供熱管網系統可靠性模型敏感度分析

宋顯波

（吉林建筑大學 吉林長春 130118）

供熱管網系統可靠性模型敏感度分析

宋顯波

（吉林建筑大學 吉林長春 130118）

敏感度分析是對可靠性數據的進一步分析，主要用來分析可靠性數據的變化對最終計算結果的影響。由于本次分析采用的數據在今后仍有變化和進一步確認的可能，敏感度分析結果可以給出各個數據變化對最終結果影響的大小程度，為今后修正數據提供參考。

供熱管網；可靠性；敏感度

1 系統組成和簡化流程圖

根據系統工作流程，將供熱管網系統分為兩個部分進行分析：管道及其附屬設備部分和熱力站部分。

1.1 管道及附屬設備簡化流程圖

這部分由一條供水管、一條回水管、彎頭、大小頭、三通、法蘭及其組件（螺栓、螺母、墊片）、堵板（法蘭蓋和堵頭）、閥門、補償器等組成。

水在熱源部分被加熱到需要的溫度，然后它以循環水泵作動力沿著供水管流入各熱用戶，在各熱用戶的熱點又沿著回水管返回熱源。管網平面布置圖見圖1。

圖1 一級管網管道平面布置圖

1.2 熱力站部分組成及簡化流程圖

熱力站是集中供熱系統中熱網與用戶的連接場所，它的主要任務是調整和保持熱媒參數（壓力、溫度、流量）滿足用戶的設計要求，保證供熱系統用熱裝置的安全和經濟運行，提高供熱質量，發揮集中供熱系統的社會效益。

本文研究對象為小區熱力站，熱網通過小區熱力站向小區內各建筑物分配熱能。熱媒為高溫水，在其內安裝與用戶連接的有關管道，熱力站內的主要設備還有循環水泵、補水泵、板式換熱器、貯水箱、過濾器、調節和檢測儀表以及水處理設備和自動調節裝置。

由一次網來的高溫水，經過除污器、調節閥組、流量計進入板式換熱器，換熱后高溫水回水回至主干管。在中心控制室可根據一次網回水溫度調節一次網供水流量，從而調節控制各熱力站水力失調。低溫水由各用戶回熱力站集中，經除污器至循環水泵打入板式換熱器，與高溫水換熱后經流量計送至各用戶，周而復始連續供熱。為保證二級管網循環水量不變，采用定壓補水。熱力站工藝流程圖見圖2。

圖2 熱力站工藝流程圖

2 分析方法描述及計算結果

文獻[1]介紹了計算數據敏感度的方法

（1）將該數據乘以敏感因子，其中敏感因子可以自行設定，本次分析取敏感因子為10。計算此時的頂事件發生概率：QTOP.U。

（2）將該數據除以敏感因子，計算此時頂事件發生概率：QTOP.L。

（3）敏感度S的計算結果為：

按照以上計算方法，將每個數據都計算完成之后，按照敏感度的大小給出排列順序。計算結果中，敏感度大則說明該數據的浮動對最終計算結果的影響大。表1列出了敏感因子比較明顯的可靠性數據。

表1 參數的敏感度分析結果

3 結果討論

由以上分析結果可以看出，水泵失效率的波動對系統穩態不可用度的影響較大。水泵失效率增大一個量級后，系統穩態不可用度增至2.303E-01，而水泵出、入口蝶閥失效率增大一個量級后，系統穩態不可用度增至2.924E-02。

供熱管網元部件的失效率是比較不容易獲得的，而且不確定度較大。本次分析采用的數據，雖然來自于三個城市熱力公司的運行記錄，但是可靠性數據仍需要不斷的積累和修正，特別是水泵等大型設備的失效率更要精確化，以得出更真實的結果。

[1]魏鵬飛.結構系統可靠性及靈敏度分析研究.西北工業大學，2014.

[2]苗莎莎.供熱系統可靠性相關問題的研究.哈爾濱工業大學，2014.

V221

A

1004-7344（2016）32-0236-01

2016-10-28