книги из ГПНТБ / Болошин, Н. Н. Надежность работы технологических узлов и оборудования обогатительных фабрик
.pdfТ а б л и ц а 15
Характеристика исходных данных по отказам технологических узлов
Те х н о л о г и ч е с к и е
уз л ы { о б о р у д о в а -
ни е )
Узел разгрузки бункеров
Узел измельче ния
Узел магнит ных сепара торов
Узел магнит ных конусов
Узел песковых насосов
О б о га т и т е л ь н а я ф а б р и к а , с т а д и и о б о га щ е н и я
Тырныаузская:
седьмая секция измель чения .......................
все секции измельчения НКГОК:
проектная конструкция воронки ...................
телескопическая конст рукция воронки . .
НКГОК:
стержневые мельницы* шаровые мельницы . . ЮГОК-2:
стержневые мельницы . шаровые мельницы . .
НКГОК:
первая стадия . . . .
вторая стадия . . . .
третья стадия . . . .
ЮГОК-2:
первая стадия . . . .
вторая-пятая стадии . . Ингулецкая (первая-
четвертая стадии) . .
НКГОК: электромагнитные (вто
рая стадия обогаще ния) ..........................
магнитные (третья ста дия обогащения) . .
Ждановская:
8Гр-8, |
промпродукто- |
в ы е * * ....................... |
|
8Гр-8, |
гпдроциклон- |
1н ы е |
........................... |
И с х о д н ы е д а н н ы е
|
|
|
О б е с п е ч и в а |
||
|
|
|
е м а я |
т о ч |
|
|
|
т |
н о с т ь п д о с т о |
||
ижлодорПт е л ь н о с т ь инедюлбанй , ч |
|
в е р н о с т ь о ц е |
|||
втсечилоКо п о с т а в опхыннелд н а б л ю д е нишамеин ( у з л о в ) , .тш |
втсечилоКо з а р е г и с ыннаворирх о т к а з о в |
хьтсончота - | тсиреткари к 1 тсонжедани , %± |
ффэокирпи водетнеице %,яир |
||
|
|
|
н о к х а р а к |
||
|
|
|
т е р и с т и к |
||
96 |
1 |
49 |
15 |
80 |
|
112—144 |
8 |
750 |
1 0 |
95 |
|
96 |
2 |
185 |
1 0 |
90 |
|
312 |
2 |
440 |
1 0 |
95 |
|
2328 |
6 |
384(633) |
10 |
95 |
|
2328 |
18 |
549 |
1 0 |
95 |
|
1900 |
7 |
618(861) |
1 0 |
95 |
|
1900 |
14 |
1073 |
1 0 |
95- |
|
2160 |
46 |
108 |
15 |
90 |
|
2160 |
80 |
163 |
1 0 |
90 |
|
2160 |
36 |
36 |
15 |
80 |
|
2160 |
2 1 |
466 |
1 0 |
95 |
|
2160 |
48 |
94 |
15 |
90 |
|
2160 |
39 |
53 |
15 |
80 |
|
360 |
10 |
387 |
1 0 |
95 |
|
360 |
9 |
294 |
10 |
95 |
|
2160 |
9(20) |
19 |
35 |
90 |
|
178 |
, |
||||
|
|
1 0 |
|
||
2160 |
8(23) |
33 |
25 |
90 |
|
322 |
10 |
||||
|
|
|
|||
6К
Аналогичные соображения справедливы для оценки закона распре деления времени восстановления, так как продолжительность вос становления зависит от многих случайных факторов [7, 8, 42].
