1

Pompowanie na sieciach

Pompowanie na sieciach

wodociągowych, dobór pomp,

wodociągowych, dobór pomp,

sterowanie i automatyka

sterowanie i automatyka

2

Wiadomości wstępne

Wiadomości wstępne



Sieć wodociągowa-

Sieć wodociągowa-

to układ przewodów

to układ przewodów

wodociągowych znajdujących się poza

wodociągowych znajdujących się poza

budynkami odbiorców, zaopatrujących w

budynkami odbiorców, zaopatrujących w

wodę ludność lub zakłady produkcyjne.

wodę ludność lub zakłady produkcyjne.



Rodzaje układów sieci wodociągowej:

Rodzaje układów sieci wodociągowej:

sieć tranzytowa

sieć tranzytowa

to układ przewodów

to układ przewodów

transportujących wodę na znaczne odległości

transportujących wodę na znaczne odległości

(np. pomiędzy miejscowościami ) nie

(np. pomiędzy miejscowościami ) nie

posiadający przyłączy

posiadający przyłączy

sieć rozdzielcza

sieć rozdzielcza

to układ przewodów

to układ przewodów

doprowadzających wodę z głównej sieci

doprowadzających wodę z głównej sieci

(tranzytowej) do poszczególnych zabudowań w

(tranzytowej) do poszczególnych zabudowań w

danej miejscowości

danej miejscowości

3

sieć pierścieniowa

sieć pierścieniowa

(obwodowa, zamknięta), której

(obwodowa, zamknięta), której

przewody tworzą obwody zamknięte, sieć

przewody tworzą obwody zamknięte, sieć

pierścieniowa doprowadza wodę do odbiorców z

pierścieniowa doprowadza wodę do odbiorców z

dwóch stron

dwóch stron

sieć rozgałęzieniowa

sieć rozgałęzieniowa

(otwarta, końcówkowa), której

(otwarta, końcówkowa), której

przewody tworzą gałęzie nie łączące się w obwody,

przewody tworzą gałęzie nie łączące się w obwody,

sieć taka doprowadza wodę do odbiorców tylko z

sieć taka doprowadza wodę do odbiorców tylko z

jednej strony

jednej strony

układ mieszany

układ mieszany

to system, w którym część

to system, w którym część

przewodów istnieje w postaci obwodów

przewodów istnieje w postaci obwodów

zamkniętych, a pozostałe (zwykle położone na

zamkniętych, a pozostałe (zwykle położone na

skraju sieci) funkcjonują w układzie końcówkowym.

skraju sieci) funkcjonują w układzie końcówkowym.

4



Pompa

Pompa

- jest to urządzenie do transportowania cieczy

- jest to urządzenie do transportowania cieczy

z jednego poziomu na drugi, napędzana jest energią

z jednego poziomu na drugi, napędzana jest energią

mechaniczną. Energia przekazywana jest cieczy za

mechaniczną. Energia przekazywana jest cieczy za

pomocą organu roboczego, którym może być wirnik,

pomocą organu roboczego, którym może być wirnik,

tłok lub membrana. Działanie pompy polega na

tłok lub membrana. Działanie pompy polega na

wytwarzaniu różnicy ciśnień pomiędzy stroną ssawną

wytwarzaniu różnicy ciśnień pomiędzy stroną ssawną

(wlotem) i tłoczną (wylotem).

(wlotem) i tłoczną (wylotem).

Pompy wykorzystuje się nie tylko do poboru wody, ale

Pompy wykorzystuje się nie tylko do poboru wody, ale

również do podwyższania ciśnienia w instalacji,

również do podwyższania ciśnienia w instalacji,

zwłaszcza w budynkach wysokich. Dobór pompy

zwłaszcza w budynkach wysokich. Dobór pompy

powinien być dokonywany na podstawie

powinien być dokonywany na podstawie

przewidywanych warunków jej pracy (zużycia wody

przewidywanych warunków jej pracy (zużycia wody

oraz wysokości, na jaką woda będzie pompowana).

oraz wysokości, na jaką woda będzie pompowana).

