- •Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения Справочник
- •Введение
- •Глава I. Задачи эксплуатации систем водоснабжения,
- •§ 1.1. Техническая и хозяйственная характеристика водопроводно-канализационного
- •§ 1.2. Общие требования к зданиям и сооружениям
- •§ 1.3. Организация эксплуатации водопроводно-канализационного и газового хозяйства
- •§ 1.4. Эксплуатация территории зон санитарной охраны источников водоснабжения и сооружений
- •Санитарно-защитные зоны для канализационных очистных сооружений
- •Глава II. Организация диспетчерской службы
- •§ 1.5. Основные задачи диспетчеризации и структура диспетчерской службы
- •Оборудование для обработки эксплуатационных данных при помощи эвм
- •§ 1.6. Лаборатория автоматики и контроля
- •Раздел второй вопросы надежности систем при эксплуатации
- •Глава I. Обеспечение надежности технических устройств в системах при их эксплуатации
- •§ 2.1. Основные понятия теории надежности, цели и задачи
- •Классификация отказов
- •§ 2.2. Комплексные показатели надежности
- •Комплексные показатели надежности
- •§ 2.3. Законы распределения случайных величин
- •Глава II. Методы расчета надежности и периодичности технического обслуживания
- •§ 2.4. Основы расчета надежности
- •Расчет интенсивности отказов системы
- •Расчет надежности системы
- •Показатели надежности водопроводно-канализационного оборудования
- •§ 2.5. Методы повышения надежности систем
- •Классификация способов резервирования
- •§ 2.6. Техническое обслуживание систем и надежность
- •Раздел третий водозаборы, водоводы и сети
- •Глава I. Источники водоснабжения и водозаборные сооружения
- •§ 3.1. Содержание источников воды
- •Отбор проб для оценки качества воды в источнике
- •Требования к свойствам и составу воды поверхностных источников хозяйственно-питьевого назначения
- •§ 3.2. Обслуживание водозаборных сооружений из поверхностных и подземных источников воды
- •§ 3.3. Водозаборные сооружения из поверхностных источников
- •Сроки ппо и ппр
- •Перечень основных видов работ по текущему и капитальному ремонтам водозаборных сооружений
- •§ 3.4. Борьба с льдообразованием на решетках
- •§ 3.5. Эксплуатация водозаборных сооружений подземных источников воды
- •Перечень основных видов работ по текущему и капитальному ремонтам вертикальных и горизонтальных скважин и шахтных колодцев
- •Основные признаки и причины уменьшения производительности артезианских скважин
- •Оборудование и инструмент, применяемые для ремонта скважин
- •Основные технические данные желонок для очистки скважин
- •Зависимость растворения осадков от степени концентрации технической и ингибированной соляных кислот
- •Глава II. Водопроводные сети
- •§ 3.6. Испытания и приемка наружных трубопроводов
- •§ 3.7. Организация службы сети
- •Нормативы численности рабочих по обслуживанию водопроводной сети
- •§ 3.8. Работы по содержанию и ремонту сетей
- •Ппо и ппр по содержанию сети
- •Перечень основных видов работ по текущему и капитальному ремонтам водопроводной сети
- •Ориентировочная периодичность работ по капитальному ремонту сетей и сооружений на них
- •Единичные нормы по эксплуатации водопроводных сетей*
- •Перечень механизмов, используемых при эксплуатационных и аварийно-восстановительных работах на сети водопровода и канализации
- •Перечень неисправностей в сетях и способы их устранения
- •§ 3.9. Контрольные испытания водоводов и сетей
- •§ 3.10. Особые случаи эксплуатации водоводов и сетей
- •Глава III. Напорно-регулирующие устройства
- •§ 3.11. Приемка напорно-регулирующих устройств в эксплуатацию
- •§ 3.12. Подземные резервуары и водонапорные башни
- •Периодичность работ по капитальному ремонту напорно-регулировочных устройств
- •Раздел четвертый очистные сооружения водопровода
- •Глава 1. Сооружения по осветлению и обесцвечиванию воды
- •§ 4.1. Испытание и приемка в эксплуатацию сооружений
- •§ 4.2. Организация эксплуатации очистных станций
- •Нормативы численности, чел.-смен/сут, рабочих, занятых на эксплуатации очистных сооружений водопровода, по элементам сооружений
- •§ 4.3. Общие положения по обслуживанию очистных станций
- •Работа по ппо станции водоочистки
- •Работы по ппр станции водоочистки
