0000226	0,0000002	0	0,0000011
У-58	У-55	8	0,082	0,082	5,922718	0,168841	0,0000226	0,0000002	0	0,0000011
У-12	У-57	87	0,15	0,15	9,061813	0,110353	0,0000226	0,000002	0,0435956	0,0000178
У-57	Гараж (МУП и МЧС)	10	0,1	0,1	6,747655	0,1482	0,0000226	0,0000002	0	0,0000015
У-10	У-58	47	0,082	0,082	5,922718	0,168841	0,0000226	0,0000011	0	0,0000063
У-58	Пожарное депо	10	0,051	0,051	4,622026	0,216355	0,0000226	0,0000002	0	0,000001
У-8	Очистные сооружения	2	0,051	0,051	8,924397	0,112052	0,0000226	0,0000034	0	0,0000304
У-9	Очистные сооружения	597	0,051	0,051	4,531663	0,22067	0,0000114	0,0000068	0	0,0000308
У-50	У-51	462	0,082	0,082	5,747166	0,173999	0,0000114	0,0000053	0	0,0000302
У-51	Станция обезжелез.	135	0,082	0,082	5,747166	0,173999	0,0000226	0,000003	0	0,0000175
У-51	У-52	16	0,082	0,082	5,747166	0,173999	0,0000114	0,0000002	0	0,000001
У-52	Мех. мастерская	34	0,082	0,082	5,747166	0,173999	0,0000226	0,0000008	0	0,0000044
У-50	Учебный узел	53	0,082	0,076	5,747166	0,173999	0,0000114	0,0000006	0	0,0000035
ЗУ-32	У-32	71	0,15	0,15	8,947763	0,11176	0,0000226	0,0000016	0	0,0000143
Модульная котельная	У-3	100	0,05	0,05	4,553321	0,21962	0,0000114	0,0000011	0	0,0000052
Модульная котельная	Склад ОВС и ПФС	100	0,05	0,05	4,553321	0,21962	0,0000114	0,0000011	0	0,0000052
Сужение2	У-54	56,28	0,1	0,1	6,731672	0,148552	0,0000181	0,000001	0	0,0000068

 Результаты расчетов показателей надежности работы потребителей представлены в таблице 29.

Таблица 29 – Результаты расчетов показателей надежности работы потребителей

Наименование узла	Расчетная нагрузка на отопление, Гкал/ч	Расчетная нагрузка на вентиляцию, Гкал/ч	Расчетная нагрузка на ГВС, Гкал/ч	Коэффициент тепловой аккумуляции, ч	Минимально допустимая температура,°С	Вероятность безотказной работы	Коэффициент готовности	Средний суммарный недоотпуск теплоты, Гкал/от.период
Многокв. жилой дом №10	0,3015	0	0	60	12	0,999898	0,999315	0,3443
Многокв. жилой дом №7	0,23	0	0	60	12	0,999548	0,999257	0,2563
Многокв. жилой дом №9	0,2821	0	0	60	12	0,999898	0,999335	0,3098
Детский Сад Одуванчик	0,1461	0,043	0	60	12	0,999548	0,999205	0,2362
Многокв. жилой дом №2	0,1837	0	0	60	12	0,999548	0,99924	0,2187
Многокв. жилой дом №1	0,1801	0	0	60	12	0,999548	0,999249	0,2176
Многокв. жилой дом №3	0,167	0	0	60	12	0,999548	0,999236	0,2044
Многокв. жилой дом №4	0,1824	0	0,0522	60	12	0,999548	0,999254	0,2134
Общежитие № 2	0,0875	0,0855	0	60	12	0,999548	0,999256	0,1183
Общежитие № 1	0,0875	0,0855	0	60	12	0,999548	0,999255	0,1205
Военторг	0,0132	0,0028	0,0001	60	12	0,999898	0,999278	0,0183
Узел связи	0	0	0	60	12	0,999898	0,99932	0,1912
Администрация	0,2345	0,0761	0	60	12	0,999898	0,999297	0,2059
Водонапорная башня	0,0545	0	0,0001	40	5	0,999939	0,999198	0,0545
Школа ввод-1	0,1	0,0422	0	60	12	0,999719	0,999177	0,1885
Школа ввод-2	0,099	0	0	60	12	0,999679	0,999185	0,1833
Многокв. жилой дом №5	0,2048	0	0	60	12	0,999667	0,999179	0,2573
Многокв. жилой дом №6	0,2104	0	0	60	12	0,999641	0,999179	0,263
МУП	0	0	0	60	12	0,999846	0,999178	0,0327
ДК Гарнизона	0	0	0	60	12	0,999898	0,999276	0,025
Насосная ст. 2 подьёма	0,0262	0	0,0001	40	5	0,999939	0,999197	0,0293
Собств.нужд. котельной	0,0262	0,0785	0,0006	60	12	1	0,999173	0,0463
ПТО	0,026	0	0	60	12	0,999898	0,999231	0,07
БПК	0,0422	0,0153	0	60	12	0,999898	0,999187	0,1304
Солдатская столовая	0,0349	0,0697	0	60	12	0,999898	0,999212	0,0571
Караульное помещение	0,0234	0	0	60	12	0,999898	0,999227	0,0219
Казарма №1	0,0913	0	0	60	12	0,999898	0,999251	0,1762
СРМ (спортзал)	0,0254	0,018	0	60	12	0,999898	0,999253	0,0366
Медпункт	0,0414	0	0	60	12	0,999898	0,999269	0,0713
Военторг	0,0132	0,0028	0,0001	60	12	0,999898	0,999278	0,0039
Мастерская котельной	0,0033	0,0033	0,0002	40	5	0,999977	0,999181	0,0832
Склад ГСМ	0,0054	0	0,0001	60	12	0,99999	0,99926	0,0993
Гараж на 15 машин.	0,0692	0,0881	0,0009	40	5	0,999938	0,999249	0,1198
Гараж на 5 машин.	0,035	0	0,0004	60	12	0,999898	0,99924	0,0634
КТП	0,0032	0	0,0004	40	5	0,999977	0,99918	0,0098
Гараж (МУП и МЧС)	0,0985	0,1281	0,0004	60	12	0,999859	0,999173	0,2209
Пожарное депо	0,026	0,0076	0,0004	60	12	0,999962	0,999179	0,0438
Очистные сооружения	0,0576	0	0,0002	40	5	0,99999	0,99926	0,0307
Мех. мастерская	0,0224	0,0224	0	60	12	0,999898	0,999318	0,0326
Станция обезжелез.	0,038	0	0	60	12	0,999898	0,99933	0,0614
Учебный узел	0,1035	0,0237	0	60	12	0,999898	0,999286	0,1885
Склад ОВС и ПФС	0,0606	0	0,0001	60	12	0,99999	0,999182	0,0993

 

1.9.2 Значения потока отказов (частоты отказов) участков тепловых сетей

Сведения представлены в таблице 28.