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產(chǎn)品常識(shí)

廣西供水設(shè)備的設(shè)計(jì)與最佳配置

瀏覽次數(shù)： 時(shí)間：2017-12-08

為適應(yīng)消防、生產(chǎn)和生活需要，人們對(duì)廣西供水設(shè)備系統(tǒng)的可靠性提出了越來(lái)越高的要求。在確定供水系統(tǒng)組件(設(shè)備或管道)的數(shù)量和規(guī)格及配置方式時(shí)，既要考慮對(duì)可靠性的總體要求，又要遵守最小費(fèi)用原則；另一方面，當(dāng)預(yù)算費(fèi)用給定時(shí)，又要求我們?cè)O(shè)計(jì)出最可靠的配置方案。定量地分析研究這一過(guò)程將會(huì)使廣西供水設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算更科學(xué)、更合理。
1 對(duì)供水子系統(tǒng)可靠性的要求
可靠性是指廣西供水設(shè)備系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間(t)不發(fā)生故障的可能性(概率)，通常用可靠度R(t)作為它的量化指標(biāo)。有時(shí)用在單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)發(fā)生故障的平均次數(shù)(λ)表示系統(tǒng)的可靠性。組件有效工作期內(nèi)故障率λ是一個(gè)常數(shù)，它與可靠度的關(guān)系為：廣西供水設(shè)備
R(t)＝e-λt (1)
供水系統(tǒng)是由水源、取水和凈水構(gòu)筑物、加壓泵站和輸水管線等許多子系統(tǒng)組成的，若以R( t)代表總系統(tǒng)的可靠度，n代表子系統(tǒng)的總數(shù)，R1、R2、…、Rn分別代表各子系統(tǒng)的可靠度，則有：
R(t)＝R1R2…Rn (2)
由此可見(jiàn)，任一子系統(tǒng)可靠性的明顯降低都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)可靠性的顯著下降。為避免這種情況，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使各子系統(tǒng)的可靠度相等(換句話說(shuō)，就是要盡可能使各子系統(tǒng)發(fā)生故障的平均時(shí)間間隔相等)。根據(jù)工程的需要，各子系統(tǒng)的可靠度可以有一定的差別，但其乘積必須滿足總可靠度的要求。在計(jì)算子系統(tǒng)的可靠度時(shí)，首先要考慮工程上的各種特殊情況，例如當(dāng)水源只有一個(gè)時(shí)，水源系統(tǒng)的可靠度就很難改變，就不能按式(2)確定或作為計(jì)算的基礎(chǔ)。假定R1、R2…、Rk因特殊原因在設(shè)計(jì)時(shí)不能改變或不必改變，其他子系統(tǒng)的可靠度Rk+1、Rk+2、…、Rn顯然應(yīng)滿足系統(tǒng)總可靠度的要求，所以：
廣西供水設(shè)備   無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備   無(wú)塔供水設(shè)備   變頻供水設(shè)備
顯然特殊子系統(tǒng)因在設(shè)計(jì)時(shí)不能改變，所以其費(fèi)用也是一個(gè)固定數(shù)，只要可變更的子系統(tǒng)取得最小費(fèi)用時(shí)，總系統(tǒng)必定取得最小費(fèi)用。
2 單個(gè)子系統(tǒng)各參數(shù)的初步計(jì)算
設(shè)子系統(tǒng)是由m個(gè)組件并聯(lián)構(gòu)成(此處是指物理意義上的并聯(lián))，并且假定同類組件的可靠度都相等，則可按組件的可靠度(r)推算子系統(tǒng)的可靠度(R)。
當(dāng)所有組件同時(shí)工作才能滿足總流量要求(即無(wú)儲(chǔ)備組件)時(shí)，根據(jù)概率的乘法原理：
R＝rm (6)
為提高系統(tǒng)的可靠度有時(shí)必須儲(chǔ)備1個(gè)或多個(gè)組件，它既可以顯著提高可靠度又不至于使組 件 的購(gòu)置費(fèi)用增加太多。當(dāng)有(m-1)個(gè)組件同時(shí)工作能夠滿足總流量要求，另有1個(gè)組件備用時(shí)，根據(jù)全概率定理，供水系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠度的計(jì)算公式為：
R＝mrm-1-(m-1)rm (7)
式(6)、(7)是計(jì)算子系統(tǒng)可靠度的基本公式。
當(dāng)總系統(tǒng)要求的流量為Q，對(duì)于無(wú)儲(chǔ)備的子系統(tǒng)，單個(gè)組件的流量q′必須滿足下式：
q′≥Q/m (8)
對(duì)于儲(chǔ)備1個(gè)組件的子系統(tǒng)，單個(gè)組件的流量必須滿足下式：
q′≥Q/(m-1) (9)
組件的流量是按照組件的規(guī)格系列有級(jí)排列的，因此應(yīng)在其規(guī)格系列中取滿足式(8)、(9)的 最小值作為組件流量的設(shè)計(jì)值q，并且相應(yīng)于該流量的組件規(guī)格S也隨之確定下來(lái)，同時(shí)還可以根據(jù)組件的價(jià)格表確定該規(guī)格組件的價(jià)格c，再由此推算出該子系統(tǒng)的價(jià)格C為：
C＝mc (10)
綜上所述，只要給定組件數(shù)量m和配置方式，就可以確定該子系統(tǒng)組件的流量q、組件規(guī)格S 及該子系統(tǒng)的可靠度R和價(jià)格C。至于m可能的取值范圍，m顯然是正整數(shù)，m值越大，不論子系統(tǒng)有無(wú)儲(chǔ)備，可靠度都會(huì)越來(lái)越小。m值還須滿足式(6)、(7)的要求，因此必定存在一個(gè) 最大值M，它就是組件數(shù)m的最大值。在供水系統(tǒng)中，同一子系統(tǒng)的組件數(shù)超過(guò)5的情況是極少見(jiàn)的。組件數(shù)m越小，子系統(tǒng)的可靠度就越大，但是子系統(tǒng)的價(jià)格卻有可能增加，例如2個(gè)大組件可能比3個(gè)小組件更昂貴。
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