5

Współpraca pomp z

Współpraca pomp z

siecią

siecią

Aby móc rozważać sposób włączenia pompy

Aby móc rozważać sposób włączenia pompy

lub pomp w układ pompowy należy wcześniej

lub pomp w układ pompowy należy wcześniej

określić charakter przepływu cieczy w

określić charakter przepływu cieczy w

przewodzie. Charakter przepływu w

przewodzie. Charakter przepływu w

przewodach zamkniętych o nie zmiennym

przewodach zamkniętych o nie zmiennym

przekroju określa jednoznacznie liczba

przekroju określa jednoznacznie liczba

Reynoldsa. Na charakter przepływu wpływ

Reynoldsa. Na charakter przepływu wpływ

mają również opory przepływu, wyrażone

mają również opory przepływu, wyrażone

funkcja liczby Reynoldsa. Funkcja ta nie jest

funkcja liczby Reynoldsa. Funkcja ta nie jest

stała i zależy od rodzaju ruchu , a ponadto

stała i zależy od rodzaju ruchu , a ponadto

przy ruchu burzliwym zależy od stanu

przy ruchu burzliwym zależy od stanu

wewnętrznej powierzchni rur.

wewnętrznej powierzchni rur.

6

Można wyróżnić trzy podstawowe

Można wyróżnić trzy podstawowe

charakterystyki pomp:

charakterystyki pomp:

Charakterystyka przepływu

Charakterystyka przepływu

- jest to zależność

- jest to zależność

wysokości podnoszenia od wydajności pompy,

wysokości podnoszenia od wydajności pompy,

może ona być stateczna bądź niestateczna.

może ona być stateczna bądź niestateczna.

*

*

Charakterystyka przepływu stateczna

Charakterystyka przepływu stateczna

jest

jest

krzywą stale opadającą i ma swoje max.

krzywą stale opadającą i ma swoje max.

wysokości podnoszenia przy Q=0.

wysokości podnoszenia przy Q=0.

7

*

*

Charakterystyka przepływu niestateczna

Charakterystyka przepływu niestateczna

ma

ma

swoje max. przy Q>0 i dla tej samej wartości

swoje max. przy Q>0 i dla tej samej wartości

podnoszenia może mieć różne wartości wydajności

podnoszenia może mieć różne wartości wydajności

8

Charakterystyka mocy

Charakterystyka mocy

jest to zależność poboru mocy mierzona na wale

jest to zależność poboru mocy mierzona na wale

pompy na który silnik przekazuje swoja energię, do wydajności

pompy na który silnik przekazuje swoja energię, do wydajności

pompy.

pompy.

Charakterystyka sprawności

Charakterystyka sprawności

jest to stosunek efektywnej mocy zużytej

jest to stosunek efektywnej mocy zużytej

na zmianę wartości parametrów pracy, do mocy pobranej przez

na zmianę wartości parametrów pracy, do mocy pobranej przez

pompę o zmiennej wydajności. Uwzględniana jest przede wszystkim w

pompę o zmiennej wydajności. Uwzględniana jest przede wszystkim w

przypadku dużych agregatów pompowych stosowanych na przykład w

przypadku dużych agregatów pompowych stosowanych na przykład w

instalacjach przemysłowych i budowlanych. Przy wyborze pompy

instalacjach przemysłowych i budowlanych. Przy wyborze pompy

duże znaczenie ma hydrauliczna charakterystyka sieci, określająca

duże znaczenie ma hydrauliczna charakterystyka sieci, określająca

zależność pomiędzy natężeniem przepływu cieczy w instalacji, a

zależność pomiędzy natężeniem przepływu cieczy w instalacji, a

ciśnieniem potrzebnym na pokonanie miejscowych i liniowych

ciśnieniem potrzebnym na pokonanie miejscowych i liniowych

oporów. Charakterystykę sieci można wyznaczyć na podstawie

oporów. Charakterystykę sieci można wyznaczyć na podstawie

projektu instalacji (rodzaju i średnicy rur w instalacji, przybliżonej

projektu instalacji (rodzaju i średnicy rur w instalacji, przybliżonej

liczby kolanek, zaworów oraz strat spowodowanych urządzeniami np.

liczby kolanek, zaworów oraz strat spowodowanych urządzeniami np.

do uzdatnienia wody) lub za pomocą pompy pomiarowej z

do uzdatnienia wody) lub za pomocą pompy pomiarowej z

wbudowanym manometrem różnicowym wskazującym zmiany

wbudowanym manometrem różnicowym wskazującym zmiany

ciśnienia w sieci.

ciśnienia w sieci.