Результаты обработки опытных статистических данных приве дены на рис. 16 и в табл. 4. Исследование случайных величин — времени безотказной работы и времени восстановления показы-
В р е м я : ч
Рис. 16. Кривые потока отказа и распределения отказов:
& — к у м у л я т и в н ы е к р и в ы е р а с п р е д е л е н и я Б р е м е н и б е з о т к а з н о й р а б о т ы п о д б у н к е р н о г о у з л а : У — с е д ь м а я с е к ц и я ; 2 — в с е с е к ц и и Т ы р н ы а у з с к о й ф а б р и к и ; 3 — п е р в а я с е к ц и я : 4 — в т о р а я с е к ц и я Н К Г О К а - б — к у м у л я т и в н ы е к р и в ы е р а с п р е д е л е н и я в р е м е н и в о с с т а н о в л е н и я : / — с е д ь
м а я с е к ц и я ; |
2 — в с е с е к ц и и Т ы р н ы а у з с к о й |
ф а б р и к и ; |
3 — п е р в а я с е к ц и я : 4 — в т о р а я с е к ц и я |
Н К Г О К ; а — |
к р и в ы е п о т о к а о т к а з о в п о д б у н к е р н о г о у з л а н а Н К Г О К е ( т е л е с к о п и ч е с к а я в о |
||
р о н к а ) : ' / — |
в т о р а я с е к ц и я , и н т е н с и в н о с т ь — |
6,1 с м е н а — |
1; 2 — п е р в а я с е к ц и я , и н т е н с и в н о с т ь — |
|
5 |
с м е н а - 1 |
|
вает, что случайные величины |
подчиняются |
экспоненциально- |
|||
степенному закону: |
|
|
|
I |
\По |
|
|
|
|
||
Рх = 100е |
Р2 = |
100 е |
Тп |
||
|
|
||||
или более простому |
экспоненциальному |
закону (/Zi —/г2—1): |
|||
|
_____t _ |
|
_____t _ |
|
|
Рх = |
100е Г‘ ; |
Р2 = |
100 е |
г= |
|
3 |
Н . И . В о л о ш и н , В . И . Г а ш и ч е в |
65 |
Проанализируем физический смысл |
параметров уравнений |
P i— вероятность безотказной работы (до |
первого отказа) на за |
данном интервале времени, которая определяется долей пери одов работы между отказами, продолжительностью больших, чем заданный интервал, от общего количества периодов рабо ты за время наблюдения;
Р2 — вероятность продолжительности отказа более чем заданное время, которая определяется долей периодов отказов продол жительностью больших, чем заданное время, от общего коли чества отказов за время наблюдения;
Т1— наработка на отказ, которая равняется среднему значению времени безотказной работы; при экспоненциальном законе распределения определяет промежуток времени, в течение
которого |
вероятность |
безотказной |
работы |
узла падает |
до 36,8%; |
|
|
|
|
Т2— среднее время восстановления; |
|
|
||
tii — показатель |
степени экспоненциально-степенного уравнения. |
|||
Для экспоненциального |
распределения |
«1 = 1. |
Этот параметр |
|
характеризует степень |
вогнутости кривой вероятности. Чем |
|||
меньше щ по сравнению с 1, тем более вогнута кривая, тем быстрее падает вероятность безотказной работы, тем больше периодов с меньшим временем работы, тем чаще имеют местоотказы. На двойной логарифмической сетке 1Ц определяет угол наклона прямой к оси абсцисс и численно равен тангенсу этого угла;
«2 — этот параметр характеризует скорость уменьшения вероят ности продолжительности отказа больше, чем заданное время: чем меньше п2 по сравнению с 1, тем более вогнута кривая, тем большие периодов с меньшим временем отказа, тем больше ремонтнопригодность узла и лучше организованы работы по восстановлению работы узла.
Кривые распределения времени безотказной работы подбункер ного узла на Тырныаузской фабрике и НКГОК (рис. 16, 17, 18) описываются экспоненциальным распределением (критерий согла сия Колмогорова 0,4—1,0) или законом, близким к экспоненциаль ному.
Кривая распределения времени восстановления подбункерного узла на Тырныаузской фабрике описывается экспоненциальным уравнением (критерий согласия Колмогорова —0,92) или уравне нием, близким к экспоненциальному.
