Оценка надежности и технических рисков при эксплуатации теплотехнических агрегатов

Н. М. Арипова; А. С. Никифоров; А. М. Парамонов; Е. В. Приходько; А. К. Кинжибекова; А. Е. Карманов

doi:10.17073/1683-4518-2023-4-44-53

Оценка надежности и технических рисков при эксплуатации теплотехнических агрегатов

Н. М. Арипова, А. С. Никифоров, А. М. Парамонов, Е. В. Приходько, А. К. Кинжибекова, А. Е. Карманов

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-4-44-53

Полный текст:

Аннотация

Приведен способ оценки технических рисков, возникающих при работе теплотехнических агрегатов. Оценка рисков производится на основе данных об остаточном ресурсе футеровки агрегата и оценки степени тяжести последствий аварии. Для получения первичных данных при оценке остаточного ресурса применяется приборный метод, который позволяет вести непрерывный мониторинг теплового состояния футеровки. При этом определяющий фактор разрушения ― термомеханические напряжения, превышающие предел прочности материала, которые рассчитываются по разработанной схеме на основе численных методов.

Ключ. слова

надежность, риск аварии, футеровка агрегата, остаточный ресурс футеровки,

Об авторах

Н. М. Арипова

Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет»
Казахстан

Н. М. Арипова

г. Павлодар

А. С. Никифоров

Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет»
Казахстан

А. С. Никифоров, д. т. н.

г. Павлодар

А. М. Парамонов

ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет»
Россия

А. М. Парамонов, д. т. н.

г. Омск

Е. В. Приходько

Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет»
Казахстан

Е. В. Приходько, к. т. н.

г. Павлодар

А. К. Кинжибекова

Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет»
Казахстан

А. К. Кинжибекова, к. т. н.

г. Павлодар

А. Е. Карманов

Некоммерческое акционерное общество «Торайгыров университет»
Казахстан

А. Е. Карманов, доктор PhD

г. Павлодар

Список литературы

1. Aminov, R. Z. Optimization of the operating conditions of gas-turbine power stations considering the effect of equipment deterioration / R. Z. Aminov, A. I. Kozhevnikov // Therm. Eng. ― 2017. ― Vol. 64. ― P. 715‒722. https://doi.org/10.1134/S0040601517100019.

2. Volkov, M. Existing models residual life assessment of structures and their comparative analysis / M. Volkov, A. Kibkalo, A. Vodolagina, V. Murgul // Procedia Engineering. ― 2016. ― Vol. 165. ― P. 1801‒1805. doi: 10.1016/j.proeng.2016.11.925.

3. Lapaev, I. I. Lining of the rotary kilns for petroleum coke calcination / I. I. Lapaev, V. V. Sorokin, S. E. Goloskin, A. V. Orlov // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, No 1. ― P. 1‒5. https://doi.org/10.1007/s11148-019-00299-w. Лапаев, И. И. О футеровке вращающихся печей для прокаливания нефтяного кокса / И. И. Лапаев, В. В. Сорокин, С. Е. Голоскин, А. В. Орлов // Новые огнеупоры. ― 2019. ― No 1. ― С. 3‒7. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-1-3-7.

4. Sinelnikov, V. O. Study of the phase and mineralogical properties of converter slag during splashing to improve lining resistance / V. O. Sinelnikov, D. Kalisz, R. D. Kuzemko // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59, No 4. ― P. 403‒409. https://doi.org/10.1007/s11148-018-0244-y. Синельников, В. О. Исследование фазово-минералогических свойств конвертерного шлака при его разбрызгивании с целью повышения стойкости футеровки / В. О. Синельников, Д. Калиш, Р. Д. Куземко / Новые огнеупоры. ― 2018. ― No 8. ― C. 36‒42. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-8-36-42.

5. Akishev, A. K. Effect of refractory thermal stresses and parameters on development of the internal temperature field / A. K. Akishev, S. M. Fomenko, S. Tolendiuly // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 60, No 6. ― P. 561‒565. https://doi.org/10.1007/s11148-020-00407-1. Акишев, А. Х. Влияние термонапряжений и параметров огнеупорных конструкций на формирование в них температурного поля / А. Х. Акишев, С. М. Фоменко, С. Толендиулы // Новые огнеупоры. ― 2019. ― No 11. ― С. 34‒38. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-11-34-38.