9

Dobór pomp - krzywa pracy pompy

Dobór pomp - krzywa pracy pompy

i charakterystyka sieci

i charakterystyka sieci



Dobór pompy powinien być dokonywany na

Dobór pompy powinien być dokonywany na

podstawie przewidywanych warunków jej pracy

podstawie przewidywanych warunków jej pracy

(zużycia wody oraz wysokości, na jaką woda

(zużycia wody oraz wysokości, na jaką woda

będzie pompowana). Służą do tego krzywe

będzie pompowana). Służą do tego krzywe

charakterystyczne pompy, które opisują

charakterystyczne pompy, które opisują

parametry urządzenia i charakterystyka sieci.

parametry urządzenia i charakterystyka sieci.

10

Zużycie energii

Zużycie energii



W pompowych systemach zaopatrzenia w wodę

W pompowych systemach zaopatrzenia w wodę

koszty energii stają się istotnym składnikiem

koszty energii stają się istotnym składnikiem

ceny wody pitnej. W energochłonności

ceny wody pitnej. W energochłonności

produkowanej wody sumaryczne zużycie energii

produkowanej wody sumaryczne zużycie energii

elektrycznej na cele technologiczne stanowi 5-10

elektrycznej na cele technologiczne stanowi 5-10

%, natomiast na pompowanie 90-95 % zużycia

%, natomiast na pompowanie 90-95 % zużycia

całkowitego. Stąd wniosek, że w pompowych

całkowitego. Stąd wniosek, że w pompowych

systemach zaopatrzenia główną uwagę należy

systemach zaopatrzenia główną uwagę należy

skupić na energochłonności procesu

skupić na energochłonności procesu

pompowania. W zależności od liczby stopni

pompowania. W zależności od liczby stopni

pompowania i wysokości podnoszenia

pompowania i wysokości podnoszenia

energochłonność produkcji oraz dostawy wody

energochłonność produkcji oraz dostawy wody

wynosi przeciętnie 0,5-1,5 kWh/m3.

wynosi przeciętnie 0,5-1,5 kWh/m3.

11

Współczesne systemy pompowe

Współczesne systemy pompowe

w sieciach wodociągowych

w sieciach wodociągowych

12

Współczesne systemy pompowe

Współczesne systemy pompowe

w sieciach wodociągowych

w sieciach wodociągowych



Szeregowa współpraca

Szeregowa współpraca

pomp – jest stosowana

pomp – jest stosowana

w celu podwyższenia

w celu podwyższenia

ciśnienia w układach o

ciśnienia w układach o

długich rurociągach

długich rurociągach

(układach

(układach

wodociągowych) co

wodociągowych) co

powoduje możliwość

powoduje możliwość

zwiększenia wysokości

zwiększenia wysokości

podnoszenia cieczy.

podnoszenia cieczy.

13



Równoległa

Równoległa

współpraca pomp –

współpraca pomp –

jest stosowana w

jest stosowana w

celu zwiększenia

celu zwiększenia

wydajności Q

wydajności Q

przetłaczania

przetłaczania

dużych ilości

dużych ilości

cieczy

cieczy

14

Nowoczesne pompy stosowane

Nowoczesne pompy stosowane

w systemach wodociągowych

w systemach wodociągowych

Samozasysająca pompa

Samozasysająca pompa

wirowa krążeniowa.

wirowa krążeniowa.

