Анализ эксплуатационной надежности оборудования печного отделения ЭСПЦ ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно – Сибирский металлургический комбинат»

В процессе эксплуатации печного отделения происходит совместная доработка всех его агрегатов, машин и механизмов, в результате которой характеристики их надежности приближаются к рациональным. Оценка надежности некоторых элементов отделения после их доработки, то есть в период близкий устойчивому её функционированию, дает возможность определить параметры этих машин, к которым должен стремиться конструктор при их проектировании. Стабилизировавшиеся к моменту рассмотрения внешние показатели отделения позволяют предположить, что достигнут устойчивый момент процесса функционирования их оборудования, что является основанием для применения при оценке надежности оборудования, статистического подхода. В проблеме надежности задача организации сбора статистических данных об отказах машин в условиях эксплуатации является довольно трудной. Однако решение этой задачи, а также обобщение и анализ собранных данных имеют важное значение для повышения надежности эксплуатируемого и вновь проектируемого оборудования, а также установления для него оптимальных межремонтных периодов. Для выявления особенностей функционирования доведенного до стабильного состояния оборудования печного отделения.

2.1 Декомпозиция

Рассмотрим структурные особенности цеха как техноценоза. Под ценозом понимается пространство сосуществования совокупности систем разного типа. Системы, располагаясь в ценозе согласно своим свойствам, образуют взаимосвязанную и взаиморегулируемую среду. В этой среде основной мерой ее стабильности является количественно-качественный баланс заполняющих е единиц, выявление этого баланса ключевое звено в решении поставленной задачи.

Опираясь на теорию формирования сложных технических систем, будем исходить из того, что любая сложная техническая система состоит из различных вплоть до деалектически противоположных по качеству элементов и может быть разложена на три подгруппы элементов, которые по своим признакам не могут считаться как сложные образования. С этих позиций печное отделение (линия производства стали(, путем выделения уровней структурирования и формирования из элементов каждого уровня трех разноплановых групп, может быть разложена на менее сложные составляющие.

Согласно принятой в теории формирования сложных технических систем классификации, электросталеплавильный цех является техноценозом. Линия производства стали – к уровню технородов. ЭСПЦ как техноценоз может быть разложен на техновиды. Разложение технорода на техновиды выполняется путем формирования трех разноплановых групп элементов уровня. Первая и третья группы такого разложения содержат диалектически противоположные по свойствам элементы, а вторая группа включает в себя элементы, индифферентные по своим свойствам как первой так и третьей групп. С точки зрения теории формирования сложных технических систем технологическая линия производства стали как элемент уровня технорода может быть подразделена на три техновида. Каждый из техновидов содержит агрегаты, приспособленные выполнять свои функции в различных технологических условиях. Во-первых, можно выделить группу агрегатов, подающих материалы в печь, во-вторых, можно выделить группу агрегатов, перерабатывающих материалы в печи, в-третьих, выделим группу, в которой агрегаты работают с продуктами. Элементы, которые вошли в техновид, аналогичным образом делятся на три разные группы, в каждую из которых входят близкие по условиям функционирования и по свойствам агрегаты. Выполненная вышеописанным образом классификация позволяет определить необходимую надежность количества агрегатов каждой группы, что позволяет обеспечить надежность всей технологической линии.

1 –установка для сушки и разогрева стальковшей; 2-ДСП №2; 3-ДСП №1;4-ЭМК г/п 20/5; 5-мульдозавалочная машина; 6- кран мульдо-магнитный; 7-кран мостовой №4; 8-кран мостовой №2; 9-кран литейный г/п 210-63/20т; 10-скраповоз №1; 11-скраповоз №2; 12-кран литейный г/п 180-63/20т; 13-стенд для сушки и разогрева стальковшей; 14-стенд поворотный; 15- кран мульдо-магнитный; 16- кран мульдо-магнитный; 17-сталевоз №5; 18- кран литейный г/п 180-63/20т; 19-скраповоз №3; 20 – ЭМК 20/5т; 21 – дымовая труба; 22 – газоочистка печей; 23 – АКП №1; 24 – АКП № 2.