Кривая распределения времени восстановления подбункерного узла на НКГОК при телескопической конструкции разгрузочной воронки описывается экспоненциально-степенным уравнением («з ниже 1), что указывает на лучшую организацию обслужива ния узла технологическим персоналом, чем на Тырныаузской фабрике.
Экспериментальные кривые распределения времени безотказ ной работы и времени восстановления дают возможность просле
66
дить изменение вероятности безотказной работы (до первого отказа) и вероятности продолжительности отказа в зависимости от времени: кривые распределения представляют собой графики вероятности безотказной работы и вероятности продолжительности отказа.
Рис. 17. Кумулятивные кривые распределения времени безотказной работы и времени восстановления подбункерного узла на Тырныаузской фабрике:
а — кривые распределения |
времени безотказной работы |
на седьмой |
секции: / — экспернмен* |
|
|
|
Т |
т з л ь п а я ( Л ( 0 = Р ( 7 \ > 0 ] ; |
2 — т е о р е т и ч е с к а я э к с п о н е н т а |
' Р т ( £ ) = е |
* ; б — к р и в ы е р а с п р е |
д е л е н и я в р е м е н и в о с с т а н о в л е н и я н а с е д ь м о й с е к ц и и : / — э к с п е р и м е н т а л ь н а я Г Р » ( 0 = Р ( 7 2 > 0 ] ;
Г■>
2 — т е о р е т и ч е с к а я э к с п о н е н т а |
“ \ в — к р и в ы е р а с п р е д е л е н и я в р е м е н и б е з о т к а з н о й |
||||||||
р а б о т ы |
н а в с е х |
с е к ц и я х : |
1 — |
э к с п е р и м е н т а л ь н а я P|(/)=p(7*i > /); 2 — т е о р е т и ч е с к а я |
э к с п о н е н т а |
||||
р т ( 0 ~ с |
Т |
г — к р и в ы е |
р а с п р е д е л е н и я |
в р е м е н и |
в о с с т а н о в л е н и я |
н а |
в с е х |
с е к ц и я х : |
|
1 ; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
1 — |
э к с п е р и м е н т а л ь н а я |
/ э2 ( 0 =вР (Т ,2 > 0 ; 2 — |
т е о р е т и ч е с к а я э к с п о н е н т а |
P r |
(i) = e |
“ Г» |
|||
|
|||||||||
На 15-минутном интервале вероятность безотказной работы составляет 70—90%, на 1,5-часовом интервале она снижается до величины 30—40%■ Низкие значения вероятности безотказной ра боты показывают, что нормальная работа узла может происходить только при условии постоянного обслуживания технологическим персоналом.
Оценки характеристик надежности работы подбункерного узла приведены в табл. 16. Для Тырныаузской фабрики интенсивность отказов составляет 4—-6 отказов в смену при наработке на отказ 70—ПО мин, среднем времени восстановления — 4—7 мин и коэф фициенте технического использования — 93,5—94,4%. В среднем
3* 67
подача руды в мельницы прекращается на 26—28 мин в смену, что ведет к потере рабочего времени приблизительно на 5%. Основ ное количество (41,5%) п максимальная продолжительность отка зов (43%) в подаче руды в мельницу (табл. 17) вызываются тем, что над работающим затвором вырабатывается руда и для лик видации отказа необходимо включить соседний затвор. Вследствие
Рис. 18. Кумулятивные кривые распределения |
времени |
безотказной |
работы и |
||||||||
|
времени восстановления подбункерного узла па НКГОКе: |
|
|||||||||
а — к р и в ы е р а с п р е д е л е н и я в р е м е н и б е з о т к а з н о й р а б о т ы н а п е р в о й с е к ц и и : |
/ — э к с п е р и м е н |
||||||||||