Służy do pompowania cieczy w

Służy do pompowania cieczy w

temperaturze do 110

temperaturze do 110

0

0

C i

C i

gęstości przetłaczani

gęstości przetłaczani

1300kg/m

1300kg/m

3

3

, oraz lepkości 150

, oraz lepkości 150

mm

mm

2

2

/s. Pompy tego typu są w

/s. Pompy tego typu są w

stanie zagwarantować

stanie zagwarantować

wydajność do 30 m

wydajność do 30 m

3

3

/h, oraz

/h, oraz

ciśnienie manometryczne nie

ciśnienie manometryczne nie

przekraczające 2,5 MPa.

przekraczające 2,5 MPa.

Pompy mogą pracować z

Pompy mogą pracować z

silnikami o częstotliwości 50 -

silnikami o częstotliwości 50 -

60 Hz.

60 Hz.

15

Pompa wirowa

Pompa wirowa

jednostopniowa

jednostopniowa

odśrodkowa

odśrodkowa

W tego typu pompach

W tego typu pompach

króciec ssący umieszczony

króciec ssący umieszczony

jest osiowo, natomiast

jest osiowo, natomiast

króciec tłoczny promieniowo

króciec tłoczny promieniowo

do poziomej osi wału

do poziomej osi wału

napędowego.

napędowego.

Wydajność może wymieść

Wydajność może wymieść

do 1900 m

do 1900 m

3

3

/h, natomiast

/h, natomiast

wysokość podnoszenia do

wysokość podnoszenia do

100 m.

100 m.

Ciśnienie robocze w pompie

Ciśnienie robocze w pompie

może osiągnąć wartość 1,6

może osiągnąć wartość 1,6

MPa.

MPa.

16

Układy hydroforowe

Układy hydroforowe

Są w pełni

Są w pełni

zautomatyzowanymi

zautomatyzowanymi

układami wielopompowymi.

układami wielopompowymi.

Przeznaczone są do tłoczenia

Przeznaczone są do tłoczenia

i podwyższania ciśnienia dla

i podwyższania ciśnienia dla

wody pitnej i użytkowej.

wody pitnej i użytkowej.

Ponieważ układ posiada

Ponieważ układ posiada

zmienna ilość pomp

zmienna ilość pomp

pracujących w danej chwili,

pracujących w danej chwili,

jest w stanie dopasować

jest w stanie dopasować

charakterystyki pomp do

charakterystyki pomp do

zmiennej charakterystyki

zmiennej charakterystyki

sieci wodociągowej, co

sieci wodociągowej, co

zapewnia duża elastyczność

zapewnia duża elastyczność

pracy takiego systemu

pracy takiego systemu

pompowego. Układy

pompowego. Układy

hydroforowe osiągają

hydroforowe osiągają

wydajność do 480 m

wydajność do 480 m

3

3

/h, oraz

/h, oraz

mogą zapewnić wysokość

mogą zapewnić wysokość

podnoszenia od 10 do 100 m.

podnoszenia od 10 do 100 m.

17

Automatyzacja i sterowanie w

Automatyzacja i sterowanie w

systemach wodociągowych

systemach wodociągowych

Przetwornica częstotliwości

Przetwornica częstotliwości

Jest to urządzenie składające się z

Jest to urządzenie składające się z

przetwornicy częstotliwości, oraz

przetwornicy częstotliwości, oraz

mikroprocesora sterującego, który

mikroprocesora sterującego, który

instalowany jest bezpośrednio na

instalowany jest bezpośrednio na

silniku pompy . Urządzenie służy do

silniku pompy . Urządzenie służy do

kontrolowania parametrów pracy

kontrolowania parametrów pracy

pompy poprzez pomiar ciśnienia,

pompy poprzez pomiar ciśnienia,

natężenia przepływu czynnika. Na

natężenia przepływu czynnika. Na

podstawie prędkości obrotowej

podstawie prędkości obrotowej

wirnika pompy uzyskuję się wartość

wirnika pompy uzyskuję się wartość

natężenia przepływu, dzięki czemu

natężenia przepływu, dzięki czemu

można zaprogramować

można zaprogramować

automatyczną kompensację strat

automatyczną kompensację strat

ciśnienia wynikających ze zmiennej

ciśnienia wynikających ze zmiennej

prędkości przepływu.

prędkości przepływu.