- •Перечень видов работ по текущему и капитальному ремонтам очистных сооружений
- •Периодичность работ по капитальному ремонту очистных сооружений
- •§ 4.4. Реагентное хозяйство
- •Крепость растворов по показаниям ареометра
- •Зависимость плотности растворов химически чистых реагентов от концентрации
- •Дозаторы для дозирования известкового молока и других суспензий
- •Аппараты для дозировання реагентов
- •Типы вакуумных хлораторов и их технические характеристики
- •Некоторые данные по хранению реагентов в складах
- •§ 4.5. Процессы смешения и смесители
- •§ 4.6. Процессы хлопьеобразования и камеры хлопьеобразования (реакции)
- •§ 4.7. Сооружения по отстаиванию воды
- •§ 4.8. Фильтры и контактные осветлители
- •§ 4.9. Эксплуатация установок по обеззараживанию воды хлором
- •Табель оснащения защитными средствами в расходных складах хлора
- •Табель оснащения защитными средствами хлораторных на городских водопроводах
- •§ 4.10. Обеззараживание сточных вод хлором
- •§ 4.11. Обеззараживание воды озонированием и другими способами
- •Ионаторы серебра
- •Характеристика ртутно-кварцевых ламп
- •Характеристика аргонортутных ламп
- •§ 4.12. Стабилизация, фторирование и обесфторирование воды
- •§ 4.13. Сооружения по удалению из воды железа, марганца и кремния
- •Глава II. Производственный контроль за работой сооружений и повышение ее эффективности
- •§ 4.14. Подготовка воды на сооружениях
- •Ориентировочный график лабораторно-производственного контроля качества воды
- •§ 4.15. Приготовление растворов и режимы коагуляции
- •Растворимость реагентов, применяемых при очистке воды
- •§ 4.16. Повышение эффективности работы сооружений
- •Характеристика новых фильтрующих материалов
- •Раздел пятый* эксплуатация канализационной сети
- •Глава I. Общие положения
- •§ 5.1. Организация эксплуатации канализационной сети
- •Нормативы численности рабочих по обслуживанию канализационной сети
- •Ориентировочная потребность в машинах, необходимых для обслуживания эксплуатационного района с протяженностью сети (бытовой, дождевой, общесплавной) 800-1000 км, уложенной с минимальными уклонами
- •§ 5.2. Общие требования к пользованию канализацией
- •§ 5.3. Технический надзор за строительством и приемка канализационных сетей в эксплуатацию
- •Допустимая величина поступления или утечки воды через стыки и стенки трубопроводов
- •Глава II. Эксплуатация канализационной сети и сооружений на ней
- •§ 5.4. Наблюдение за канализационной сетью. Наружный и технический осмотр сети. Состав бригад по осмотру сети
- •§ 5.5. Измерение расхода жидкости в канализационных коллекторах*
- •Значения отношения средней скорости потока к максимальной в зависимости от диаметра трубопровода ( ) и наполнения ( )
- •Изменение расходов сточных вод в коллекторе
- •§ 5.6. Профилактическая прочистка канализационных сетей
- •Машины для гидродинамической прочистки канализационных сетей
- •Характеристика основного оборудования для гидравлической прочистки канализационной сети
- •Ковшовые снаряды лнии акх
- •Нормы обслуживания канализационной сети по ленинградскому управлению "Водоканал"
- •Технические показатели вакуум-машин
- •§ 5.7. Устранение засорений канализационной сети
- •§ 5.8. Эксплуатация тоннельных коллекторов*
- •Временные нормы на эксплуатацию шахт и буровых скважин тоннельных коллекторов (рэтк Ленинграда)
- •§ 5.9. Эксплуатация дюкеров
- •§ 5.10. Планово-предупредительный ремонт
- •§ 5.11. Учет работы сооружений. Ведение технической документации
- •Технический паспорт
- •I. Общие сведения
- •II. Трубопроводы
- •III. Дождеприемные колодцы
- •IV. Смотровые колодцы
- •V. Техническая характеристика
- •VI. Стоимостная характеристика
- •VII. Сведения о дефектах
- •VIII. Текущий ремонт
- •IX. Капитальный ремонт
§ 1.6. Лаборатория автоматики и контроля
Контроль работы, наладка и ремонт приборов и аппаратов автоматики и телемеханики, а также измерительных приборов в крупных системах водоснабжения, канализации или газоснабжения осуществляются лабораторией автоматики и контроля (ЛАК). На мелких предприятиях ЛАК не организуется (эти работы поручаются на договорных началах какой-либо местной лаборатории автоматики и телемеханики).