т а л ь н а я l P i ( 0 = p (7 'i > 0 1 ; 2 — т е о р е т и ч е с к а я э к с п о н е н т а Р т ( / ) = е |
; о — к р и в ы е р а с п р е д е |
||||||||||
л е н и я |
в р е м е н и в о с с т а н о в л е н и я |
на |
п е р в о й |
с е к ц и и : / — |
э к с п е р и м е н т а л ь н а я |
|Р о (/) |
= я ( Г > > 0 1 ; |
||||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
2 — т е о р е т и ч е с к а я э к с п о н е н т а Р т ( 0 — е |
Т\ |
в — к р и в ы е р а с п р е д е л е н и я в р е м е н и б е з о т к а з |
|||||||||
" ; |
|||||||||||
н о й р а б о т ы п а в т о р о й с е к ц и и : |
/ — э к с п е р и м е н т а л ь н а я |
\ P i { t ) = P ( T \ > / ) ] ; |
2 — т е о р е т и ч е с к а я |
||||||||
э к с п о н е н т а Я т ( / ) = е |
^ 1 ; г — |
к р и в ы е р а с п р е д е л е н и я в р е м е н и в о с с т а н о в л е н и я н а в т о р о й с с к - |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~~ Т, |
ц н п : |
/ — э к с и е р н м е и т а л ь и а я [ p 2 ( 0 = P ( P j > 0 1 : |
2 — т е о р е т и ч е с к а я э к с п о н е н т а Р .г ( 0 = е |
|||||||||
механических |
неполадок |
оборудования |
происходит |
24,5% |
отказа |
||||||
и приходится 39% общего времени отказов. В среднем в подбункерпом узле на восьми секциях корпуса каждые 9 мин имеет место отказ, и общая интенсивность отказов составляет 50 отказов в смену.
Оценка характеристик надежности работы подбункерного узла НКГОК показывает, что при проектной конструкции разгрузочной
воронки интенсивность |
отказов составляет 8,3 отказа в |
смену, |
при наработке на отказ |
— 63 мин, среднем времени восстановления |
|
3 мин и коэффициенте |
технического использования 95,2%. |
Новая |
68
Т а б л и ц а 16
Оценка характеристик надежности работы подбункерного узла
|
П а р а м е т р |
Ф а б р и к а , |
п о т о к а |
с е к ц и я , |
о т к а з о в , |
к о н с т р у к ц и я |
о т к а з ы |
|
в с м е н у |
Н а р а б о т |
С р е д н е е |
|
в р е м я |
||
к а на |
||
в о с с т а н о в |
||
о т к а з , |
||
л е н и я , |
||
м н и |
||
м и н |
||
|
К о э ф ф и ц и е н т т е х
ни ч е с к о го
ис п о л ь з о
в а н и я , %
Пр о д о л
жи т е л ь
н о с т ь в р е
ме н и н е и с
пр а в н о го
со с т о я н и я
вс м е н у ,
ми н
Тырныаузская: |
измельчения |
|
|
|
|
|
седьмая секция |
|
|
|
|
|
|
(хронометражные наблюде |
4,1 |
по |
7 |
93,5 |
28 |
|
ния) ................................... |
|
|||||
восемь секций измельчения |
|
|
|
|
|
|
(данные записывающих при |
|
|
|
|
|
|
боров) ................................... |
|
6,4 |
70 |
4 |
94,4 |
26 |
НКГОК: |
|
|
|
|
|
|
проектная конструкция раз |
|
|
|
|
|
|
грузочной воронки . . . . |
8,3 |
63 |
3,0 |
95,2 |
23 |
|
телескопическая |
конструкция |
|
|
|
97,5 |
|
разгрузочной |
воронки . . . |
5,6 |
85 |
2 , 1 |
12 |
|
Т а б л и ц а 17
Влияние различных причин на интенсивность и продолжительность отказов подбункерного узла
|
|
В с л е д с т |
||
|
|
ви е в ы р а |
||
П о к а з а т е л и |
В с е г о п о |
б о т к и р у |
||
у з л у |
д ы |
н а д |
||
|
||||
|
|
р а б о т а ю |
||
|
|
щ и м |
з а т |
|
|
|
в о р о м |
( в о |
|
|
|
р о н к о й ) |
||
Пр и ч и н ы
Вс л е д с т
ви е з а б и в
ки т е ч к и
б у н к е р а и
за т в о р а
по с т о р о н н и м и
пр е д м е т а
ми И Р У ДОЙ
В с л е д с т вие м е х а
ни ч е с к и х