18

Urządzenie

Urządzenie

zabezpieczająco-

zabezpieczająco-

sterujące

sterujące

Stosowane są w celu

Stosowane są w celu

zabezpieczania pracy

zabezpieczania pracy

trójfazowych, asynchronicznych

trójfazowych, asynchronicznych

silników elektrycznych

silników elektrycznych

agregatów pompowych o mocy

agregatów pompowych o mocy

od 0,55 kW do 5,5 kW.

od 0,55 kW do 5,5 kW.

Urządzenie zbudowane jest z

Urządzenie zbudowane jest z

dwóch modułów: termicznego

dwóch modułów: termicznego

członu nadmiarowo-prądowego

członu nadmiarowo-prądowego

oraz wyłącznika nadprądowego

oraz wyłącznika nadprądowego

w sterowaniu. Chroni przed

w sterowaniu. Chroni przed

skutkami przeciążenia sieci

skutkami przeciążenia sieci

elektrycznej, oraz przed

elektrycznej, oraz przed

zwarciami w układach

zwarciami w układach

sterowania.

sterowania.

19

Falowniki

Falowniki

Falowniki serii VLT 5000 Flux

VLT 5000 Flux jest urządzeniem,
stanowiącym doskonałe rozwiązanie
dla układu napędowego
wymagającego precyzyjnej kontroli
momentu na wale silnika.

20

Zawór zwrotny

Zawór zwrotny

- służy do zapewnienia

- służy do zapewnienia

przepływu czynnika tylko w jednym

przepływu czynnika tylko w jednym

kierunku. Jest to zawór samoczynny.

kierunku. Jest to zawór samoczynny.

Zawory zwrotne dzielą się na:

Zawory zwrotne dzielą się na:



grzybkowe

grzybkowe



iglicowe

iglicowe



kulkowe

kulkowe



płytkowe

płytkowe

21

Zawór zwrotny

Zawór zwrotny

Zawory zwrotne systemu

zamykania B

Zastosowanie: gospodarka
ściekowa, kanalizacje
ciśnieniowe i grawitacyjne ·
ciecze mocno zanieczyszczone,
o dużej lepkości i gęstości ·
media agresywne

Charakterystyka: dobre
własności hydrodynamiczne ·
dobra szczelność · położenie
robocze pionowe lub poziome ·
niezawodność ·
samooczyszczanie się kuli do
minimum zmniejsza ryzyko
blokady · klapka rewizyjna
umożliwiająca serwis lub
kontrolę

22

Zawór zwrotny

Zawór zwrotny

Zawory zwrotne z płytką

pojedynczą systemu

zamykania

Zastosowanie: instalacje
domowe (budownictwo) i
pompowe · sieci dostaw i
dystrybucji wody ·
ciepłownictwo · instalacje
przemysłowe (chemiczne,
farmaceutyczne) · do wody,
gazu powietrza, płynów
czystych obojętnych i
agresywnych chemicznie,
paliw, węglowodorów i innych
produktów chemicznych

23

Zawór zwrotny

Zawór zwrotny

Zawory zwrotne

systemu zamykania 02

Zastosowanie: budownictwo
mieszkaniowe · ochrona
sanitarna (stosowane do
zabezpieczania sieci wody pitnej)
· ciepłownictwo · instalacje
pompowe i grzewcze · do cieczy
czystych, wody i gazów

Zawory zwrotne i

antyskażeniowe systemu

zamykania 01

24

Zasuwy

Zasuwy

Zasuwa
nożowa

Zasuwa klinowa
płaska S-1100

Trójniki lub czwórniki z

zasuwa - mitypu S-2200,

S-2300

25

Zawór bezpieczeństwa

Zawór bezpieczeństwa

Typ 400

Hydrauliczny, przeponowy

zawór regulacyjny.