6. Smirnov, A. N. Rotary furnace for comparative evaluation of heating unit refractory object erosion resistance / A. N. Smirnov, G. G. Nemsadze, K. N. Sharandin [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59, No 2. ― P. 227‒230. https://doi.org/10.1007/s11148-018-0211-7. Смирнов, А. Н. Роторная печь для сравнительной оценки эрозионной стойкости огнеупорных изделий тепловых агрегатов / А. Н. Смирнов, Г. Г. Немсадзе, К. Н. Шарандин [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2018. ― No 4. ― С. 145‒148. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-4-145-148.

7. Istadi, I. Improved cooler design of electric arc furnace refractory in mining industry using thermal analysis modeling and simulation / I. Istadi, Y. Bindar // Appl. Therm. Eng. ― 2014. ― Vol. 73, No 1. ― P. 1129‒1140. doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.08.070.

8. Kang, J. Remaining useful life prediction of cylinder liner based on nonlinear degradation model / J. Kang, Y. Lu, B. Zhao [et al.] // Eksploatacja i Niezawodnosc ‒Maintenance and Reliability. ― 2022. ― Vol. 24, No 1. ― Р. 62‒69. http://doi.org/10.17531/ein.2022.1.8.

9. León, J. X. Structural damage classification using machine learning algorithms and performance measures / J. X. León, W. A. Munoz, M. Anaya [et al.] // Structural health monitoring ― an international journal. ― 2019. DOI : 10.12783/shm2019/32254.

10. Okrajni, J. Thermo-mechanical fatigue conditions of power plant components / J. Okrajni // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. ― 2009. ― Vol. 33, No 1. ― P. 53‒61. doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.224.87.

11. Gordon, Y. Diagnostics of blast-furnace linings /Y. Gordon, A. Sadri, K. Mironov, N. Spirin // Steel in Translation. ― 2017. ― Vol. 47. ― P. 517‒522. DOI: 10.3103/S0967091217080058.

12. Dombek, G. Thermal properties of natural ester and low viscosity natural ester in the aspect of the reliable operation of the transformer cooling system / G. Dombek, Z. Nadolny, A. Marcinkowska // Eksploatacja I Niezawodnosc ‒ Maintenance and Reliability. ― 2019. ― Vol. 21, No 3. ― P. 384‒391. http://dx.doi.org/10.17531/ein.2019.3.4.

13. Ge, Y. A novel approach for measuring the thickness of refractory of metallurgical vessels / Y. Ge, Y. Li, H. Wei [et al.] // Materials (Basel). ― 2020. ― Vol. 13 (24). ―Article No 5645. DOI: 10.3390/ma13245645.

14. Sadri, Afshin. Monitoring and control of refractory wear for intensive operation of blast furnace / Afshin Sadri, S. Filatov, I. Kurunov [et al.] // 71th ABM Annual Congress, Rio de Janeiro, 2016. ― P. 191‒201. DOI : 10.5151/1516-392X-27550.

15. Leon-Medina, J. X. Temperature rediction using multivariate time series deep learning in the lining of an electric arc furnace for ferronickel production / J. X. Leon-Medina, J. Camacho, C. Gutierrez-Osorio [et al.] // Sensors. ― 2021. ― Vol. 21. ― Article 6894. https://doi.org/10.3390/s21206894.

16. Iffat, U. New digital services for manufacturing industry using analytics: the case of blast furnace thermal regulation / U. Iffat, S. Bhatia, A. Tantar [et al.] // 2018 IEEE 20th Conference on Business Informatics (CBI), 2018. ― P. 89‒91. DOI: 10.1109/CBI.2018.10050.

17. Yuan, F. Development of an improved CBR model for predicting steel temperature in ladle furnace refining / F. Yuan, Aj. Xu, Mq. Gu // Int. J. Miner. Metall. Mater. ―2021. ― Vol. 28. ― P. 1321—1331. https://doi.org/10.1007/s12613-020-2234-6.

18. Parvizsedghy, R. Consequence modeling of hazardous accidents in a supercritical biodiesel plant / R. Parvizsedghy, S. M. Sadrameli // Appl. Therm. Eng. ― 2014. ― Vol. 66, No 1/2. ― P. 282‒289. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.02.029.

19. Choi, J.-Y. HAZOP methodology based on the health, safety, and environment engineering / J.-Y. Choi, S.-H. Byeon // International Journal of Environmental Research and Public Health. ― 2020. ― Vol. 17, No 9. ―Article 3236. https://doi.org/10.3390/ijerph17093236.

