Коэффициенты надежности устанавливают связь между временными составляющими цикла эксплуатации (в частности, время на профилактику и ремонт, готовность изделия к действию в заданный момент времени, стоимость и удобство эксплуатации).

Коэффициент готовности k_г характеризует заложенную способность обеспечить непрерывную работу при правильном использовании и обслуживании установки.

Коэффициент готовности – это отношение времени безотказной работы к сумме времени такой работы и времени восстановления объекта, взятым за один и тот же календарный срок,

k_г = T₁/[T₁+T₂],

где T₁ – суммарная продолжительность работы, ч;
T₂ – продолжительность простоя в вынужденных отказах, ч.

Коэффициент технического использования k_т.и. и характеризует как и коэффициент готовности относительную продолжительность времени работы. Он учитывает дополнительно продолжительность плановых простоев Т_пл и равен

k_т.и. = T₁/[T₁+T₂ + Т_пл]

Коэффициент оперативной готовности k_г.о используется в тех случаях, когда установка часть времени находится в резерве т.е.не работает, но готова к работе:

k_г.о = [T₁ + T_рез]/[T₁+T₂ + Т_пл + T_рез]

где Т_рез – продолжительность простоя в резерве в исправном состоянии, ч.

Если рассматривается установка с чередованием состояний «работа-восстановление», то при прогнозировании будущего функционирования при определении коэффициента готовности используются величины математического ожидания продолжительности наработки на отказ Т_О и восстановления Т_В:

k_г = M[Т_О] / M[Т_О + Т_В]

Для достаточно длинного промежутка времени (t→∞)коэффициент готовности определяется путем использования осредненных значений Т_О и Т_В:

k_г = T_О/[T_О+T_В]

Приведенные коэффициенты используются для оценки надежности элементов и объектов, могущих пребывать лишь в двух состояниях: при нормальной работе и при полном отказе. В этом случае предполагается, что отказ обязательно сопровождается полной утратой работоспособности. В условиях функционирования объектов и систем с наличием параллельно работающих элементов, когда выход из строя одного из них приводит только к частичной потере работоспособности системы, эти коэффициенты уже не могут дать полного и исчерпывающего представления о надежности системы и о связанных с отказами элементов последствиях. В этих случаях пользуются коэффициентом обеспечения заданного отпуска энергии

k_об = 1 — ΔЭ/Э

где Э – заданный отпуск энергии объектам, кВт⋅ч;
ΔЭ – практический или предполагаемый в прогнозирующих расчетах недоотпуск энергии вследствие отказов, кВт⋅ч.

Математическое ожидание недоотпуска энергии ΔЭ определяется вероятностями состояний и уровнями мощности соответствующих состояний, а также предполагаемым графиком нагрузки. Для равномерного графика нагрузки с постоянной максимальной мощностью используется коэффициент обеспечения максимально возможного отпуска энергии объектом

k_об^m = ∑N_ip_i

где n – число дискретных состояний; p_i – вероятности состояний с относительными мощностями N.

При непрерывном изменении состояний (например, вследствие заноса поверхностей нагрева отложениями, лопаток турбины солями и т.п.) этот коэффициент за период функционирования Т_р = τ₂ — τ₁ выразится интегралом

k_об^m = ∫N(τ)⋅p(τ)⋅dτ

При этом коэффициент недоотпуска энергии составит

h = ΔЭ/Э = 1 — k_об^m

В простейшем случае, описываемом коэффициентом готовности

h = 1 — k_г = T_О/[T_О+T_В]

Для принятых условий коэффициент обеспечения отпуска энергии численно совпадает с коэффициентом использования мощности, равным отношению фактически отпущенной энергии за период времени Тр к максимально возможному отпуску.
Пример.

k_об = Э_ф/Э_пл

Значения коэффициента k_об зависят от внутренних свойств установки и от задаваемого графика нагрузки. При неравномерных графиках нагрузки возможно совпадение пониженной мощности N_i, вызванной частичным отказом, с ее соответствующим уровнем N_j по графику нагрузки и даже ее превышение, определяемое вероятностью

P_ji(N_j ≤ N_i) > 0

В этом случае имеет место

k_об > k_об^m

Частный отказ, вызывающий снижение располагаемой мощности до величины, большей или равной нагрузке по графику в соответствующие периоды времени не приводит к недоотпуску энергии.

Принимая потребную мощность установки по графику нагрузки N_j(t) и ее обеспечиваемую величину N_i как две независимо распределенные случайные величины, для достаточно длительного отрезка времени Т_р примем вероятность их совпадений равномерно распределенной по оси времени. В этом случае вероятности p_i не зависят от рассматриваемого момента времени t.

Для такого распределения нагрузки можно считать, что каждый ее уровень по графику, взятый со своей относительной продолжительностью τ_j, обеспечивается работой установки, находящейся с вероятностью p_i во всех своих возможных состояниях N_i. Коэффициент недоотпуска энергии в этом случае должен быть определен с учетом всех значений N_i < N_j:

h =∑_i∑_j(N_j — N_i)τ_jp_i

Коэффициенты готовности k_г и обеспечения k_об являются комплексными показателями надежности системы и зависят от таких ее свойств, как безотказность, ремонтопригодность и долговечность.

Комментарии запрещены.