POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

PROJEKT PRZEPOMPOWNI

Opracowali:

Kutyła Marcin COWiG - 3

Szuderski Artur COWiG - 3

1. Opis techniczny.

Niniejsze opracowanie obejmuje projekt przepompowni, której zadaniem jest podwyższenie ciśnienia w sieci ciepłowniczej. Na skutek strat ciśnienia w źródle a także strat liniowych w przewodach zasilającym i powrotnym wystąpiła konieczność wybudowania budynku zawierającego zespół pomp z dodatkowym wyposażeniem aby umożliwić doprowadzenie czynnika grzewczego do wszystkich odbiorców z zachowaniem odpowiedniego ciśnienia dyspozycyjnego.

Przepompownia została umieszczona w budynku wolnostojącym 2-kondygnacyjnym. W piwnicy znajdują się odmulacze i kolektory, a na pierwszej kondygnacji - pompy obiegowe i uzupełniająco - stabilizujące.

Strop nad piwnicą został odpowiednio wzmocniony, aby nie nastąpiło jego osłabienie lub zniszczenie pod wpływem ciężaru pomp i armatury umieszczonej na przewodach. Pompy posiadają specjalne fundamenty, zmniejszające rozchodzenie się wibracji wywołanych pracą ich silników.

2. Dane

nominalne ciśnienie sieci 1,6 Mpa

moc 35 MW,

temperatura zasilenia tz = 110 C,

temperatura powrotu tp= 70 C,

ciśnienie stabilizacji pst = 1 MPa.

Schemat II

3. Dobór pomp obiegowych.

Obliczeniowa temperatura jest temperaturą średnią:

Dla tej temperatury odczytano z tablic:

= 965.3 kg/m³

cp= 4.21 kJ/kgK

Objętościowe natężenie przepływu czynnika przez przepompownię wynosi:

Przyjęto, że w przepompowni będą dwie pompy obiegowe (oraz jedna zapasowa) pracu­jące równolegle. Objętościowe natężenie przepływu czynnika przez jedną pompę wynosi V/2

Wysokość podnoszenia odczytano z wykresu dla schematu II

H = 107 m. Zakładając straty ciśnienia na opory 3m otrzymuje się H=107+3=110 m.

Dla takich parametrów przyjęto z katalogu pomp obiegowych In-line TP(D), TPE(D) firmy Grundfos pompy TP 125-1310, o średnicy nominalnej DN 125.

Wykresy pracy pompy w układzie równoległym dołączone do projektu.

4. Dobór przewodów tłocznych i ssawnych pomp obiegowych.

Na przewody zaprojektowano rury stalowe bez szwu, walcowane na gorąco. Ze względu na specyfikę sieci zaprojektowano rury grubościenne.

Średnice dobrano tak aby prędkości wody w przewodach wynosiły :

0,8 - 1 [m/s] dla przewodów ssawnych

1 - 1,5 [m/s] dla przewodów tłocznych

Przewody ssawne pomp obiegowych

Założono prędkość przepływu c_s=0,9 m/s.

.

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_z x g = 406,4×8 mm o średnicy nominalnej
DN = 400 mm.

D_w= 390,4 mm. Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

Przewody tłoczne pomp obiegowych

Założono prędkość przepływu c_t= 1,25 m/s.

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_z x g = 323,9×7,1mm o średnicy nominalnej DN=300 mm.

D_w= 309,7 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

5. Dobór kolektorów.

kolektory ssawne

V= 0,2153 m₃/s

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_z x g = 610×12,5mm o średnicy nominalnej DN=600 mm.

D_w= 585 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

kolektor tłoczny

V= 0,2153 m₃/s

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_z x g = 508×12,5mm o średnicy nominalnej DN=500 mm.

D_w= 483 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

6. Dobór przewodów przy odmulaczach

.

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_zx g = 323,9×7,1 mm o średnicy nominalnej DN=300 mm.

D_w= 309,7 mm. Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

7. Dobór odmulaczy.

Zastosowano 3 magnetoodmulacze sieciowe typu OISm 800/250 przystosowane do przepływu V=132-265m³/h i masie 825 kg każdy. Dodatkowo przewidziano czwarty odmulacz jako element rezerwowy. Odmulacze OISm 800/250 mają wymiary: wysokość 2,45 m, długość 1,185m, wymagają do obsługi 0,75m. Są wykonywane przez firmę „SPAW-TEST” w Gdańsku.

8. Dobór zaworów odcinających i klap zwrotnych dla pomp obiegowych.

Na przewodach ssawnych pomp obiegowych zastosowano 3 zawory kulowe odcinające firmy EFAR typu WK6a DN-400 PN 016.

Na przewodach tłocznych pomp obiegowych zastosowano 3 zawory kulowe odcinające firmy EFAR typu WK6a DN-300 PN 016.

Na przewodach tłocznych pomp obiegowych zastosowano 3 klapy zwrotne kulowe firmy EFAR typu WKP1 DN-300 PN 016.

9. Dobór zaworów odcinających dla odmulaczy

Na przewodach przy odmulaczach zastosowano 8 zaworów kulowych odcinających firmy EFAR typu WK6a DN-300 PN 016.

10. Dobór zaworów odcinających dla sieci przesyłowej

Założono że sieć przesyłowa wykonana jest z rur przewosowych o średnicy nominalnej takiej samej jak kolektora tłocznego czyli DN=500 mm.

Na przewodach tych zastosowano 3 zawory kulowe odcinające typu WK6a DN-500 PN16.

11. Dobór pomp uzupełniająco-stabilizujących

Założono że wydajność pomp uzupełniająco-stabilizujących to 5% wydajności całej insta­lacji, czyli:

Wysokość podnoszenia pomp stabilizujących

Dobrano z katalogu 4 pompy uzupełniająco-stabilizujących (i identyczną zapasową) typu TP 65-340 firmy Grundfos. Pompy podłączone są szeregowo, każda posiada obejście i armaturę umożliwiającą jej odcięcie.

Dla stabilizacji działają 4 pompy, dla uzupełnienia działają 2 pompy. Charakterystyka pracy układu dołączona do projektu.

12. Dobór przewodów tłocznych i ssawnych pomp uzupełniająco-stabilizujących

przewody ssawne

V= 0,010765 m³/s

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_z x g = 114,3×4,5mm o średnicy nominalnej DN=100 mm.

D_w= 105,3 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

przewód tłoczny

V= 0,010765 m³/s

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową D_z x g = 101,6×4mm o średnicy nominalnej DN=100 mm.

D_w= mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

13. Dobór zaworów odcinających i klap zwrotnych dla pomp uzupełniająco stabilizujących.

Zastosowano 15 kulowych zaworów odcinających firmy EFAR typu WKC1a DN100 PN 016

Na przewodach tłocznych pomp zastosowano 5 klap zwrotnych firmy EFAR typu WKP1 DN100 PN 016

14. Dobór przewodu obiegowego

Dobrano przewód obiegowy rodzaju C1 o średnicy nominalnej DN200 i promieniu gięcia 500mm.

15. Dobór zaworów na przewodzie obiegowym.

Dobrano 2 zawory kulowe odcinające firmy EFAR typu WK6b-a DN200 PN016.

16. Dobór odpowietrzaczy przewodów.

Dla wszystkich przewodów występujących w projektowanym obiekcie zastosowano odpowietrzacze rodzaju „B” t.j. z zaworem zaporowym umieszczonym pionowo dla zakresu średnic DN32÷600

W zależności od rodzaju stosowanych zaworów zaporowych i miejsca ich wmontowania dobrane odpowietrzacze są typu I.

Dobrano odpowietrzenia:

a) na przewodach ssawnych pomp obiegowych DN 400 dobrano 3 odpowietrzacze B-I-DN400 z zaworami WK6b-a DN025 PN 016.

b) Na przewodzie obiegowym DN 200 dobrano 2 odpowietrzacze B-I-DN200 z zaworami WK6b-a DN025 PN 016.

c) Na przewodach pomp uzupełniająco - stabilizujących DN 100 dobrano 10 odpowietrzaczy B-I-DN100 z zaworami WK6b-a DN015 PN016.

d) Na kolektorze ssawnym DN600 dobrano odpowietrzacz B-I-600 z zaworem WK6b-a DN032 PN 016.

e) Na kolektorze tłocznym DN500 dobrano odpowietrzacz B-I-500 z zaworem WK6b-a DN032 PN 016.

16. Dobór odwadniaczy przewodów.

Odwadniacze dobrano według normy BN-72/8973-08. Odwadniacze są

typu I odmiana A t.j. dla odwodnienia przewodów poziomych z elementem odcinającym umieszczonym na przewodzie pionowym.

a) Na przewodach ssawnych pomp uzupełniająco - stabilizujących DN 100 dobrano 5 odwadniaczy A/100/1,6 z zaworami WK6b-a DN020 PN016.

b) Na kolektorze ssawnym DN600 dobrano odwadniacz A/600/1,6

z zaworem WK6b-a DN032 PN 016.

c) Na kolektorze tłocznym DN500 dobrano odwadniacz A/500/1,6

z zaworem WK6b-a DN032 PN 016.

d) Na przewodzie obiegowym DN200 dobrano odwadniacz A/200/1,6

z zaworem WK6b-a DN025 PN 016.

2.22. Opory wewnątrz przepompowni.

Straty na przewodzie tłocznym o Dn = 300 mm:

Opory miejscowe:

- wlot o ostrych krawędziach: - ζ = 0.5 (1 sztuka),

- kolano - ζ = 0.13 (3 sztuki),

- zawór kulowy - ζ = 0.10 (1 sztuki),

- zawór zwrotny - ζ = 0.7 (1 sztuka),

- wylot o ostrych krawędziach - ζ = 1.0 (1 sztuka).

Obliczam chropowatość względną:

- średnica przewodu - 313,4 mm,

- długość przewodu - 4,6 m,

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm.

Odczytuję z tablic dla tśr.=90°C, υ=0.326*10-6m2/s.

Obliczam liczbę Reynoldsa:

Z wykresu Colebrooke`a-White`a odczytano wartość współczynnika oporów liniowych:

λ=0.022

Obliczam sumę strat :

Straty na przewodzie sieciowym o Dn = 350 mm:

Zakładam, że przewody sieciowe są wykonane z RUR PRZEWODOWYCH 405,4 5R o średnicy nominalnej Dn=400 mm. Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

Opory miejscowe:

- trójnik - ζ = 0.95 ( 1 sztuka),

- zawór kulowy - ζ = 0.10 ( 1 sztuka),

- kompensator - ζ = 0.15 ( 1 sztuka),

- konfuzor - ζ = 1.0 ( 1 sztuka).

Obliczam chropowatość względną:

- średnica przewodu - 405,4 mm,

- długość przewodu - 5,6 m,

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytuję z tablic dla tśr.= 90°C, υ=0.326*10-6m2/s.

Obliczam liczbę Reynoldsa:

Z wykresu Colebrooke`a-White`a odczytano wartość współczynnika oporów liniowych:

λ=0.0205.

Obliczam sumę strat :

Straty na przewodzie ssącym o Dn = 350 mm:

Opory miejscowe:

- wlot o ostrych krawędziach: - ζ = 0.5 (2 sztuki),

- kolanko: - ζ = 0,12 (1 sztuka),

- zawór kulowy - ζ = 0.10 (3 sztuki),

- wylot o ostrych krawędziach - ζ = 1.0 (1 sztuka),

- odmulacz - ζ = 7.0 (1 sztuka).

Obliczam chropowatość względną:

- średnica przewodu - 343 mm,

- długość przewodu - 7,3 m,

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytuję z tablic dla tśr.= 90°C, υ=0.326*10-6m2/s.

Obliczam liczbę Reynoldsa:

Z wykresu Colebrooke`a-White`a odczytano wartość współczynnika oporów liniowych:

λ=0.021

Obliczam sumę strat :

Straty na kolektorze o Dn = 500 mm:

Obliczam chropowatość względną:

- średnica przewodu - 484,8 mm,

- długość przewodu - 6,83m.

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytuję z tablic dla tśr.= 90°C, υ=0.326*10-6m2/s.

Obliczam liczbę Reynoldsa:

Z wykresu Colebrooke`a-White`a odczytano wartość współczynnika oporów liniowych:

λ=0.0195.

Obliczam sumę strat :

Łączne straty w przepompowni:

1

---