Ciśnienie robocze:
0,5 - 16 kg/cm2 ( 7 - 25 psi)

26

Zawór

Zawór

przeciwuderzeniowy

przeciwuderzeniowy

Wyposażone w podwójny układ
pilotujący zawory, zabezpieczające
sieć przed uderzeniami
hydraulicznymi. Zadaniem zaworu
jest spowodowanie otwarcia układu
w momencie nadejścia fali
uderzeniowej. Ze względu na fakt,
iż bezwładność mas, które należy
przemieścić w celu otwarcia
zaworu i tym samym układu
sieciowego jest na tyle wysoka, iż
czas reakcji jest nieporównywalnie
dłuższy w stosunku do czasu
trwania samej fali uderzenia
hydraulicznego, nie jest możliwe
wywołanie skutecznej reakcji
układu jako odpowiedzi na
uderzenie. Analizy realnych
przebiegów uderzeń
hydraulicznych na sieciach
wodociągowych pozwoliły na
zaobserwowanie zjawiska
charakterystycznego spadku
ciśnienia, poniżej wartości
ciśnienia statycznego, tuż przed
nadejściem fali.

27

Rury stosowane w systemach

Rury stosowane w systemach

wodociągowych

wodociągowych

Najczęściej

stosowane

średnice

rur

wodociągowych w

mm :

63, 90, 110, 160,

225, 315, 450

28

Rury stosowane w systemach

Rury stosowane w systemach

wodociągowych

wodociągowych

29

Program WODA - Dobór

Program WODA - Dobór

średnic i symulacja sieci

średnic i symulacja sieci

wodociągowych

wodociągowych

Program WODA jest

Program WODA jest

przeznaczony dla

przeznaczony dla

projektantów sieci

projektantów sieci

wodociągowych

wodociągowych

oraz dla służb

oraz dla służb

odpowiedzialnych

odpowiedzialnych

za prawidłowe

za prawidłowe

funkcjonowanie

funkcjonowanie

istniejących

istniejących

wodociągów.

wodociągów.

30

Program WODA - Dobór

Program WODA - Dobór

średnic i symulacja sieci

średnic i symulacja sieci

wodociągowych

wodociągowych

Wykonuje on obliczenia hydrauliczne stanu ustalonego sieci

Wykonuje on obliczenia hydrauliczne stanu ustalonego sieci

wodociągowych:

wodociągowych:



oblicza strumienie (natężenia przepływu) i prędkości liniowe

oblicza strumienie (natężenia przepływu) i prędkości liniowe

we wszystkich odcinkach sieci,

we wszystkich odcinkach sieci,



oblicza ciśnienia we wszystkich węzłach sieci,

oblicza ciśnienia we wszystkich węzłach sieci,



na życzenie dobiera średnice rur.

na życzenie dobiera średnice rur.

Projektantom oprócz doboru średnic program umożliwi

Projektantom oprócz doboru średnic program umożliwi

sprawdzenie pracy sieci w różnych warunkach. Służbom

sprawdzenie pracy sieci w różnych warunkach. Służbom

wodociągowym program może pomóc w wielu problemach

wodociągowym program może pomóc w wielu problemach

jak na przykład:

jak na przykład:



w lokalizacji "wąskich gardeł",

w lokalizacji "wąskich gardeł",



w lokalizacji miejsc o zbyt niskiej prędkości,

w lokalizacji miejsc o zbyt niskiej prędkości,



w analizie wpływu planowanych inwestycji na pracę sieci

w analizie wpływu planowanych inwestycji na pracę sieci

(np. dołączenie nowych odbiorców),

(np. dołączenie nowych odbiorców),



w opracowaniu optymalnych zestawów pompowych dla

w opracowaniu optymalnych zestawów pompowych dla

różnych okresów pracy (szczyt obciążenia, noc).

różnych okresów pracy (szczyt obciążenia, noc).

31

Program WODA -

Program WODA -

wprowadzanie danych

wprowadzanie danych

32

Program WODA – rozkład

Program WODA – rozkład

ciśnienia nad terenem

ciśnienia nad terenem

33

Program WODA- wykresy

Program WODA- wykresy

piezometryczne

piezometryczne

34

Dziękujemy za

Dziękujemy za

cierpliwość i

cierpliwość i

uwagę

uwagę