ЛАК организует также капитальный и текущий ремонт, проверку и наладку приборов, проводит работу по внедрению новых схем и аппаратов, а также осуществляет контроль за качеством и сроками выполнения этих работ.
ЛАК должна иметь следующее оборудование:
образцовые и контрольные приборы, а также переносные установки для проверки и наладки контрольно-измерительных приборов и автоматических регуляторов;
стенды, оборудованные контрольными приборами, для проверки эксплуатационных приборов и настройки автоматических устройств;
материалы и инструменты для текущего и капитального ремонтов приборов и аппаратуры автоматов.
Раздел второй вопросы надежности систем при эксплуатации
Глава I. Обеспечение надежности технических устройств в системах при их эксплуатации
§ 2.1. Основные понятия теории надежности, цели и задачи
Теория надежности (надежность) как самостоятельное направление науки начала развиваться совсем недавно. Слово "надежность" до этого определяло чисто качественное состояние чего-либо.
Усложнение современной техники, увеличение ее мощи, возрастание требований к конечному продукту потребовало создания специальной науки "Теория надежности", с помощью которой возможно количественное определение показателей надежности работы и эксплуатации сооружений и устройств в отдельности и систем в целом.
Обеспечение надежности работающих сооружений (объектов) и выпускаемой продукции стало одной из важнейших общегосударственных задач прежде всего потому, что ненадежность наносит огромный экономический и порой экологический ущерб народному хозяйству, связанный с затратами на ремонт, с недодачей или потерями продукции, с содержанием технического персонала, не говоря уже об угрозе безопасности и здоровью людей, о политических и моральных факторах, которые невозможно учесть обычными экономическими показателями.
Практический опыт показывает, что в большинстве случаев для рассматриваемых систем выгоднее предусмотреть дополнительные средства на обеспечение требуемой надежности на первоначальном этапе (т.е. на этапе проектирования), чем расплачиваться дополнительными эксплуатационными затратами (ненадежностью в последующем).
Целью изучения и внедрения надежности в производство и производственные процессы является создание условий устойчивой работы объектов за определенный период времени, исключение аварийных ситуаций, повышение качества выпускаемой продукции и, в конечном счете, повышение экономичности работы различных устройств и предприятий в целом. Недаром в настоящее время говорят, что надежность является родной сестрой экономичности.
В соответствии с ГОСТ 27.002-83 надежность как техническое понятие для названных систем может быть сформулировано так: свойство устройств, сооружений, систем и объектов в целом, а также изделий (продуктов) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения нормируемых (расчетных) эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
В понятие надежности входит не только определение сроков службы тех или других технических устройств и сооружений, но и выявление направлений, с помощью которых возможно продление уже установленных сроков их эксплуатации.
Надежность как наука занимается решением таких задач:
изучением критериев и количественных характеристик надежности;
исследованием методов анализа надежности;
разработкой методов испытания оборудования на надежность;
разработкой научных методов эксплуатации объектов.
Определение надежности, принятое в СССР, является сложным понятием, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения в общем включает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В названные характеристики вкладывается следующий смысл:
безотказность - свойство сооружений и систем сохранять работоспособность в течение определенного времени или некоторой наработки; для большинства видов оборудования, сооружений и систем эта характеристика является основной и оценивается вероятностью безотказной работы , интенсивностью отказов , средней выработкой до отказа , параметром потока отказов , средней наработкой на отказ и -процентной наработкой до отказа ;
долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния (после которого применение по назначению недопустимо или нецелесообразно) при установленной системе обслуживания и ремонта; долговечность характеризуется средним ресурсом (срок службы) -процентным ресурсом , назначенным ресурсом , средним сроком службы -процентным сроком службы , назначенным сроком службы ;
ремонтопригодность - свойство или приспособленность сооружений и систем к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов; этот параметр характеризуется вероятностью восстановления работоспособного состояния , средним временем восстановления работоспособного состояния ;
сохраняемость - свойство сооружений и систем сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения или транспортирования; сохраняемость характеризуется средним сроком сохраняемости -процентным сроком сохраняемости .
Значения параметров приведены ниже.
Вероятность безотказной работы в пределах заданной наработки ( ) определяется из предположения, что в начальный момент времени исчисления заданной наработки объект был работоспособен:
(2.1)
где - функция распределения наработки до отказа (при =1).