20. Azrah, K. Identification and assessment of hazard in the refractory brick production Company of Gonabad, Iran, using the hazard and operability technique / K. Azrah, Z. Jamali, A. Jari // Journal of Occupational Health and Epidemiology. ― 2014. ― No 3. ― Р. 7‒16. 10.18869/acadpub.johe.3.1.7.

21. Du, Bao-Cun. Analysis of thermal stress and fatigue fracture for the solar tower molten salt receiver / Bao-Cun Du, Ya-Ling He, Zhang-Jing Zheng, Ze-Dong Cheng //Appl. Therm. Eng. ― 2016. http://dx.doi.org/doi: 10.1016/j.applthermaleng.2016.01.101.

22. Schmitt, N. Damage of monolithic refractory linings in steel ladles during drying / N. Schmitt, Y. Berthaud, J. F. Hernandez // Br. Ceram. Trans. ― 2004. ― Vol. 103, No 3. ― Р. 121‒133. DOI: 10.1179/096797804225012873.

23. Prikhod’ko, E. V. Analysis of methods for heating the lining of high-temperature units / E. V. Prikhod’ko // Refract. Ind. Ceram. ― 2021. ― Vol. 62, No 4. ― Р. 463‒466. DOI: 10.1007/s11148-021-00625-1. Приходько, Е. В. Анализ способов разогрева футеровки высокотемпературных агрегатов / Е. В. Приходько // Новые огнеупоры. ― 2021. ― No 8. ― С. 40‒44. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-8-40-44.

24. Nikiforov, A. S. Thermal stresses generated in the lining of a steel ladle / A. S. Nikiforov, E. V. Prikhod’ko // Refract. Ind. Ceram. ― 2005. ― Vol. 46, No 5. ― P. 360‒363. DOI: 10.1007/s11148-020-00386-3. Никифоров, А. С. Исследование термических напряжений в футеровке сталеразливочного ковша /А. С. Никифоров, Е. В. Приходько // Новые огнеупоры. ― 2005. ― No 10. ― С. 84‒87.

25. Pérez, I. Post-mortem study of magnesia–chromite refractory used in a submerged arc furnace in the copper-making process / I. Pérez, I. Moreno-Ventas, R. Parra, G. Ríos // JOM 70. ― 2018. ― P. 2435‒2442. https://doi.org/10.1007/s11837-018-3090-y.

26. Nikiforov, A. S. Investigation of the ultimate strength of periclase-carbon refractory materials and analysis of their high temperature strength / A. S. Nikiforov, E. V. Prikhod’ko, A. K. Kinzhibekova, A. E. Karmanov // Glass and Ceramics. ― 2014. ― Vol. 71, No 3/4. ― P. 137, 138.

27. Nikiforov, A. S. Investigation of the dependence of refractory thermal conductivity on impregnation with a corrosive medium / A. S. Nikiforov, E. V. Prikhod’ko, A. K. Kinzhibekova, A. E. Karmanov // Refract. Ind. Ceram. ―2020. ― Vol. 60, No 5. ― P. 463‒467. January, 2020. DOI: 10.1007/s11148-020-00386-3. Никифоров, А. С. Исследование зависимости теплопроводности огнеупоров от их пропитки агрессивной средой / А. С. Никифоров, Е. В. Приходько, А. К. Кинжибекова, А. Е. Карманов // Новые огнеупоры. ―2019. ― No 9. ― С. 50‒54. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-9-50-54.

28. Hadjiski, М. An intelligent model predictive control-based strategy for plantwide optimization of degrading plants / M. Hadjiski, A. Grancharova, V. Petrova, K. Boshnakov // 2016 IEEE 8th International Conference on Intelligent Systems (IS), 2016. ― Р. 388‒393. DOI: 10.1109/IS.2016.7737450.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Арипова Н.М., Никифоров А.С., Парамонов А.М., Приходько Е.В., Кинжибекова А.К., Карманов А.Е. Оценка надежности и технических рисков при эксплуатации теплотехнических агрегатов. Новые огнеупоры. 2023;(4):44-53. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-4-44-53

For citation: Aripova N.M., Nikiforov A.S., Paramonov A.M., Prikhod’ko A.M., Kinzhibekova A.K., Karmanov A.E. Assessment of reliability and technical risks in the operation of heat engineering units. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(4):44-53. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-4-44-53

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль