Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Projekt przepompowni

Małgorzata Rojek

Grzegorz Stelmach

COWiG 4

1. Dane początkowe:

moc cieplna Q=15 MW,

temperatura na zasilaniu t_z=110⁰C,

temperatura na powrocie t_p=70⁰C.

ciśnienie stabilizacji p_st=0,8MPa.

Schemat I

H[m]	10	20	30	40	50	60	75	95
Q[m^3/s]	0,015	0,025	0,044	0,056	0,07	0,082	0,1	0,12

I

Przeznaczenie przepompowni.

Zadaniem przepompowni jest przetłaczanie gorącej wody w ciepłowniczej sieci miejskiej na drodze od ciepłowni do punktów odbioru takich jak: budynki mieszkalne, budynki użyteczności publicznej, zakłady przemysłowe nie posiadające własnych kotłowni .

Woda sieciowa jest doprowadzana poprzez miejską sieć ciepłowniczą. W komorze zasuw znaj­duje się trójnik, przez który ciecz jest kierowana do przepompowni. Istnieje możliwość wyłączenia z obiegu przepompowni poprzez zamknięcie zaworów odcinających na wejściu i wyjściu przepom­powni i skierowanie cieczy przez równoległy przewód sieciowy. Woda z komory zasuw wpływa do przepompowni przez kompensator zainstalowany w celu kompensacji wydłużeń. Następnie poprzez konfuzor wpływa do pierwszego kolektora, skąd jest kierowana przez dwa równoległe przewody ssawne do dwóch odmulaczy zaopatrzonych z obu stron w kulowe zawory odcinające (trzeci przewód ssawny wraz z odmulaczem pełni rolę rezerwową). Króćce odmulające i odpowie­trzające odmulaczy są podłączone do kratek ściekowych. Po wpłynięciu do drugiego kolektora woda jest kierowana do dwóch pomp obie­gowych firmy Grundfos umieszczonych na oddzielnych fundamentach (tak jak poprzednio istnieje trzeci równoległy, rezerwowy obwód). Przed każdą pompą jest zainstalowany kulowy za­wór odcinający, a za pompą zawór zwrotny sprężynowy i kulowy zawór odcinający. Następnie ciecz wpływa do trzeciego kolektora zbiorczego, z któ­rego przez dyfuzor, kompensator, zawór odcinający i trójnik jest kierowana do sieci ciepłowniczej.

W celu uzupełnienia ubytków wody do drugiego kolektora są podłączone pompy stabilizujące i uzupełniające, które tłoczą uzdatnioną wodę z naczynia zbiorczego.

W najwyższych punktach przewodów są zawory odpowietrzające, a w najniższych odwadniacze.

W celu sprawdzenia pracy pomp w okresie remontowym (gdy nie ma wody w sieci ciepłowni­czej) pomiędzy drugim i trzecim kolektorem zainstalowano przewód obiegowy tworzący z pom­pami obwód zamknięty.

Ściany budynku powinny być ocieplone izolacją odporną na wilgoć. Wewnątrz do wysokości 1,5 m są położone kafle ceramiczne, a wyżej ściany są pomalowane farbą olejną. Aparatura kontrolno-pomiarowa jest połączona ze wskaźnikami w dyspozy­torni celem ciągłej kontroli urządzeń.

2. Dobór pomp obiegowych

Parametry pracy obliczamy dla temperatury średniej czynnika:

r=965,5 kg/m³

c_p=4,208 kJ/kgK.

Objętościowe natężenie przepływu czynnika przez przepompownię wynosi:

.

Przyjmujemy, że w przepompowni będą 2 pompy obiegowe (oraz jedna zapasowa) pracujące równolegle. Przez każdą z pomp płynął będzie wydatek równy 0,04615 m³/s, natomiast wysokość podnoszenia pomp odczytujemy z charakterystyki układu dla wydatku 332,28 m³/s. Wymagana wysokość podnoszenia równa jest 67 m. Dobieramy pompy firmy Grundfos typ

NK 65-315 o mocy 75 kW każda.

3. Dobór przewodów tłocznych i ssących do pomp obiegowych

• Przewód ssący.

Zakładamy prędkość przepływu c_s=1,0 m/s.

.