Экспериментально вероятность определяется из выражения
(2.2)
где - число однотипных видов оборудования, за которым велось наблюдение в течение времени , или - число отказавших элементов за время - принятая продолжительность интервала времени; - время, для которого определяется вероятность безотказной работы.
На практике пользуются формулой
(2.2’)
Надежность образцов может быть оценена по величине вероятности неисправной работы, т.е. по вероятности отказа:
(2.3)
или
(2.3’)
Условная плотность вероятности возникновения отказа в интервале времени при условии, что до момента оборудование работало исправно, может быть вычислена по формуле
(2.4)
На практике по статистическим данным условная плотность определяется по формуле
(2.5)
где - среднее число исправно работающих образцов оборудования в начале и конце интервала времени и - число исправно работающих образцов в начале и конце интервала времени .
Время наработки - продолжительность работы системы до первого отказа (ч):
(2.6)
Частота отказов есть плотность распределения времени работы оборудования от отказа (отношение числа отказавших элементов в единицу времени к числу элементов, первоначально установленных на испытание при условии, что отказавшие элементы не восстанавливаются и не заменяются новыми):
(2.7)
где и - производные от вероятности отказа.
На практике определяется по формуле
(2.7’)
Средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Показатель ("средний ресурс", "средний срок службы", "средний срок сохраняемости") определяют по формуле
(2.8)
где - плотность распределения наработки до отказа (ресурса, срока службы, срока сохраняемости); - функция распределения наработки до отказа (ресурса, срока службы, срока сохраняемости).
Параметр потока отказов - отношение среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой наработки. Параметр используют в качестве показателя безотказности восстанавливаемых объектов, эксплуатация которых осуществляется по схеме: в начальный момент времени объект начинает работу и работает до отказа, после отказа восстанавливается до полной работоспособности, а затем вновь работает до отказа и т.д., при этом время восстановления не учитывается. В качестве характеристики потока отказов используют функцию данного потока - математическое ожидание числа отказов за время :
(2.9)
где - символ математического ожидания; - число отказов за время .
Параметр потока отказов является средним числом отказов, ожидаемых в малом интервале времени:
(2.10)
Параметр потока отказов связан с ведущей функцией:
(2.10’)
Значение часто называют средней частотой отказов. На практике она определяется по формуле
(2.11)
где - число наблюдаемых единиц оборудования в интервале времени (оно в процессе испытаний остается постоянным, так как все отказавшее оборудование подлежит замене или ремонту).
Средняя наработка на отказ - отношение наработки ремонтируемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.
На практике определяется по формуле
(2.12)
где - число единиц оборудования, отказавших за время - время исправной работы оборудования между -1 и -м отказами.
Из определения следует, что наработка на отказ является средним временем между соседними отказами и равна величине, обратной средней частоте отказов:
(2.13)
где - среднее время безотказной работы оборудования:
(2.14)
На практике для определения по результатам опытов об отказах используют зависимость:
(2.14’)
где - время работы до отказа -го образца оборудования; -процентная наработка ( -процентный ресурс, -процентный срок службы, -процентный срок сохраняемости), до отказа - наработка, в течение которой отказ объекта не возникает с вероятностью , выраженной в процентах.
При = 100% -процентная наработка (ресурс, срок службы, срок сохраняемости) называется установленной безотказной наработкой (установленным ресурсом, установленным сроком службы, установленным сроком сохраняемости); при = 50% -процентная наработка (ресурс, срок службы, срок сохраняемости) называется медианной наработкой (ресурсом, сроком службы, сроком сохраняемости).
Средний ресурс (срок службы) - математическое ожидание ресурса.
-процентный ресурс - наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах.
Назначенный ресурс - суммарная наработка объекта, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено;
-процентный срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта, в течение которого он не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах.
Календарная продолжительность эксплуатации объекта , при достижении которой применение по назначению его прекращается.
Вероятность восстановления работоспособного состояния - вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния объекта не превысит заданного:
Среднее время восстановления работоспособного состояния - математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния.
Средний срок сохраняемости - математическое ожидание срока сохраняемости.
-процентный срок сохраняемости - срок сохраняемости, достигаемый объектом с заданной вероятностью , выраженной в процентах.
В теории надежности важнейшим понятием является понятие отказа. Отказ - событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности сооружений, оборудования или систем в целом, событие случайное, подчиненное законам теории вероятности. Под механизмом отказа понимают совокупность физических и химических процессов, приводящих к возникновению отказа. Классификация процессов приведена в табл.2.1.
Таблица 2.1