не п о л а д о к о б о р у д о
ва н и я
уз л а
Тырныаузская фабрика (седьмая секция): |
100 |
41,5 |
34,0 |
24,5 |
|
интенсивность отказов, |
% ................ |
||||
продолжительность отказов за смену, |
100 |
43,0 |
18,0 |
39,0 |
|
% .......................................................... |
|
||||
НКГОК (при телескопической конструк- |
|
|
|
|
|
ции разгрузочной воронки) |
|
|
|
|
|
Первая секция: |
% |
100 |
68,0 |
18,0 |
14,0 |
интенсивность отказов, |
|||||
продолжительность отказов за смену, |
100 |
65,0 |
22,0 |
14,0 |
|
9 6 ......................................................................................... |
' - |
||||
Вторая секция: |
% |
100 |
72,5 |
13,0 |
14,5 |
интенсивность отказов, |
|||||
продолжительность отказов за смену, |
100 |
63,4 |
16,6 |
20,0 |
|
96 ............................................................................................... |
|
||||
69
конструкция разгрузочной воронки позволила повысить надеж ность работы подбункерного узла: интенсивность отказов умень шилась до 5,6 отказа в смену, наработка на отказ увеличилась до 85 мин, среднее время восстановления уменьшилось до 2 мин. Это привело к увеличению коэффициента технического использо вания с 95,2 до 97,5% и к уменьшению потерь рабочего времени в смену с 23 до 12 мин, т. е. с 4,8 до 2,6%. Основное количество (70%) и максимальная продолжительность отказов (64%) вызы ваются тем, что над работающим затвором вырабатывается руда (см. табл. 17) и для ликвидации отказа необходимо включение соседнего затвора. Вследствие забивки отверстий бункера, течки и воронки рудой и посторонними предметами происходит 5,0—9,3% отказов, что вызывает около 8,5—10,8% общего времени отказов. В среднем в подбункериом узле всех шести секций каждые 14 мин
происходит |
отказ, |
и общая |
интенсивность |
отказов |
составляет |
35 отказов в смену. |
|
|
|
|
|
Несмотря |
на различные |
конструктивные |
решения |
и различие |
|
в оборудовании, а также свойствах руды, надежность работы узлов на Тырныаузской обогатительной фабрике и НКГОК характери зуется практически одинаковыми оценками: интенсивность отка зов составляет 5—6 отказов в смену, наработка на отказ — 60— 90 мин. Это объясняется тем, что на обеих фабриках принята система разгрузки бункера через ограниченное количество выпуск ных отверстий (1—2) при большом их количестве (6—24). Приня тая система разгрузки приводит к отказам в работе целого узла вследствие выработки руды над работающим затвором или ввиду
его забивки. Вес этих причин в общем количестве отказов состав ляет 75—80%.
Разница в среднем времени восстановления и в коэффициенте технического использования объясняется неодинаковыми методами обслуживания: на НКГОК постоянно присутствует машинист пита телей на рабочем месте в подбункерном узле каждой секции,
а на Тырныаузской обогатительной фабрике нет постоянного об служивания.
На большом отрезке времени количество отказов определяется
ло формуле |
|
= |
(61) |
а с учетом случайного характера процесса возникновения отказов более точно по формуле [5]
_t_ |
а У t |
|
~h ф_а |
а У t |
(62) |
|
T~i |
J1 |
|||||
Т>и |
2 |
~т\77- |
|
где и а — квантиль нормального закона распределения при ко-
2
эффициенте доверия а (например, а = 95), определяется по табли-
70