Na podstawie PN-74/H-74209 (Rury przewodowe stalowe ze szwem i bez szwu) dobieramy rurę przewodową bez szwu 273´6,3 mm o średnicy nominalnej Dn_s=250 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

• Przewód tłoczny.

Zakładamy prędkość przepływu c_t=1,5 m/s.

Na podstawie PN-74/H-74209 (Rury przewodowe stalowe ze szwem i bez szwu) dobieramy rurę przewodową bez szwu 219,1´6,3 mm o średnicy nominalnej Dn_t=200 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

4. Dobór kolektorów

• kolektor ssawny
  Zakładamy prędkość przepływu c_s=1,0 m/s

Kolektor ssawny dobieramy na podstawie PN-74/H-74209: 355,6´6,3 mm, o średnicy nominalnej Dn=350 mm. Rzeczywista prędkość przepływu w kolektorze ssawnym wynosi:

• kolektor tłoczny

Zakładamy prędkość przepływu c_t=1,35 m/s.

Kolektor tłoczny dobieram na podstawie PN-74/H-74209: 323,9´7,1 mm, o średnicy nominalnej Dn=300 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu w kolektorze tłocznym wynosi:

5. Dobór odmulaczy

Przyjęto 2 ( plus 1 zapasowy ) magnetoodmulacze typu MOS 500/250

Wyprodukowane przez firmę Spaw-Test.

6. Dobór kompensatorów

Dobieram z katalogu firmy Danmuff następujące kompensatory :

2 kompensatory na przewodach głównych na :

DN 300 typ DX2S.500.16.150

2 kompensatory na przewodach doprowadzających na :

DN 300 typ DX2S.300.16.140

7. Dobór kolanek do przewodu ssącego.

Dobrano 3 kolanka hamburskie o średnicy nominalnej DN 250, kąt gięcia

α = 90° wyprodukowane przez firmę INWIT.

8. Dobór kolanek do przewodu tłocznego

Dobrano 3 kolanka hamburskie o średnicy nominalnej DN 200, kąt gięcia

α = 90° wyprodukowane przez firmę INWIT.

9. Dobór zaworów odcinających do pomp obiegowych

Dobrano 3 zawory odcinające na średnicę DN250 oraz

3 zawory odcinające na średnicę DN 200 firmy BROEN-DZT.

10. Dobór zaworów odcinających do odmulaczy

Dobrano 6 zaworów odcinających na średnicę DN 250 firmy BROEN-DZT.

11. Dobór zaworów odcinających na przewodach sieciowych

Dobrano 6 zaworów odcinających na średnicę DN 300 firmy BROEN-DZT

12. Dobór konfuzorów łączących przewody sieciowe z kolektorami

Dobrano konfuzory na średnice 273/355 dla kolektora ssawnego

Dobrano konfuzory na średnice 219/323,9 dla kolektora tłocznego

13. Dobór zaworu zwrotnego do pomp obiegowych

Dobieramy 3 zawory klapowe WKP1 na średnicę DN 200

14. Dobór zaworów spustowych dla kolektorów i odmulających dla

Odmulaczy

Zawory spustowe: dobrano 3 zawory kulowe typ AH-2c, DN 50,

firmy ZAWGAZ,

Zawory odpowietrzające: dobrano 3 zawory kulowe typu AH-2c-MK DN25

firmy ZAWGAZ

Zawory odmulające: dobrano 3 zawory odmulające kulowe AH-2c DN 32

firmy ZAWGAZ

15. Dobór zaworów odpowietrzających dla odmulaczy

Dobrano 3 zawory kulowe typ AH-2c firmy ZAWGAZ

16. Dobór przewodu obiegowego (bypass)

Przyjęto przewód obiegowy o średnicy nominalnej DN 100

17. Dobór zaworów odcinających dla przewodu obiegowego

Dobrano 2 zawory odcinające na średnicę DN 125 firmy BROEN-DZT

18. Dobór pomp stabilizująco - uzupełniających

Zakładam wydajność pomp stabilizująco - uzupełniających na 3% wydajności całej instalacji

m³/s =9,97 m³/h

Wysokość podnoszenia pomp wynosi :

m_H2O

Dobrano z katalogu trzy pompy stabilizująco-uzupełniające (oraz jedną identyczną zapasową) TP 50-360/2 o mocy 4 kW. Parametry pracy pojedynczej pompy Q=10 m³/h ; H=28 m.

