Научная статья на тему 'Определение оптимальных значений показателей наде жности газотурбинных установок и технических средств их автоматизации с целью обеспечения бесперебойного электроснабжени я нефтегазовых производств'

Определение оптимальных значений показателей наде жности газотурбинных установок и технических средств их автоматизации с целью обеспечения бесперебойного электроснабжени я нефтегазовых производств Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
50
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Территория Нефтегаз
ВАК
Область наук
Ключевые слова
ГАЗОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ / ГТЭС / ГАЗОВАЯ ТУРБИНА / НАДЕЖНОСТЬ / ОПТИМИЗАЦИЯ / ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ / АВТОМАТИЗАЦИЯ

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Крутихин А. П.

Рассмотрен процесс определения оптимальных значений показателей надежности газотурбинных установок и технических средств их автоматизации на примере ГТЭС «Курьяново» (Москва).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Определение оптимальных значений показателей наде жности газотурбинных установок и технических средств их автоматизации с целью обеспечения бесперебойного электроснабжени я нефтегазовых производств»

УдК 622.691.4.052.12 А.П. Крутихин, ведущий инженер, ооо «АББ Силовые и Автоматизированные Системы», e-mail: arturkrutikhin@mail.ru

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛьНЫХ

значений показателей надежности газотурбинных установок и технических средств их автоматизации с целью обеспечения бесперебойного электроснабжения нефтегазовых

ПРОИЗВОДСТВ

Рассмотрен процесс определения оптимальных значений показателей надежности газотурбинных установок и технических средств их автоматизации на примере ГТЭС «Курьяново» (Москва).

Ключевые слова: газотурбинная электростанция, ГТЭС, газовая турбина, надежность, оптимизация, электроснабжение, автоматизация.

Обеспечение надежной поставки электроэнергии для процессов добычи и переработки нефти и газа - одна из важнейших задач нефтегазовой промышленности. В связи с частой удаленностью данных производств от линий электропередач нередко возникает необходимость строительства электростанций собственных нужд (ЭСН), например таких, как газотурбинные электростанции (ГТЭС) на базе газотурбинных установок (ГТУ) [7]. Таким образом, надежность работы ГТУ и ее технических средств автоматизации (ТСА) являются определяющими в обеспечении бесперебойной поставки электроэнергии к объекту нефтегазового производства. Поэтому изучение вопроса повышения надежности совместного функционирования данной системы (ГТУ и ее ТСА) - крайне важная задача.

Очевидно, что при повышении требований к надежности системы затраты на надежность возрастают. Но, с другой стороны, при недостаточной надежности увеличиваются потери из-за отказов. Поэтому при существующих ограничениях на затраты на обеспе-

чение функционирования системы и на время проведения ее обслуживаний необходимо определить оптимальные показатели надежности системы, при которых стоимость эксплуатации системы минимальна.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИсИМОсТИ

стоимости эксплуатации системы от ее показателей надежности

В общем виде зависимость стоимости эксплуатации системы от ее уровня

надежности показана на рисунке 1, где:

£ (а) - затраты на обеспечение надежности функционирования системы, руб.; Ь(а) - потери от недостаточной надежности функционирования системы, руб.;

С (а) - сумма затрат £ (а) и потерь Ь(а), определяющая стоимость обеспечения надежности функционирования системы, руб.

В качестве примера часто возводимой на нефтегазовых месторождениях ЭСН

на правах рекламы

А АКУСТИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЬНЫЕ АКС СИСТЕМЫ

Адрес: 115699, г Москва, ул. Загорьевская, д. 10, корп. 4 Теп ТФагс; 9М-74-62,777-6B-D9

www^csys.ru; <narkel®acsys.ru

Автоматизированный контроль сварных швов

Назначение

Особенности

■ Ск а н е р лДефекгос ко п А2051 Эса 1ГГ п ре д н аэ нач е н д ля комп ле ксно го автоматиэ и р ое а н но го ко нт р о л я сты ко вы х сварных соединений металлоконструкций при толщине свариваемых деталей от 4 до 40 мм и радиусе кривизны внешней поверхности от 300 мм.

