供热管网系统可靠性模型敏感度分析

宋显波

（吉林建筑大学 吉林长春 130118）

供热管网系统可靠性模型敏感度分析

宋显波

（吉林建筑大学 吉林长春 130118）

敏感度分析是对可靠性数据的进一步分析，主要用来分析可靠性数据的变化对最终计算结果的影响。由于本次分析采用的数据在今后仍有变化和进一步确认的可能，敏感度分析结果可以给出各个数据变化对最终结果影响的大小程度，为今后修正数据提供参考。

供热管网；可靠性；敏感度

1 系统组成和简化流程图

根据系统工作流程，将供热管网系统分为两个部分进行分析：管道及其附属设备部分和热力站部分。

1.1 管道及附属设备简化流程图

这部分由一条供水管、一条回水管、弯头、大小头、三通、法兰及其组件（螺栓、螺母、垫片）、堵板（法兰盖和堵头）、阀门、补偿器等组成。

水在热源部分被加热到需要的温度，然后它以循环水泵作动力沿着供水管流入各热用户，在各热用户的热点又沿着回水管返回热源。管网平面布置图见图1。

图1 一级管网管道平面布置图

1.2 热力站部分组成及简化流程图

热力站是集中供热系统中热网与用户的连接场所，它的主要任务是调整和保持热媒参数（压力、温度、流量）满足用户的设计要求，保证供热系统用热装置的安全和经济运行，提高供热质量，发挥集中供热系统的社会效益。

本文研究对象为小区热力站，热网通过小区热力站向小区内各建筑物分配热能。热媒为高温水，在其内安装与用户连接的有关管道，热力站内的主要设备还有循环水泵、补水泵、板式换热器、贮水箱、过滤器、调节和检测仪表以及水处理设备和自动调节装置。

由一次网来的高温水，经过除污器、调节阀组、流量计进入板式换热器，换热后高温水回水回至主干管。在中心控制室可根据一次网回水温度调节一次网供水流量，从而调节控制各热力站水力失调。低温水由各用户回热力站集中，经除污器至循环水泵打入板式换热器，与高温水换热后经流量计送至各用户，周而复始连续供热。为保证二级管网循环水量不变，采用定压补水。热力站工艺流程图见图2。

图2 热力站工艺流程图

2 分析方法描述及计算结果

文献[1]介绍了计算数据敏感度的方法

（1）将该数据乘以敏感因子，其中敏感因子可以自行设定，本次分析取敏感因子为10。计算此时的顶事件发生概率：QTOP.U。

（2）将该数据除以敏感因子，计算此时顶事件发生概率：QTOP.L。

（3）敏感度S的计算结果为：

按照以上计算方法，将每个数据都计算完成之后，按照敏感度的大小给出排列顺序。计算结果中，敏感度大则说明该数据的浮动对最终计算结果的影响大。表1列出了敏感因子比较明显的可靠性数据。

表1 参数的敏感度分析结果

3 结果讨论

由以上分析结果可以看出，水泵失效率的波动对系统稳态不可用度的影响较大。水泵失效率增大一个量级后，系统稳态不可用度增至2.303E-01，而水泵出、入口蝶阀失效率增大一个量级后，系统稳态不可用度增至2.924E-02。

供热管网元部件的失效率是比较不容易获得的，而且不确定度较大。本次分析采用的数据，虽然来自于三个城市热力公司的运行记录，但是可靠性数据仍需要不断的积累和修正，特别是水泵等大型设备的失效率更要精确化，以得出更真实的结果。

[1]魏鹏飞.结构系统可靠性及灵敏度分析研究.西北工业大学，2014.

[2]苗莎莎.供热系统可靠性相关问题的研究.哈尔滨工业大学，2014.

V221

A

1004-7344（2016）32-0236-01

2016-10-28