Диссертация (1026227), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Ее нижний уровень включает в себяконденсационно-адсорбционныеустановкиподготовкивоздуха,ссоответствующими распределительными устройствами. В области связи такиеавтоматическиесистемыполучилиназваниекомпрессорно-сигнальныхустановок (КСУ) [96,105].Согласно РД 45.070-99, КСУ для содержания 30 кабелей должнаобеспечивать производительность по осушенному воздуху на выходе изустановки не менее 30 ндм3/мин и иметь производительность воздушногокомпрессора (с рабочим давлением не менее 1 МПа) не менее 130 ндм3/мин.31С учетом того, что современные КСУ могут обслуживать до 240 и болеекабелей, изменение расходных характеристик на их выходе может составлятьнесколько порядков (0,04 – 120 ндм3/мин и более). Эту особенность следуетсчитать характерной для большинства КСУ, принципиально отличающих их отобщепромышленных осушителей, где расходные характеристики изменяются взначительно более узком диапазоне.В результате можно сделать вывод, что в системах содержания кабельныхлиний ГТС под избыточным воздушным давлением влияние масштабныхфакторов на эффективность и надежность протекающих процессов являетсяодним из определяющих.КСУ обеспечивают не только требуемую подготовку воздуха и егонепрерывную подачу в кабели связи (в автономном, автоматическом режиме),но и осуществляют непрерывный контроль, выдачу необходимой информациии производят ее первичную обработку.

Кроме того, они самостоятельноформируют сигналы управления установкой, а также транслируют иобрабатывают аварийные сигналы, поступающие непосредственно из блокаавтоматики КСУ, которые необходимы для выявления и устранения отказов иповреждений, как в установках, так и в кабельных линиях связи [5].Здесь, влияние масштабных и субъективных факторов обычно проявляетсяв виде неправильного прогноза последствий нештатных действий сотрудников,особенно в начале развития аварийных ситуаций, обусловленных внешнейсредой [21,42,47].Более высокий уровень рассматриваемой структуры ГТС составляетсистема контроля за одновременной работой нескольких КСУ и совокупностиобслуживаемых ими кабелей, как правило, в рамках АТС и/или узла связи.

Сэтого уровня единичная КСУ и обслуживаемые ею кабели начинают выступатьв качестве единого технологического объекта управления (ТОУ) [77],имеющего несколько режимов функционирования, таких как пусковой,нормальный, аварийный, регламентный, ремонтный и т.п. При этом,32совместное функционирование нескольких ТОУ образует автоматизированныйтехнологический комплекс (АТК) [21].На АТК обычно возлагаются не только функции взаимодействия сисполнителями, но и анализ и обработка всей поступающей из КСУинформации, включая принятие решений о проведении текущего и аварийногоремонта структурных элементов КСУ и кабельных линий связи.Верхний уровень структуры ГТС обычно направлен на работу с АТК. Этотуровень, выступая по отношению к АТК в качестве внешней среды, какправило, входит в состав единой системы управления и эксплуатации ГТС.Данный уровень оказывает большое субъективное и масштабное внешнеевоздействие на работу АТК, поскольку не только взаимодействует с другимисистемами ГТС, но и с людьми, участвующими в их работе.Очевидно, что независимо от масштаба ГТС и степени влияния внешнейсреды, основу таких сложных, многоуровневых и открытых структур, включаяАТК, составляют КСУ, поскольку именно их безотказная работа во многомопределяет эффективность функционирования всех уровней ГТС.На первый взгляд (Таблица 4), по уровню надежности работы структурныхэлементов пневматических систем единичных КСУ, эти установки практическиничемнеотличаютсяотэлементовпневматическихсистемобщепромышленного назначения [119].Вместе с тем, данные Таблицы 5 свидетельствуют об увеличении долиэксплуатационных, а также внезапных и непрогнозируемых отказов КСУ всоставе ТОУ по сравнению с общепромышленными пневматическимисистемами.Причем, подавляющее большинство этих отказов обусловлено негативнымвлиянием условий эксплуатации, внешней среды, масштабных и субъективныхфакторов, а также неразрывно связанно с нарушениями требований,предъявляемых к промышленной чистоте сжатого воздуха [21,42,47], вчастности, нормируемой влажности осушенного воздуха, подаваемого в кабелисвязи [96].33Таблица 4.Средняя интенсивность отказов структурных элементов пневматическихсистем общепромышленного назначения и КСУ, λ*106, ч-1Наименование компонентаКлапаны обратныеКлапаны запорныеЭлектропневматические клапаныДросселиДатчики давления, температурыРегуляторы давления и расходаЭлементы пневматическиеФильтрыКлапаны предохранительныеРезервуары для высокого давленияСоединения трубопроводовВ пневматическихсистемах [119]3-153-190,22-140,53,52,141,40,01-1,60,25-140,180,03КСУ в составеТОУ43,531,51,51,51,31,50,30,190,01Указанное обстоятельство позволяет сделать вывод, что большинствоединичных КСУ в составе ТОУ работают в более жестких эксплуатационныхусловиях, чем обычные пневматические системы общепромышленногоназначения.Таблица 5.Осредненное процентное распределение отказов по стадиям жизненного цикла,характеру и причинам возникновенияХарактер и причиныотказовДоля отказов вобщепромышленныхпневматическихсистемах [119], %Средняя доляотказов КСУ всоставе ТОУ, %Средняя доляотказов КСУ всоставе АТК, %СтадияжизненногоциклаКонструкционныеПроизводственныеЭксплуатационныеХарактеризмененийпараметров20503015-2010-1565-7510-155-1075-85406070-8020-3080-9010-20208010-2080-905-1585-95ВнезапныеПостепенныеиз них:ПрогнозируемыеНепрогнозируемые34Ещебольшаядолятакихэксплуатационных,внезапныхинепрогнозируемых отказов (Таблица 5), наблюдаются при работе совокупностиКСУ, работающих в едином и непрерывном технологическом цикле АТК.Причем определяющими здесь являются отказы и неисправности, вызванныескрытыми дефектами и повреждениями, выявление и предупреждение которыхтребует специальных исследований физико-химических и термодинамическихпроцессов, протекающих в реальных условиях эксплуатации.Данное обстоятельство однозначно указывает на специфику реализацииконденсационно-адсорбционного метода осушки и очистки воздуха в составеКСУ, а также свидетельствует о несовершенстве технологических циклов ифункциональных схем этих установок, требующих своей доработки.Подобная специфика обусловлена не только особенностями процессаэксплуатации кабельных линий связи, но и во многом определяетсяфункциональными,структурнымиипроизводственнымиошибкамидопущенными исполнителями при разработке и создании КСУ, которыепроявляютсяввидеотклоненийотнормативныхтребованийпопромышленной чистоте сжатого воздуха лишь на стадии их эксплуатации.В результате проведение экспериментальных и модельных исследованийфизико-химических и термодинамических процессов, а также диапазоновизменения расходных характеристик, присущих специальным условиямпримененияиэксплуатацииконденсационно-адсорбционныхустановокследует считать одной из основных задач данной работы.В свою очередь это обосновывает необходимость создания универсальногоэкспериментального стенда длякомплексного исследования процессовподготовки воздуха, позволяющего осуществлять изменение параметроввоздуха в диапазоне давлений от 10 до 10 6 Па, при расходах осушенноговоздуха не более 1,3·10-3 нм3/с.При этом возникает необходимость обратиться к детальному рассмотрениюосновных определяющих параметров промышленной чистоты сжатого воздуха,подаваемого в кабели связи.35Исходя из условий обеспечения безопасности технологических процессов,согласно [30], не зависимо от отраслевой принадлежности, сжатый воздух недолжен содержать горючих газов, паров и пыли, а также агрессивныхпримесей, отрицательно влияющих на работоспособность используемогооборудования.Согласно[27]дляпитанияпневматическихустройствисистем,работающих при давлении до 2,5 МПа, класс загрязненности сжатого воздухаследует выбирать исходя из содержания посторонних примесей, включаятвердые частицы, масла и воду в жидком состоянии, а также размеров твердыхчастиц.Стандарт [33] устанавливает классы чистоты сжатого воздуха по частицам,загрязнениям водой или маслами независимо от источника сжатого воздуха, атакже по другим загрязнениям таким как оксид и диоксид углерода, сернистыйангидрид, оксид и диоксид азота и углеводороды с атомами углерода в ряду отС1 до С5.Методы контроля количественных характеристик загрязнений сжатоговоздуха подробно рассмотрены в работах [3,81] и регламентируются сериейстандартов ГОСТ ИСО 8573.Однако требования, представленные в указанных нормативных документах,являются лишь наиболее общими и в полном объеме не учитываютособенностей области применения сжатого воздуха.В системах содержания кабельных линий связи под избыточным давлениемклассы чистоты сжатого воздуха по твердым частицам, а также маслам навыходеизКСУрегламентируются,контролируется.нормативнымииРДихдокументамисодержание45.070-99требуетвявномколичественнымилишьвиденеметодаминеобеспечениеотсутствиякапельного масла на выходе из КСУ, причем наличие капельного маслаопределяется качественными, субъективными методами, имеющими низкуюразрешающую способность.

Вместе с тем, данное требование связано не36только с влиянием масла и его следов на вспомогательное оборудование КСУ[70], но и с его влиянием на элементы основного оборудования установок.Аналогичный вывод может быть сделан и в отношении твердых частиц.При этом, приведенные в ГОСТ 17433-80 количественные характеристики,следует рассматривать только как оценочные.Переходя к рассмотрению вопросов, связанных с влажностью сжатоговоздуха, необходимо отметить, что в системах содержания кабельных линийсвязи под избыточным давлением абсолютная влажность воздуха являетсяопределяющим регламентируемым параметром [96], а поступление воды вжидкой фазе на выходе из КСУ является недопустимым, даже в случае отказаустановок.Согласно РД 45.070-99 КСУ должны обеспечивать осушку воздухадо абсолютной влажности не более 0,3 г/м3, в диапазоне рабочих температурустановок 10-35оС, при атмосферном давлении, изменяющемся в пределах 84106,7 кПа (630-800 мм.рт.ст.), что соответствует точке росы на выходе из КСУна уровне минус 25оС, при давлении 0,04-0,05 МПа.Данный уровень абсолютной влажности воздуха, подаваемого в кабелисвязи следует признать обоснованным.

Характеристики

Список файлов диссертации