* Ул ьтраз ву ко в ым мето до м о &е сп ечи вается измерен и е то л щи н ь< деталей, в ыя в л е н ие и ранж и ро ван и е де фе кто в сварного шва: пор, непроваров, шлаковых включений, трещин, подрезов и расслоений в околошовной зоне.

* Л азе рно-оптическим способом обеспечивается измерение смещения кромок шва, размеров и профиля валика усиления, обнаружение и измерение дефектов на внешней поверхности шеа и околошоеной зоны.

* Основной областью применения А2051 5са11Т является производственный и эксплуатационный контроль трубопроводов-

• Ультразвуковой контроль реализован на базе двух многоэлементных антенных решеток и алгоритмов цифровой фокусировки апертуры (ЦФА), что обеспечивает максимально возможную для ультразвукового метода чувствительность к дефектам, селекцию их типов, измерение эквивалентной площади и полный контроль всего сечения шва и околошовной зоны.

• Акустически и ка нта кг обесл е ч и ваетс н за сч ет автоматической подачи контактной жидкости из бака через инжекторы непосредственно под антенные решетки, что создает стабильный акустический контакт при малом расходе жидкости и позволяет контролировать не менее 10 погонных метров сварного шва от одной заправки бака.

• Лазерно-оптический канал непрерывно измеряет положение антенных решеток относительно оси сварного шва.

• Магн итн ое мотор- ко л есо дл я н а двжн ого перемещения и удержания сканера на есей окружности трубы.

• Трехм ер ный датч и к у гла на клон а и с исте ма позиционирования GPS / ГЛ0НАСС / Galileo обеспечивают пространствен ную п р и вязку получаемых результатов.

*■ Bluetoolli гарнитура оператора (наушник) позволяет оперативно следить за процессом проведения контроля в зашумленных условиях и дистанционно управлять движением сканера-дефектоскопа.

• П ротокол ко нт ро л я с пе реч нем о б наружен ных дефектов и их параметров, а так же результаты проверки на соответствие проконтролированного шва действующим нормам отбраковки отображаются на встроенном дисплее.

» Л и гий - фер ру м - по л и мерн ы й а кку мулятор обеспечивает непрерывную работу устройства в течение 4 часов с возможностью полного цикла заряда за 15 мин.

Технические характеристики

Чувствительность к дефектам сварного шел

Точность измерения геометрии сварного шва

Скорость сканирования

Диапазон контролируемых толщин

Объем бака для контактной жидкости

Радиус кривизны

контролируемой поверхности

Диапазон установки скорости ультразвука

Время непрерывной работы

от аккумулятора, не менее

Габаритные размеры

Масса, не более

Диапазон рабочих температур

от 0,5 кв. мм 0.2 мм 2 м/мин От 4 до 40 мм 1 п

От 300 мм

от 1 000 до 9 999 м/с 4ч

415х1Й6к14б мм 10 кг

от -20 до +50 °С

[5] будем рассматривать ГТЭС на базе газотурбинного двигателя ГТД-6РМ (ОАО «НПО «Сатурн»). Данные ГТЭС часто используются и для муниципального электроснабжения в городах. Таким примером может являться ГТЭС «Курьяново» (Москва). Поэтому в данной статье проводится анализ надежности работы ГТД-6РМ и его ТСА на основе данных, полученных с ГТЭС «Курьяново».

Разобьем нашу систему (ГТУ и ее ТСА) на четыре подсистемы:

1) технологическое оборудование (ТО);

2) исполнительные механизмы (ИМ);

3) измерительные устройства (ИУ);

4) система управления (СУ). Варьирование значениями показателей надежности данных подсистем приводит к изменению надежности всей системы и, как следствие, к изменению стоимости ее эксплуатации.

Как показал анализ технической документации ГТЭС «Курьяново» [6], изменение значений показателей надежности перечисленных подсистем возможно благодаря проведению следующих мероприятий:

1. Применение различных схем резервирования.

2. Замена оборудования на аналоги.

3. Изменение количества обслуживающего персонала.

4. Изменение квалификации обслуживающего персонала.

5. Изменение схем обслуживания.

6. Изменение количества ЗИП.

7. Корректировка принятых мероприятий технического обслуживания. Будем рассматривать случай, когда на ГТЭС проводятся вышеуказанные мероприятия в том объеме и в том виде, которые приводят к изменениям характеристик надежности подсистем, перечисленным в таблице 1. Мероприятия для изменения наработки на отказ технологического оборудования Тх (час.),

наработки на отказ Т4 (час.) и времени восстановления ТВ4 (час.) системы управления не проводятся.

Определим зависимость затрат на обеспечение надежности функционирования системы от показателей надежности системы.

Функция затрат Б(Т2, Тг, ТВ1, Тв2, Твз, Тмп) (руб.) представляет собой сумму затрат на каждое из шести мероприятий:

Б(ТЪ Тз, Тві, Тв2, Твз, Тмп) =

=ад+ад+ад) +

+ад)+ад)+адп) (1)

Распишем каждую составляющую в отдельности.

1. Функция затрат на изменение наработки на отказ подсистемы ИМ ^(Т-,). Исходя из стоимости отдельных компонентов и после рассмотрения схем их резервирования получаем аппроксимирующую зависимость:

ЗД) = £ *1, • ТҐ, (2)

и

где ІІ = (-4,446Е-10; 6,99Е-06; -6,32Е-04; 15,753; 28400) - вектор коэффициентов s1j, полученных в результате расчетов.

2. Функция затрат на изменение наработки на отказ подсистемы ИУ £2(Т3). Исходя из стоимости отдельных компонентов и после рассмотрения схем их резервирования получаем аппроксимирующую зависимость:

£ 2(г3) = І *2, • г33-‘, (3)

,=1

где 82 = (0,013352; -31,835; 19356) -вектор коэффициентов &2„ полученных в результате расчетов.

3. Функция затрат на изменение времени восстановления подсистемы ТО ад), определенная из анализа данных о работе предприятия [3, 6]:

~ТВ1

(ТВ1) = 6050000 • е 24 + 3150000 , (4)

4. Функция затрат на изменение времени восстановления подсистемы ИМ

$4(ТВ2), определенная из анализа данных

о работе предприятия [3, 6]:

~гя?

54(Гг2) = 3630000-е 4 +2700000 , (5)

5. Функция затрат на изменение времени восстановления подсистемы ИУ S5(TBЗ), определенная из анализа данных

о работе предприятия [3, 6]:

^ (7^)=2420000-е 5 +2250000, (6)

6. Функция затрат на изменение времени между промывками компрессора

адл) [6]:

с (т \ — 2,2739-10^ (7)

МП

Функция потерь ад Тъ, Тв2, Тв2, Твз, тмп) (руб.) представляет собой сумму потерь от проведения каждого из шести мероприятий:

L(T2, ^ Твъ TB2, ТВЗ, ТмП =

= LlСT2, ТВ2) + L2(T3, ТВ3) + Ь3(ТВ1) +

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

+ L4СT2, ТВ2) + L5СT3, ТВ3) + ^6(ТМП). (8)

Распишем каждую составляющую в отдельности. В связи с большим количеством входящих в состав каждого компонента констант, ограничимся здесь только общими выражениями.

1. Функция потерь от изменения наработки на отказ подсистемы ИМ Ь(Т2, ТВ2) зависит от двух параметров: Т2 и ТВ2.

L1СT2, ТВ2) = Ьш1 + ЬПуски1 + -^НП1 + -^В1 , (9)

где Ьш1 - штрафы за год за отказы ИМ; ЬПуски1 - потери на пуски после аварийных остановов в год; ЬНП1 - потери от недополученной прибыли в год; ЬВ1 -потери из-за оплаты восстановительных работ, включая замену элементов в год.

2. Функция потерь от изменения наработки на отказ подсистемы ИУ Ь2(Т3, ТВ3) зависит от двух параметров: Т3 и ТВ3.

L2СT3, ТВ3) = Ьш2 + ЬПуски2 + ЬНП2 + ЬВ2, (10)

где Ьш2 - штрафы за год за отказы ИМ; ЬПуски2 - потери на пуски после аварийных остановок в год; ЬНП2 - потери от недополученной прибыли в год; ЬВ2 -потери из-за оплаты восстановительных работ, включая замену элементов в год.

3. Функция потерь от изменения времени восстановления подсистемы ТО 4(Тв;).

ад)=Ьш3+ьнп3+ьв3 , (11) гдеЬш3 - штрафы за год за отказы ТО, ЬНП3 - потери от недополученной прибыли в год, ЬВ3 - потери из-за оплаты восстановительных работ, включая замену элементов в год.

Таблица 1. Результаты мероприятий, проводимых на ГТу и ТсА

Изменение надежностных характеристик

1. Изменение наработки на отказ ИМ Т2, час.

2. Изменение наработки на отказ ИУ Т3, час.

3. Изменение времени восстановления ТО ТВ1, час.

4. Изменение времени восстановления ИМ ТВ2, час.

5. Изменение времени восстановления ИУ ТВ3, час.

6. Изменение времени между промывками компрессора ТМП, час.

4. Потери от изменения времени восстановления подсистемы ИМ равны потерям от изменения наработки на отказ этой подсистемы и определяются той же функцией.

L4(T2, ТВ2) = Ll(T2, ТВ2), (12)

5. Потери от изменения времени восстановления подсистемы ИУ равны потерям от изменения наработки на отказ этой подсистемы и определяются той же функцией.

-5(Тз, Твз) = АТз, Твз) (13)

6. Ь6(ТМП) - функция потерь от изменения времени между промывками компрессора.

Тогда функцию стоимости обеспечения надежности функционирования

системы С(T2, А ТВЬ TB2, TB3, ТМП) (руб.)

можно представить в следующем виде:

С(T2, T3, ТВЬ TB2, TB3, ТМП) =

= «Т + АТ Тв2)) + (ЗД) + АТ Твз)) + №0^) + Ьз(ТВ1)) + &Тва) +

—4 (Т2, Тв2)) + &(ТВз) + -5(Тз, Твз)) +

(ЗДип) + —6(Тмп)) (14)

В качестве комплексного показателя надежности системы рассматривается коэффициент готовности КГ системы, который определяется выражением (21) [2, 4].

кг =

1

1+!^ , (15)

1=1 і

где ТВІ - время восстановления і-ой подсистемы, час.; ТВІ - наработка на отказ і-ой подсистемы, час.; і = 1^4.

постановка задачи оптимизации и ее решение

В данной статье рассматривается проведение шести мероприятий обеспечения надежности функционирования газотурбинной установки и ее системы автоматизации. На ГТЭС «Курьяново» на эти мероприятия выделяется в год SMдX = 10,7 млн руб. В связи с этим возникает вопрос оптимального распределения выделяемых средств на проведение данных мероприятий и определение оптимального размера самих этих средств, при котором стоимость обеспечения надежности функционирования газотурбинной установки и ее системы автоматизации минимальна.

С помощью определенных выше функций затрат на данные мероприятия после определения оптимальных значений этих затрат определяются соответствующие оптимальные характеристики надежности, сведенные в вектор:

а = (а1,а2,а3,а4,а5,а6), (16)

где о Т2, а2 Т3, а Твъ 04

= TB2, а5 = TB3, а6 = ТТМ .

Задача оптимизации запишется в следующем виде:

С(а) ^ ш1п (17)

где С(а) определяется выражением (14). Минимум в (17) берется с учетом следующих ограничений:

£МЫ — Е £к (ак ) — £ЫЛХ , (18) к=1

акмт - ак - акМАХ , где ак - к-ая компонента вектора а. Для решения данной задачи оптимизации используется метод динамического программирования [1].

Основное функциональное уравнение имеет вид:

Л(^) = тт|С,№К)) +

+ /н(й-^М1, (19)

где

(20)

к=1

С < С < С

°МШ — общ — МАХ

акМШ ~ ак ~ акМАХ

к=1

/к($тек) - минимальная стоимость обеспечения надежности и эффективности функционирования системы при распределении денежных средств на

общ

Представительство Частной Компании с ОО "Хантсмен (Нидерланды) Б.В."

адрес: 101000 г. Москва, Архангельский пер., д.10, стр.1 Тел.: + 7(495) 937- 55- 83, факс: +7(495) 937 55 97

www. НАМТ5МАМ. СОИ

к мероприятий на к-ом этапе решения задачи;

Ск (Бк (а)) - стоимость к-го мероприятия при различных 3к,

- условно-оптимальная (минимальная) стоимость остальных к-1 мероприятий при условии распределения на к мероприятий. Процедура решения состоит в том, что на каждом к-м этапе распределения денежных средств на к мероприятий для каждого дискретного, заранее известного значения общих затрат определяют значения ЛО?^) и условно-оптимальные на этом этапе значения затрат на к-ое мероприятие. Вычислив значения /к{8общ) для всех возможных заданных значений при к = N получим таблицу дискретных значений и соответствующие им оптимальные варианты распределения денежных средств на мероприятия.

В нашем случае задача оптимизации будет выглядеть следующим образом: Целевая функция:

С(T2, Т3, ТВЬ TB2, TB3, ТМП) =

= (Зд)+АТ Тв2)) + (ЗТ + АТ3, Тв3))

+ (З3(Тві) + ЬТв)) + (ЗДй) + А (Т2,

Тв2)) + ^Т) + АТ Тв) + (ЗТп) + АТп)) ^ тіп (21)

Ограничения:

Яобщ=^к(ак)

к=1

а = (^2>^3>^В1>^В2>^вЗ>^М7)

8400000 < Бовщ < 10700000 Д50вч= 50000

^2МЙГ — ^2 - ^2ЛШГ

Т <Т <Т ъмш — ъ — ъмлх (22)

т <т <т

1В1МШ -1В1 —1В1МАХ

Т <Т <Т

1В2МШ 1В 2 В2МАХ

т <т <т

1вгмш въ -1 взмах

т <т <т

МПМШ — МП —1 МП МАХ

8350000 < - Бк (ак) < Бобщ

Задача решается в шесть этапов.

На первом этапе при к = 1 (одно мероприятие) основное функциональное уравнение примет вид:

/.(ЯЙ^СДОЙ! (23)

На этапах 2-5 (к = 2^5) основное функциональное уравнение принимает вид: ЛК*;;')=тіп|Сі(5і(аі))+( ^

Таблица 2. Значения характеристик работы системы

Характе- ристика работы системы Текущее значение При наличии штрафов за промывки При отсутствии штрафов за промывки

№ 1 № 2 № 3 № 4 № 1 № 2 № 3 № 4

Т2, час. 6896,76 5375 699,54 6930 2139 5375 699,54 6930 2139

Т3, час. 2184,69 2280 1469 2481 897 2280 1469 2481 897

Тві, час. 167,8 151 99,86 167,57 202,3 151 99,86 167,57 202,3

Тв2, час. 10,44 16,1 10,95 11,98 15,2 16,1 10,95 11,98 15,2

Твз, час. 11,94 7,61 10,99 11,48 15 7,61 10,99 11,48 15

Тмп, час. 1500 1153,7 2883 1500 1648 577 2883 1500 1648

Кг 0,9598 0,9635 0,9577 0,9604 0,9382 0,9635 0,9577 0,9604 0,9382

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3, млн руб. 10,863 10,75 10,89 10,885 9,39 10,75 10,89 10,885 9,39

С, млн руб. 15,553 15,023 20,35 15,366 19,174 14,917 20,35 15,366 19,174

В результате для каждого дискретного значения общих затрат , распределяемых на к мероприятий, рассчитываются значения условно-оптимальной стоимости к мероприятий и

соответствующие им условно-оптимальные значения затрат 3к(ак).

При этом в связи с тем, что стоимость первого и четвертого мероприятия зависит от Т2 и ТВ2, на втором этапе рассматривается совместная стоимость двух этих мероприятий. При этом алгоритм перебирает все сочетания значений Т2 и ТВ2.

Аналогично стоимость второго и пятого мероприятия зависит от Т3 и ТВ3. Поэтому на первых четырех этапах рассматривается совместная стоимость первого, четвертого, второго и пятого мероприятий. При этом на четвертом этапе алгоритм перебирает все сочетания значений Т3 и ТВ3.

На шестом этапе при к = 6 основное функциональное уравнение принимает вид:

л(«:;')=™іс6(56(г„І) ( ^

I ■ (25)

Для каждого дискретного значения затрат на шестое мероприятие рассчитывается разность 8Й^—86(ТМП)-Этой разности соответствуют рассчитанные на предыдущем этапе значения условно-оптимальной стоимости первых пяти мероприятий

Л(^-^(^я), соответствующие выполнению условия, что

- 3 (Тмп) = 31* + 34* + 32* + 35* + 33*, где 31*^35* - условно-

оптимальные значения затрат 3К35, определенные на пятом этапе. Тогда, сложив стоимость шестого мероприятия С6(36 (ТМП)) с соответствующей стоимостью первых пяти мероприятий ТМП$, получим вектор стоимостей всех шести мероприятий /«№£)■ И выбра в из получившегося вектора минимальный элемент и соответствующее ему распределение затрат, получим оптимальную стоимость шести мероприятий с соответствующим оптимальным распределением затрат на них. Данная процедура повторяется для каждого 30бщ с шагом А3о6щ. Из получившегося вектора минимальных стоимостей выбирается минимальное значение и соответствующее ему распределение затрат. Это и есть искомое решение задачи оптимизации (21).

АНАЛИЗ ВЛИяНИя ТРЕБОВАНИЙ

К системе на оптимальные

ПОКАЗАТЕЛИ ЕЕ НАДЕЖНОсТИ

Рассмотрим различные варианты требований, которые могут предъявляться на предприятии для обеспечения функционирования системы,и определим оптимальные значения затрат на ее эксплуатацию и оптимальные показатели ее надежности.

Текущие и оптимальные значения показателей надежности работы ГТЭС «Курьяново» для разных вариантов предъявляемых к системе требований сведены в таблицу 2. Данные получены в результате расчетов [4] на основе журналов отказов с ГТЭС «Курьяново»

[6]. Сравним приведенные значения.

ООО «Гефест-Ростов», 344064, г Ростов-на~Дону, пер. Технологический, 5.

(863) 277-77-93, 277-44-01, 277-34-64

е-таМ: rnd@gefestrostov.ru www.gefestrostov.ru

В таблице 2 приняты следующие обозначения: Т2 - наработка на отказ ИМ (час.), Т3 - наработка на отказ ИУ (час.), ТВ1 - время восстановления ТО (час.), ТВ2 - время восстановления ИМ (час.), ТВ3 - время восстановления ИУ (час.), ТМП - время между промывками компрессора (час.), КГ - коэффициент готовности системы, 3 - затраты на систему (млн руб./год), С - стоимость системы (млн руб./год); № 1^4 - номер варианта предъявляемых к системе требований.

Для разных вариантов требований ограничения (22) примут следующий вид:

1. вариант № 1, ограничений нет - Т2 > 0, Тз > 0, ТВ1 > 0, ТВ2 > 0, ТВз > 0, Тмп > 0;

2. вариант № 2, времена восстановлений подсистем ограничены - Т2 > 0, Т3 > 0, 0 < ТВ1 < 100, 0 < ТВ2 < 11,

0 < ТВ3 < ll, Тмп > 0;

3. вариант № 3, ограничения в соответствии с регламентом [6] - Т2 > 6900, Т3 > 2200, 0 < ТВ1 < 200, 0 < ТВ2 < 12, 0 < ТВ3 < 12, 1400 < Тмп < 1600;

4. вариант № 4, ограничения, соответствующие снижению затрат на предприятии - 0 < Т2 < 2500, 0 < Т3 < 1000, 200 < ТВ1 < 500, 15< ТВ2 < 50, 15< ТВ3 < 50, 1500 < Тмп < 8760.

Сравнение полученных данных, приведенных в таблице 2, показывает, что из всех рассмотренных вариантов наименьшей стоимостью эксплуатации системы характеризуется вариант № 1 при отсутствии штрафов за простои при промывках. В этом случае экономия по сравнению с текущим уровнем стоимости составляет 4,1%, а надежность системы возрастает.

Наличие или отсутствие штрафов за простои при промывках определяется договоренностями предприятия с контролирующими организациями. Как видно из таблицы 2 (вариант № 1), стоимость системы в год без штрафов за промывки меньше стоимости при наличии штрафов, а уменьшение периода между промывками относительно текущего периода экономически нецелесообразно для случая ограничений вариантов № 2, 3, 4. И даже при отсутствии штрафов за простои при дополнительных промывках все равно в данных вариантах оптимальным оказывается период между промывками не меньше 1500 часов.