19. Dobór zaworów odcinających dla pomp stabilizująco - uzupełniających

Dobrano 8 zaworów odcinających na średnicę DN 50 firmy BROEN-DZT

20. Dobór zaworu zwrotnego do pomp stabilizująco - uzupełniających

Dobrano zawór zwrotny klapowy WKP1 na średnicę DN 50.

21. Dobór przewodów ssących i tłocznych dla pomp stabilizujących.

● Przewód ssawny :

Zakładam prędkość przepływu : cs= 1 m/s.

Korzystamy ze wzoru :

[m]

m

Zgodnie z PN-74/H-74209 przyjęto na kolektory rury przewodowe

Dz x g = 50 × 4,5 mm, których średnica nominalna wynosi DN = 50 Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

m/s

● Przewód tłoczny :

Zakładam prędkość przepływu : cs= 1,4 m/s.

m

Z PN-74/H-74209 (Rury stalowe ze szwem i bez szwu przewodowe) dobrano rurę przewodową Dz x g = 543,2mm o średnicy nominalnej DN = 50 mm.

Rzeczywista prędkość przepływu wynosi:

m/s

Opory wewnątrz przepompowni.

Straty na przewodzie ssawnym Dn = 250 mm:

Opory miejscowe:

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

- kolano - ζ = 0.12 (1 sztuka),

- zawór - ζ = 0.10 (3 sztuki)

- odmulacz - ζ = 0.7 (1 sztuka),

- konfuzor - ζ = 0.5 (1 sztuka),

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

Obliczona chropowatość względną:

- średnica wewn przewodu - 260,4 mm,

- długość przewodu - 5 m,

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytano z tablic dla tśr.=90°C, υ=0.3259*10-6m2/s.

Obliczono liczbę Reynoldsa:

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

λ=0.024

Obliczono sumę strat :

Straty na przewodzie tłocznym o Dn =200 mm:

Opory miejscowe:

- kolano - ζ = 0.12 (1 sztuka),

- zawór - ζ = 0.10 (1 sztuka),

- zawór zwrotny klapowy - ζ = 0.6 (1 sztuka),

- wylot o ostrych kraw. -
=1.0 (1 sztuka).

Obliczono chropowatość względną:

- średnica przewodu - 206,5 mm,

- długość przewodu - 3 m,

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytano z tablic dla tśr.=90°C, υ=0.3259*10-6m2/s.

Obliczono liczbę Reynoldsa:

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

λ=0.0245

Obliczono sumę strat

Straty na przewodzie sieciowym o Dn = 300 mm:

Opory miejscowe:

- trójnik - ζ = 0.95 (2 sztuki),

- zawór - ζ = 0.6 (2 sztuki),

- kompensator - ζ = 0.15 (2 sztuki),

Obliczono chropowatość względną:

- średnica przewodu - 303,9 mm,

- długość przewodu - 10 m,

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytano z tablic dla tśr.=90°C, υ=0.3259*10-6m2/s.

Obliczono liczbę Reynoldsa:

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

λ=0.0239.

Obliczono sumę strat :

Straty na kolektorze ssawnym o Dn = 350 mm:

Opory miejscowe:

- dyfuzor -ξ = 1.0 (1 sztuka)

Obliczono chropowatość względną:

- średnica przewodu - 343 mm,

- długość przewodu - 8m.

- chropowatość bezwzględna - 0.5 mm.

Odczytano z tablic dla tśr.=90°C, υ=0.3259*10-6m2/s.

Obliczono liczbę Reynoldsa:

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

λ=0.0164

Obliczam sumę strat :

• Łączne straty w przepompowni:
  
  
  
  
  

Parametry pracy układu:

Parametry pracy zostały odczytane z wykresu. Zamieszczony w nim fragment charakterystyki pomp obiegowych została przerysowana z programu doboru pomp WinCAPS wersji 7.0 firmy Grundfos. Na tej podstawie otrzymano:

- H = 71 m_H2O ,

- Q = 332,28 m³/h.

10

---