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      0771-3108828
      
            
      
        
      
    
      
    
      
        
      
            
        
      
    
      

      



      
	
	
	

      


      
	
      
		
      
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      廣西供水設備的設計與最佳配置
      
							
      
								瀏覽次數：
								時間：2017-12-08
							
      
						
      
						
      
							為適應消防、生產和生活需要，人們對廣西供水設備系統的可靠性提出了越來越高的要求。在確定供水系統組件(設備或管道)的數量和規格及配置方式時，既要考慮對可靠性的總體要求，又要遵守最小費用原則；另一方面，當預算費用給定時，又要求我們設計出最可靠的配置方案。定量地分析研究這一過程將會使廣西供水設備系統的設計與計算更科學、更合理。
      
1 對供水子系統可靠性的要求
      
可靠性是指廣西供水設備系統連續運轉一定時間(t)不發生故障的可能性(概率)，通常用可靠度R(t)作為它的量化指標。有時用在單位時間內系統發生故障的平均次數(λ)表示系統的可靠性。組件有效工作期內故障率λ是一個常數，它與可靠度的關系為：廣西供水設備
      
R(t)＝e-λt (1)
      
供水系統是由水源、取水和凈水構筑物、加壓泵站和輸水管線等許多子系統組成的，若以R( t)代表總系統的可靠度，n代表子系統的總數，R1、R2、…、Rn分別代表各子系統的可靠度，則有：
      
R(t)＝R1R2…Rn (2)
      
由此可見，任一子系統可靠性的明顯降低都會導致整個系統可靠性的顯著下降。為避免這種情況，在設計時應盡可能使各子系統的可靠度相等(換句話說，就是要盡可能使各子系統發生故障的平均時間間隔相等)。根據工程的需要，各子系統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。在計算子系統的可靠度時，首先要考慮工程上的各種特殊情況，例如當水源只有一個時，水源系統的可靠度就很難改變，就不能按式(2)確定或作為計算的基礎。假定R1、R2…、Rk因特殊原因在設計時不能改變或不必改變，其他子系統的可靠度Rk+1、Rk+2、…、Rn顯然應滿足系統總可靠度的要求，所以：
      
廣西供水設備   無負壓供水設備   無塔供水設備   變頻供水設備
      
顯然特殊子系統因在設計時不能改變，所以其費用也是一個固定數，只要可變更的子系統取得最小費用時，總系統必定取得最小費用。
      
2 單個子系統各參數的初步計算
      
設子系統是由m個組件并聯構成(此處是指物理意義上的并聯)，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)推算子系統的可靠度(R)。
      
當所有組件同時工作才能滿足總流量要求(即無儲備組件)時，根據概率的乘法原理：
      
R＝rm (6)
      
為提高系統的可靠度有時必須儲備1個或多個組件，它既可以顯著提高可靠度又不至于使組 件 的購置費用增加太多。當有(m-1)個組件同時工作能夠滿足總流量要求，另有1個組件備用時，根據全概率定理，供水系統的子系統可靠度的計算公式為：
      
R＝mrm-1-(m-1)rm (7)
      
式(6)、(7)是計算子系統可靠度的基本公式。
      
當總系統要求的流量為Q，對于無儲備的子系統，單個組件的流量q′必須滿足下式：
      
q′≥Q/m (8)
      
對于儲備1個組件的子系統，單個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格系列有級排列的，因此應在其規格系列中取滿足式(8)、(9)的 最小值作為組件流量的設計值q，并且相應于該流量的組件規格S也隨之確定下來，同時還可以根據組件的價格表確定該規格組件的價格c，再由此推算出該子系統的價格C為：
      
C＝mc (10)
      
綜上所述，只要給定組件數量m和配置方式，就可以確定該子系統組件的流量q、組件規格S 及該子系統的可靠度R和價格C。至于m可能的取值范圍，m顯然是正整數，m值越大，不論子系統有無儲備，可靠度都會越來越小。m值還須滿足式(6)、(7)的要求，因此必定存在一個 最大值M，它就是組件數m的最大值。在供水系統中，同一子系統的組件數超過5的情況是極少見的。組件數m越小，子系統的可靠度就越大，但是子系統的價格卻有可能增加，例如2個大組件可能比3個小組件更昂貴。
      

      
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