Выбор определяющих параметров технического состояния, оказывающих влияние на остаточный срок службы теплообменного оборудования

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью определения остаточного ресурса оборудования с достаточной степенью точности и при различных условиях. Развитие математических моделей для оценки механизмов накопления повреждений и фактического состояния оборудования позволит прогнозировать развитие изменения состояния объекта, учитывая установленные закономерности механизмов повреждения, и определить момент наступления предельного состояния. Цель: предложить метод оценки остаточного ресурса теплообменных аппаратов, учитывающий экспертный интуитивно-логический анализ проблемы с количественной оценкой суждений и обработкой результатов. Объекты: теплообменные аппараты, экспертные заключения по теплообменным аппаратам, используемым в нефтепереработке. Методы: модель информативности Кульбака–Лейблера, показывающая степень информативности отдельных параметров через плотность одной вероятностной меры по отношению к другой, назначение ресурса безопасной эксплуатации при коррозионно-эрозионном износе материала объекта, назначение ресурса безопасной эксплуатации по изменению параметров технического состояния объекта. Результаты. Поставлена задача оценки остаточного срока службы теплообменного оборудования после проведения технической диагностики на допускаемых технических параметрах в зависимости от суммарного влияния параметров технического состояния оборудования нефтегазопереработки и нефтехимии. Было отобрано 10 технических и технологических показателей теплообменных аппаратов, а оценка выполнялась с использованием такого показателя, как остаточный срок службы теплообменников. Авторами была разработана математическая модель, вычислены диагностические коэффициенты и информативность показателя для каждого периода, принятого экспертом. Предложен алгоритм оценки остаточного срока службы теплообменных аппаратов на основе меры информативности Кульбака. Показаны оценки остаточного ресурса, выбивающиеся из построенной модели. Сделаны выводы о рациональности использования предлагаемого алгоритма для решения задач данного типа.

The relevance of the research is caused by the necessity to determine the residual resource of the equipment with a sufficient degree of accuracy and in various circumstances. The development of mathematical models for assessing the mechanisms of damage accumulation and the actual state of the equipment will allow predicting the development of changes in the state of the object, considering the established patterns of damage mechanisms, and determining the moment of occurrence of the limit state. The aim of the research is to propose a method for assessing the residual resource of heat exchangers, considering expert intuitive-logical analysis of the problem with a quantitative assessment of judgments and processing of results. Objects: heat exchangers, expert conclusions on heat exchangers used in oil refining. Methods: Kullback-Leibler informative model, showing the degree of informativeness of individual parameters to the degree of discrepancy between the two classes of objects, diagnosing residual resource for the development of corrosion damage, diagnosing residual resource of equipment related to changed parameters of its technical condition. Results. The paper sets the task to assess the service life of the heat exchanging equipment after diagnosing on the allowed technical parameters depending on the total effect of the parameters of the technical condition of the equipment for oil and gas processing and petrochemistry. 10 technical and technological indicators of heat exchangers were selected, and the evaluation was performed by using such an indicator as the residual service life of heat exchangers. The authors developed a mathematical model, calculated diagnostic coefficients and informativeness of the indicator for each period accepted by the expert. An algorithm for estimating the residual service life of heat exchangers based on the Kullback informativeness measure is proposed. Estimates of the residual resource, out of the constructed model are shown. Conclusions about the rationality of using the proposed algorithm for solving problems of this type are made.