れ电工程技术201年第4(0卷第11
研究与开
船用辅锅炉的可靠性分析
王兴福
集美大学轮机工程学院,福建厦门361021)
摘要:船用锅炉是远洋运输船舶必备的辅助设备,主要用途是供应船舶燃油加热系统和日常生活所需的蒸汽。采用元器件计数
法对某船用锅が的前期设计进行了可性预计,并对锅炉整个结构设计进行了可常性分析。
关键词:船用锅炉;可靠性;元件计数法
中图分类号:TK22
文就标识码:A
文章编号:1009-9492(2011)11-0079-03
Reliability Analysis of Marine Auxiliary Boiler
WANG Xing-fu
(Jimei University, Marine Engineering College, Xiamen 361021, China
Abstract: Marine auxiliary boiler is a necessary equipment for ocean transportation. Its main purpose is to supply steam for ship fuel
ng s stem and daily life. In this article, the compnents count method had been used for reliability analysis in the early period of the
boiler design. And reliability analysis for the whole structure design of the boiler has been processed
Key words: marine boiler; reliability; component count method
锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。在柴油机2
船用辅锅炉控制装置可靠性预计
动力装置的船舶上,锅炉产生的蒸汽主要用于加
可靠性预计的常见方法有:评分预计法(专
热燃油、滑油、工作水、驱动辅机及提供各种生家评分法),相似产品法,元件计数法和应力分析
活用汽,这种锅炉称为辅锅炉。
法。元件计数法主要在方案论证及初步设计阶段
1锅炉系统的构成
中使用。它的优点在于:不必详细地了解每个元
船用辅锅炉系统包括锅炉本体、检测装置
器件的应力及它们之间的逻辑关系,而只需知道
控制装置、执行机构。控制装置保证整个锅炉安设备或系统的工作环境、元器件的种类和数量以
全可靠地运行。在锅炉工作过程中应进行监测、及元器件的质量等级就可进行快速的估算系统或
报警、控制。除此以外,为保证锅炉运行的安全,设备的失效率。本文运用元件计数法来对辅锅炉
应对锅炉水位、汽压等重要参数进行监测及超限控制装置进行可靠性预计。该方法预计的基础是
报警处理,确保水位和汽压有多重保护,避免系统中所有元器件的失效率2]。所需信息是
锅炉发生重大事故。
1)元器件质量等级;
图1为某船用锅炉电气控制图。整个锅炉
(2)通用元器件的种类与数量;
系统的控制可分成四部分,即燃烧控制、压力
(3)设备环境。
自动控制、水位自动控制以及安全保护。燃烧
其失效率的计算公式为
控制部分控制的是和点火、燃烧、熄火相关的
aa
整个程序,包括点火前风机起动进行的预扫气,
式(1)中
油泵的启动和和风门、油门控制,点火过程,
As一系统总的失效率,10%h;
还有对点火失败、熄火、水位低、重油温度过
M一第种元器件的数量
低等非正常情况的报警及自动保护措施1。
Ac一第i种元器件的通用失效率;
收稿日期:2011-08-03
研究与开发
机电エ望技木20)11年第4()卷第11期
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延时≤时间电定?下
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图1某船用辅锅炉电气控制图
To一第种元器件的通用质量系数
由上述可得如下结果。
nー一设备所用元器件的种类数目。
锅炉控制装置总的失效率为:
预测中元器件的失效率数据和模型来源于中
入设各=0.0723994(10h)。
华人民共和国军用标准GJB/Z299C-2006《电子
平均无故障工作时间为
设备可靠性预计手册》。预测结果如表1所示。环
MTBF设备=1/A备≈138123h≈192个月。
境N2指舰船普通舱内(所谓普通指能防风雨的3锅炉整体结构可靠性分析
普通舰船舱内,常有较强烈的振动和冲击,如水
根据船用辅锅炉的技术要求和使用的环境条
面船舱内或甲板以下的环境)。
件,其相应的整体结构可靠性分析的内容包括如
表1可靠性预计表(环境N2}
下几个部分。
3.1抗振设计
设备名称:船用辅锅炉
船用锅炉由于其海上工作环境的特殊性,长
预测依据
预测结果
期处于颠簸状态,这就需要对其整机结构采取一
元器件类型NToんe(10hn)N(oAo)(10%h)
定的抗振措施,以防止设备出现船上最大激振频
电組
1.0
0.00068
0.000020
电容
1.0
0.0016
0.0000]6
率引起过大的放大作用。目前,一般从以下几方
二极管
0.0059
0.000059
面进行设计:
熔断器121.00.005
0.0006
(1)合理选择布置结构尺寸和支承的方法
开关
51.0
0.022
0.001
提高印制板的刚性;
功率变压器
10
0.0292
继电器
2)提高各部分之间的连接刚度
1.0
0.5535
0.06642
电机
1.0
0.072
0.0036
3)设备内各质量块的合理布置,尽量使其
设备总体41
A=0.072394
重心处于中间位置。
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