Для систем теплоснабжения характерны следующие две черты. Первая — это принципиальная недопустимость отказов, которая вы­текает из социального значения теплоснабжения. Вместе с тем, не­смотря на высокие требования к надежности, допустимо кратковре­менное снижение качества системы во время ремонта отказавшего элемента — это составляет вторую черту. Отмеченные главные особен­ности систем теплоснабжения отражаются соответствующими крите­риями оценки их надежности.

Первым основным критерием является вероятностная оценка без­отказности работы системы в течение всего срока службы или в те­чение времени между капитальными ремонтами. При этом считается, что во время капитальных ремонтов система полностью восстанавли­вается. Систему теплоснабжения как сложную техническую систему оценивают показателем качества функционирования.

Для расчета показателя качества функционирования системы теплоснабжения прежде всего необходимо точно сформулировать по­нятие отказа системы. Для нерезервированных систем понятие отка­за формулируется однозначно, ибо отказ любого элемента приводит к отказу системы. При отказе головного участка или головного соору­жения происходит полный отказ системы и все потребители лишаются теплоснабжения. При отказе любого другого элемента происходит - частичный отказ системы, когда лишается теплоснабжения только часть потребителей, расположенных за отказавшим элементом.

При формулировке понятия отказа для резервированных систем необходимо учитывать отмеченную выше вторую отличительную черту систем теплоснабжения, заключающуюся в допустимости кратковре­менного снижения качества теплоснабжения. Эту особенность отра­жает второй детерминированный показатель надежности. Он устанав­ливает, при каких условиях следует считать, что потребитель нахо­дится в отказовом состоянии. Таким образом, этот показатель «определяет понятие отказа в теплоснабжении потребителя.

У резервированных систем при отказах отдельных элементов возникают аварийные гидравлические режимы и для обеспечения теплоснабжения потребителей элементы системы, оставшиеся работо­способными, должны иметь резерв пропускной способности (резерв мощности). Этот резерв определяют расчетом потокораспределения сети при аварийных ситуациях. Как показали работы МИСИ им. В. В. Куйбышева, учитывая особенности систем теплоснабжения, в аварийных ситуациях можно подавать потребителям пониженное количество теплоносителя, т. е. переходить на лимитированное тепло­снабжение.

Установленная величина лимита определяет резерв пропускной способности системы, который рассчитывают для наиболее напряжен­ных гидравлических режимов, возникающих в аварийных ситуациях. Лимит подачи тепла в аварийной ситуации Qhhm устанавливают та­ким, что при подаче потребителю тепла не менее <2лим, он не будет нахо­диться в состоянии отказа. Таким образом, для резервированных си­стем отказ — это отключение потребителя от системы, когда ему пол­ностью прекращается подача тепла.

Учитывая изложенное, отказовые состояния для резервированных систем могут возникать в случаях следующих отказов:

1) одного участка, к которому присоединены потребители между отключающими задвижками;

2) секционирующих задвижек;

3) двух участков одновременно.

Одновременный отказ двух участков можно считать событием маловероятным. Действительно, он может произойти при совмещении двух событий — отказа одного участка во время ремонта другого. Вероятность такого события примерно на четыре порядка меньше, чем вероятность отказа одного участка, поэтому одновременный отказ двух элементов сети в расчетах можно не учитывать.

Качество работы системы оценивают характеристикой качества функционирования Фх(/) Здесь вектор X(t) является ма­

Тематической моделью функционирования системы, который может быть представлен следующим образом:

Где п—число элементов, которые учитывают при расчете надежности системы. Величина Xi(t) оценивает состояние і-го элемента системы: X ft)— ( если г'~й элемент работоспособен;

[О, если і-й элемент неработоспособен. Вектор X(t) изменяется случайным образом, поэтому показателем качества функционирования системы является математическое ожида-
ниє случайной функции Фх(і) в момент t как среднее по множеству реализаций процесса:

Ф (0 =мфх а).

Показатель надежности системы теплоснабжения Rcист(0 опреде­ляют как отношение показателя качества функционирования реальной систему к показателю качества функционирования идеальной систе­мы Фо(і).

Характеристика качества функционирования определяется задача­ми системы. Главной задачей системы теплоснабжения является еже­часная подача тепла потребителям в необходимых количествах, по­этому за характеристику качества функционирования системы тепло­снабжения Фх(і) принимают часовой расход тепла через систему,, определяемый как разность между расчетным расходом тепла через си­стему и неподанным расчетным расходом тепла отключенным потреби­телям в состоянии x(t). Для определения количества тепла, которое не подается отключенным потребителям, не надо производить расчеты по- токораспределения в аварийных ситуациях, так как эти количества оп­ределяются сразу по схеме, соответствующей состоянию х (t). Таким образом, надежность системы теплоснабжения в целом оценивают сле­дующими показателями:

1) показателем надежности /?Сист (0 в момент t (вероятностный по­казатель) ;

2) детерминированным показателем, определяющим состояние от­каза в теплоснабжении потребителя (для резервированных систем) г

КОГДа QnoTp <С QnnMHT-

Если Ясист (0 меньше нормированной величины і? норм (t), то не­обходимо повысить надежность системы путем резервирования или пу­тем секционирования.