Рисунок 23 – План электропечного отделения

При уточнении процесса декомпозиции линии производства стали, как технической единицы, является технородом и ее декомпозиция является техновидом. Для того, чтобы рассмотреть процесс формирования устойчиво функционирующих агрегатов линии производства стали, будет достаточно выполнить декомпозицию ее элементов, начиная с уровня техновидов и ниже.

Процесс разделения линии на ее составляющие на основе теории формирования сложных технических систем может быть выполнен следующим образом: разбиваем линию производства стали на три группы агрегатов; первая группа агрегатов, подающих материалы в печь: скраповоз,

литейный кран, конвейер шихтоподачи; вторая группа агрегатов, перерабатывающих материалы в печи: НАС, кислородные технологии BSЕ, механиз подъема свода печи, электрододержатели с трансформатором; третья группа агрегатов, работающих с продуктами: АКП, газоочистка, сталевоз,

газоотводящий тракт, подъемно-поворотный стенд, литейный кран, шлаковоз.

Рисунок 24 – Декомпозиция ЭСПЦ

2.2 Подбор статистического материала

Для определения количественных характеристик надежности агрегатов печного отделения ЭСПЦ были собраны статистические данные об отказах и времени ремонта оборудования. Информация собрана на базе ЭСПЦ ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» за период с 2008 год по 2012 год. Данные обработаны программой «STATISTICA 6». Результатом обработки являются гистограммы времени работы агрегатов и гистограммы времени ремонта агрегатов, входящих в рассматриваемый участок цеха.

Данные об отказах и времени ремонта были собраны на следующие агрегаты печного отделения ЭСПЦ:

Группа агрегатов, подающих материалы в печь:

- скраповоз;

- литейный кран;

- конвейер шихтоподачи.

Группа агрегатов, перерабатывающих материалы в печи:

-НАС;

-кислородные технологии BSЕ;

- печь, механизм подъема портала;

-электрододержатели с трансформатором.

Группа агрегатов, работающих с продуктами:

- АКП;

-газоочистка;

- сталевоз;

-газоотводящий тракт;

-подъемно-поворотный стенд;

- литейный кран;

-шлаковоз.

Пример статистических данных об отказах и времени ремонта АКП представлен ниже в таблице

Таблица -2. Статистика работоспособности АКП

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Рисунок 25 - Распределение времени работы АКП

Таблица –3.Статистика отказов и простоев АКП

Продолжение таблицы 3

Продолжение таблицы 3

Рисунок 26 - Распределение продолжительности простоев АКП

При анализе и расчетах надежности одной из необходимых операций является установление на основании статистических данных закона распределения вероятностей наработки объекта до отказа или других случайных величин — времени восстановления, числа отказов за некоторый период эксплуатации, срока службы и других. При расчетах надежности металлургического оборудования в основном используются следующие законы распределения: экспоненциальный, Вейбулла, нормальный и гамма. При установлении закона распределения учитывают в основном два фактора: форму теоретической кривой плотности распределения и природу отказов.

Из выше сказанного с учетом критерия Колмогорова-Смирнова выбираем нормальный закон распределения (чем меньше критерий Колмогорова-Смирнова тем более подходит закон), все данные сведены в таблицу.

Таблица 4 – Критерий Колмогорова-Смирнова и распределение статистики

Продолжение таблицы 4

Определив закон распределения, необходимо перейти от представления статистических данных к теории вероятности формирования сложных технических систем, из чего получаем математическое ожидание и дисперсию сроков службы каждой машины, данные сведены в таблицу.

Таблица – 5.Математическое ожидание и дисперсия

Продолжение таблицы 5

Основываясь на данных таблицы, строим графики математического ожидания и дисперсии.

Рисунок 27 – Математическое ожидание каждого агрегата

Δµ =591 –величина разброса математического ожидания

Рисунок 28 - Дисперсия каждого агрегата

Δσ=606 – величина разброса дисперсии

Поиск по сайту: