4.5 Расчет показателей надежности для системы защиты от переполнения

Систему защиты от переполнения можно разделить на подсистемы:

- подсистема контроля уровня в резервуаре;

- подсистема сигнализации предельных уровней в резервуаре;

- подсистема управления задвижками при заполнении и опорожнении резервуара.

Все подсистемы выполняют свои определённые функции обеспечивающие защиту от переполнения резервуара. Подсистемы состоят из элементов. Вычислим параметры надёжности системы защиты от переполнения с уровнемером РУПТ-А и с радарным уровнемером RTG 3940 REX.

Состав элементов и параметры их надёжности приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Состав элементов и параметры их надёжности

Структурная схема надежности любой из подсистем представляет собой либо последовательные, либо параллельное соединение звеньев или элементов.

Функции подсистем представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Функции подсистем

Расчёт надежностных показателей функции контроля уровня в резервуаре уровнемером РУПТ-А (F1). Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F1 показана на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 – Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F1

Интенсивность отказов для контроллера равна:

=0,00000278+0,0000095+0,00002+

0,00003= 0,00006228 1/ч.

Вероятность безотказной работы при t=10000 для основного контроллера будет равна:

0,537.

Вероятность отказа за время t=10000 для основного контроллера будет равна:

0,462.

Общая вероятность безотказной работы резервного и основного контроллера будет:

=1-(1-)2=0,786.

Отсюда находим общую интенсивность отказов для основного и резервного контроллеров:

10000,

24·10-6 1/ч.

Интенсивность отказов для функции контроля уровня уровнемером РУПТ-А:

·10-6 1/ч.

Время наработки на отказ функции контроля уровня уровнемером РУПТ-А:

15748 ч.

Вероятность безотказной работы за 10000 часов F1 для функции управления задвижками равна:

=0,53.

Расчёт надежностных показателей функции контроля уровня в резервуаре радарным датчиком RTG 3940 REX (F1). Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F1 показана на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 – Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F1

Интенсивность отказов для функции контроля уровня радарным датчиком RTG 3940 REX равна:

49·10-6 1/ч.

Время наработки на отказ функции контроля уровня радарным датчиком RTG 3940 REX равна:

20408 ч.

Вероятность безотказной работы за 10000 часов F1 для функции управления задвижками равна:

0,613.

Расчёт надежностных показателей функции управления задвижками (F2). Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F2 показана на рисунке 4.10.

Рисунок 4.10 – Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F2

Интенсивность отказов для функции управления задвижками равна:

61,5·10-6 1/ч.

Время наработки на отказ функции F2 равно:

16260 ч.

Вероятность безотказной работы за 10000 часов F2 для функции управления задвижками равна:

0,54.

Расчёт надежностных показателей функции контроля предельных уровней сигнализатором ПМП-022 (F3). Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F3 показана на рисунке 4.11.

Рисунок 4.11 – Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F3

Интенсивность отказов для функции контроля предельных уровней сигнализатором равна:

54·10-6 1/ч.

Время наработки на отказ функции F3 равно:

18518 ч.

Вероятность безотказной работы за 10000 часов F3 для функции контроля предельных уровней сигнализатором равна:

0.58

Расчёт надежностных показателей функции подачи сигнала от сигнализатора уровня на световое табло (F4). Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F4 показана на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 – Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F4

Интенсивность отказов для функции подачи сигнала от сигнализатора уровня на световое табло равна:

25,01·10-6 1/ч.

Время наработки на отказ функции F3 равно:

40000 ч.

Вероятность безотказной работы за 10000 часов F4 для функции подачи сигнала от сигнализатора уровня на световое табло равна:

0.778.

Расчёт надежностных показателей функции подачи сигнала от сигнализатора уровня в горн (F5). Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F5 показана на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13 – Структурная схема для расчета надежностных характеристик функции F4

Интенсивность отказов для функции подачи сигнала от сигнализатора уровня в горн равна:

64·10-6 1/ч.

Время наработки на отказ функции F3 равно:

15625 ч.

Вероятность безотказной работы за 10000 часов F5 для функции управления задвижками равна:

0.527.

Результаты расчетов надежности подсистем уровнемером РУПТ-А и радарным уровнемером RTG 3940 REX приведены в таблицах 5.1 и 5.2

Таблица 4.3 – Результаты расчётов надёжности подсистем уровнемером РУПТ-А.

Таблица 4.4 – Результаты расчётов надёжности подсистем с радарным уровнемером RTG 3940 REX

По результатам расчетов можно сделать вывод, что радарный уровнемер RTG 3940 REX значительно превосходит по надежностным характеристикам уровнемер РУПТ-А.

Рисунок 4.14 – Сравнительная характеристика системы защиты от переполнения с разными датчиками уровня

Надежность повышается из-за отсутствия в радарных уровнемерах контакта с продуктами резервуара. Поэтому для радарных уровнемеров безопасны химически агрессивные вещества и соединения (хлор, сера, фосфор, фтор, аммиак, окислы азота, тетраэтилсвинец и т. д.), выводящие из строя уровнемеры. Следовательно, увеличится срок службы. Радарный уровнемер нуждается в меньшем обслуживании, чем поплавковый. Установка такого уровнемера повысит надёжность системы измерений количества продуктов ЛПДС «Черкассы», что даст возможность избегать аварийных ситуаций.