Игорь Р. Байков - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Промышленная теплоэнергетика», факультет трубопроводного транспорта
Сергей В. Китаев - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Транспорт и хранение нефти и газа», факультет трубопроводного транспорта
Sergey V. Kitaev, Doctor of Engineering - Senior Lecturer, Professor of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Faculty of Pipeline Transport
Ольга В. Смородова - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика», факультет трубопроводного транспорта
Olga V. Smorodova - Candidate of Engineering, Associate Professor, Senior Lecturer of the Department of Industrial Thermal Power Engineering, Faculty of Pipeline Transport
Работа посвящена совершенствованию методов оценки одной из важнейших эксплуатационных характеристик газоперекачивающего агрегата (ГПА) – его надежности – в условиях снижения загрузки магистральных газопроводов. В настоящее время надежность агрегатов характеризуется комплексом параметров, основанных на определении времени нахождения агрегата в том или ином эксплуатационном состоянии. Представлены основные результаты исследования коэффициентов надежности для ГПА-Ц-18 в количестве 41 агрегат, эксплуатируемых на многоцеховых компрессорных станциях (КС) одного из Дочерних Обществ ПАО «Газпром». Приведены установленные в процессе исследований коэффициенты надежности – коэффициент технического состояния, коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности. Выполнено структурирование ГПА по группам в зависимости от значений коэффициентов. Рассмотрена возможность применения интегральных показателей для анализа уровня надежности ГПА в группах. Предложено использованиедоверительных интервалов для идентификацииинтегрального уровня надежности эксплуатируемого парка ГПА и определения направлений для поддержания работоспособности агрегатов в условиях сниженной загрузки магистральных газопроводов. Для обобщенной оценки уровня надежности ГПА по группам предложен показатель Джини.Показано, что преимущество показателя Джини перед средним значением показателей надежности заключается в возможности учета рангов анализируемых признаков в группах. Графическая интерпретация результатов выполнена с помощью кривой Лоренца. В работе реализовано правило сигм, характеризующее вероятность попадания фактического значения коэффициента в доверительный интервал – границы прогноза (верхняя и нижняя), в которые с заданной вероятностью попадут фактические значения.Доверительные интервалы определены по виду распределения коэффициентов и σ–среднеквадратическому отклонению, в качестве примера приведена гистограммаинтервального ряда распределения коэффициента технического использования.Проверка гипотезы о виде закона распределения на уровне значимости 0,95 показала, что распределение коэффициентов является нормальным. Методом моментов было установлено математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение для распределения значений коэффициентов надежности каждого вида.Исключение из массива первичной информации всех резко выпадающих ГПА по уровню факторного признака произведено по правилу «сигм». При этом исключены все агрегаты, у которых значение признака-фактора не попадает в интервал. По правилу «трех сигм» в доверительный интервал (µ±3σ) не попали 3 ГПА по коэффициенту технического использования, 2 ГПА по коэффициенту готовности. Проведенный анализ причин низких значений коэффициентов надежности указанных ГПАпоказал, что агрегаты длительно находились в ремонте. В работе приведены сводные данные по максимально допустимому значению показателей дифференциации Джини коэффициентов надежности (Кти, Кг, Ког) в зависимости от объема выборки (полная выборка агрегатов – 41 шт. и выборок с интервалом 1, 2, 3 «сигма»). При большем значении показателя Джини рекомендовано принимать меры к отдельным агрегатам для повышения уровня надежности эксплуатируемого фонда ГПА.
The paper is dedicated to the improvement of the evaluation methods of one of the most important operating characteristics of gas compression units (GCUs), i.e. dependability, under the conditions of decreasing pipeline utilization rate. Currently, the dependability of units is characterized by a set of parameters based on the identification of the time spent by a unit in certain operational state. The paper presents the primary findings regarding the dependability coefficients of GPA-Ts-18 units, 41 of which are operated in multi-yard compressor stations (CSs) of one of Gazprom’s subsidiaries. The dependability indicators (technical state coefficient, availability coefficient, operational availability coefficient) identified as part of the research are given as well. GCUs were classified into groups depending on the coefficient values. The feasibility of using integral indicators in the analysis of GCU groups’ dependability was examined. It was proposed to use confidence intervals for identification of the integral level of dependability of the operated GCU stock and the ways of maintaining the operability of units under the conditions of decreasing main gas pipeline utilization rate. The Gini index was suggested for the purpose of generalized estimation of GCU groups’ dependability. It is shown that the advantage of the Gini coefficient is that is allows taking into account the ranks of the analyzed features in groups. The graphic interpretation of the findings was executed with a Lorenz curve. The paper implements the sigma rule that characterizes the probability of the actual coefficient value being within the confidence interval, i.e. prediction limits (upper and lower), within which the actual values will fall with a given probability. The confidence intervals were identified by the type of coefficients distribution and a standard deviation, ć. A histogram of an interval range of technical utilization coefficient distribution is given as an example. Testing of the hypothesis of the distribution type at confidence level 0.95 showed that the distribution of coefficients is normal. Using the moment method, the mathematical expectation and mean square deviation for the distribution of the values of each type of dependability indicators were established. Using the sigma rule, all extreme outliers among the GCUs in terms of the level of factor attribute were excluded from the body of input data. All units whose factor attribute value does not fall in the interval were excluded. According to the three sigma rule, 3 and 2 GCUs did not fall in the confidence interval (µ±3σ) in terms of the utilization factor and availability factor respectively. The performed analysis of causes of low availability coefficients of the above GCUs showed that the systems had been long in maintenance. The paper sets forth summary data on the maximum allowable value of the Gini index of dependability coefficients (CTU, CA, COA) depending on the sample size (the complete sample of 41 units and samples with the interval of 1, 2, 3 sigma). In case of higher values of Gini index it is recommended to adopt measures to individual units in order to improve the dependability of the operated GCU stock.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.