Данные таблицы 2 показывают, что требование значительного сокращения времени восстановления технологического оборудования (вариант № 2) приводит к резкому снижению надежности применяемых элементов в подсистемах ИМ и ИУ.

Анализ варианта № 3 показывает, что текущие значения показателей надежности станции близки к оптимальным. Но их большее приближение к оптимальным значениям позволит экономить около 1,2% от текущих расходов в год на обеспечение функционирования системы, не меняя требований к ее надежности. Вариант № 4 показывает, что сокращение затрат приводит к снижению коэффициента готовности системы и резкому возрастанию стоимости обеспечения функционирования системы в год за счет возрастания потенциальных потерь. Проведенные расчеты показывают, что для любых заданных на предприятии требований по надежности существуют оптимальные значения показателей на-

дежности работы газотурбинной установки и ее ТСА, обеспечение которых за счет соответствующего технического обслуживания позволяет повысить надежность выработки электроэнергии на производстве и снизить ее стоимость. В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Предложен метод оценки оптимальных значений показателей надежности для разных требований к надежности системы.

2. Метод опробован на действующей ГТЭС «Курьяново» (Москва).

3. Определены случаи целесообразности уменьшения периода между промывками компрессора.

4. Исследовано влияние изменения требований к показателям надежности одних элементов системы на показатели надежности других.

5. Сделаны рекомендации по способам сокращения расходов на эксплуатацию системы.

ЛИТЕРАТуРА:

1. Беллман Р. Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования / Под ред. А.А. Первозванского. - М.: Наука, 1965. - 460 с.

2. ГОСТ 27.002—89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. - М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990.

3. Надежность и эффективность АСУ / Под ред. Ю.Г. Заренина. - 1975. - 368 с.

4. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 2-е изд., перераб. и доп. - 704 с.: ил.

5. Референс-лист ОАО «НПО «Сатурн».

6. Техническая документация ГТЭС «Курьяново» (Москва).

7. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 584 с.

Diagnosing

A. Krutikhin, Lead Engineer, ABB Power and Automation Systems, e-mail: arturkrutikhin@mai[.ru

Calculation of optimum values of gas turbines and its control systems reliability characteristics for oil and gas industry uninterruptable power supply

There is the calculation process of optimum values of gas turbines and its control systems reliability characteristics is examined by GTPP Kuryanovo (Moscow) example.

Keywords: gas turbine power plant, GTPP, gas turbine, reliability, optimization, power supply, automation.

References:

1. Bellman R., Dreifus S. Prikladnye zadachi dinamicheskogo programmirovaniya (Dynamical programming application tasks) / Edited by A.A. Pervozvansiy. - M.: Nauka, 1965. - 460 p.

2. Gost 27.002-89. Nadezhnost' v tekhnike. Osnovnye ponyatiya. Terminy i opredeleniya (Technical reliability. Fundamentals. Terms and definitions). - M.: USSR State Committee for Standards and Product Quality Management, 1990.

3. Nadezhnost' i effektivnost' ASU (ACS reliability and efficiency) / Edited by Y.G. Zarenin. - 1975. - 368 p.

4. Polovko A.M., Gurov S.V. Osnovy teorii nadezhnosti (Reliability theory fundamentals). - St. Petersburg.: BHV- Petersburg, 2006. - 2 edition.,

revised and enlarged. - 704 p.: ill.

5. JSC NPO Saturn reference list.

6. Kuranovo GTES (Moscow) technical documentation.

7. Tsanev S.V., Burov V.D., Remezov A.N. Gazoturbinnye i parogazovye ustanovki teplovykh elektrostantsiy (Gas turnine and combine-cycle plants of thermal power plants). - M.: MPEI publishing house, 2009. - 584 p.

Global Experience - Local Presence

Our advanced coatings provide protection for Oil & Gas Industry projects worldwide

'I

ООО «Йотун Пэйнтс»

г. Санкт-Петербург, ул. Варшавская д.23, корп.2, оф.53 тел.:(812}640-00-8а факс:(812)640-00-81 г u ss i а. rece pt i ort @ j ot и п, со in

jotun.m

JOTUN

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.