Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A. BIAŁYSTOK 13.12.2008 PROJEKTOWANIE.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A. BIAŁYSTOK 13.12.2008 PROJEKTOWANIE."— Zapis prezentacji:

1 SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A. BIAŁYSTOK PROJEKTOWANIE

2 Normy związane z ciepłownictwem PN-EN 13941:2006 Projektowanie i budowa sieci ciepłowniczych z systemu preizolowanych rur zespolonych PN-EN 253:2005 System preizolowanych rur zespolonych PN-EN 489:2005 System preizolowanych rur zespolonych.Zespół złącza PN-EN 448:2005 System preizolowanych rur zespolonych. Kształtki PN-EN 488:2005 System preizolowanych rur zespolonych. Zespół armatury PN-EN 14419:2004(U) System kontroli i sygnalizacji zagrożenia stanów awaryjnych EN Rury podwójne (projekt)

3 Normy związane z ciepłownictwem KIEDY NORMY OBOWIĄZUJĄ Zgodnie z prawodawstwem zarówno UE jak i polskim obligatoryjne stosowania są wszystkie normy związane z bezpieczeństwem oraz ochroną środowiska. Stosowanie norm jest w zasadzie dobrowolne. Zazwyczaj normy są ważne i obowiązujące, gdy są wymagane przez zamawiającego- użytkownika systemu ciepłowniczego. Wtedy, kiedy klient wymaga spełnienia warunków określonych w normach stają się one prawomocne oraz obowiązujące. Klient w określonych przypadkach ma prawo wymagać spełnienia wymogów ostrzejszych niż określone w stosownych normach.

4 Projektowanie preizolowanych podziemnych sieci ciepłowniczych 1.Podział rurociągu na klasy, dopuszczalne naprężenia 2.Siły działające na rurociąg w gruncie 3.Dopuszczalne wartości naprężeń osiowych w rurociągu- maksymalne długości instalacyjne 4.Wydłużenia rurociągu preizolowanego w gruncie 5.Metody układania rurociągów preizolowanych 6.Kompensacja wydłużeń 7.Stany graniczne 8.Programy komputerowe wspomagające projektowanie rurociągów preizolowanych

5 PN-EN 13941:2006 wprowadzenie: Zakres - Norma określa zasady projektowania, obliczeń i montażu podziemnych rur preizolowanych dla potrzeb przesyłu gorącej wody w sieciach ciepłowniczych. Różnica temperatur wody gorącej dla ciągłej pracy wynosi t=120 C przy jednoczesnym dopuszczeniu temperatury szczytowej do +140 C oraz maksymalnym ciśnieniu do 25 bar. W świetle wymagań normy dopuszczalne jest stosowanie alternatywnych obliczeń zamiast podanych w normie, pod warunkiem, że spełniają one wymagania stosownych w normie lub powiązanych z nią zasad i reguł. 1. PODZIAŁ RUROCIĄGU NA KLASY, DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA

6 PN-EN klasy projektowe: 1. PODZIAŁ RUROCIĄGU NA KLASY, DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA

7 PN-EN klasy projektowe: Definicja klasy projektu dla stali z określoną minimalną granicą plastyczności Re(23 C) = 235 N/mm 2 1. PODZIAŁ RUROCIĄGU NA KLASY, DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA

8 Dopuszczalna wytrzymałość na pęknięcie zmęczeniowe – wzór Palmgrena-Minara Gdzie: n i – liczba cykli zmian naprężeń o amplitudzie naprężeń S i w okresie oczekiwanej trwałośći eksploatacyjnej N i – liczba cykli zmian naprężeń o amplitudzie naprężeń S i wywołująca pęknięcie S i – obliczeniowy zakres naprężeń w N/mm 2 fat – współczynnik wytrzymałości na pęknięcie zmęczeniowe i – liczba różnych zakresów naprężenia dla: 1. PODZIAŁ RUROCIĄGU NA KLASY, DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA

9 Przykład Rurociąg dn200, max naprężenia w kolanie kompensacyjnym S=650 MPa N= (5000/650) 4 =3500 cykli N d = 3500/6,67=525 >250 cykli N d = 3500/5=700 <500 cykli Zalecenia : zastosować poduszki kompensacyjne, zwiększyć ramię kompensacyjne Rodzaj sieciKlasa projektu Max ilość cykli Współ. bezpiecz. Dopuszczalne naprężenia Przyłącza do budynków lub sieci rozdzielcze dn300 A MPa Rurociągi rozdzielcze dn300 B2506,67782 Mpa Rurociągi magistralne dn350 C MPa

10 Zalecenia normy dla poszczególnych klas projektów: Klasa A - projekt spełnia wszystkie założenia wstępne odnoście temperatury,ciśnienia, przykrycia gruntem itp. obliczenia sieci ( L max, ramiona kompensacyjne, itp.), dobór średnic określone są zgodne z informacjami podanymi w Katalogu Projektowania producenta -minimalna ilość kontrolowanych spawów = 5% Klasa B - projekt spełnia wszystkie wymagania klasy A -projekt musi zawierać informacje i odwołania do konkretnych pozycji Katalogu producenta dla doboru metody układania, maksymalnych temperatur, ciśnień i przyjętego poziomu naprężeń oraz doboru elementów kompensacyjnych -minimalna ilość kontrolowanych spawów = 10% Klasa C - szczegółowe obliczenia naprężeń, odkształceń i przemieszczeń dla newralgicznych punktów sieci, jak łuki kompensacyjne, trójniki, zwężki czy poziom naprężeń ściskających w izolacji PUR na załamaniach trasy - ocena żywotności rurociągu w wypadku występowania bardzo dużych wahań temperatury wody zasilającej. - określenie niezbędnych zabezpieczeń dla sąsiadujących i biegnących równolegle sieci cieplnych oraz innego uzbrojenia podziemnego -określenie wpływu obciążeń, pochodzących od ciężkiego ruchu ulicznego w bezpośrednim sąsiedztwie rurociągu, na jego zachowanie się podczas odkopywania - minimalna ilość kontrolowanych spawów = 20% 1. PODZIAŁ RUROCIĄGU NA KLASY, DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA

11 Naprężenia i siły działające na rurociąg preizolowany: Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur Naprężenia i siły od ciśnienia wewnątrz rurociągu stalowego Naprężenia i siły od tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

12 Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: wydłużenia od różnicy temperatur: Oznaczenia: tz – temp. wody zasilającej °C tz=130°C tp – temp. wody powrotnej °C tp=70°C tm – temp. montażu rurociągu tm=10°C L – długość rurociągu – współcz. rozszerzalności stali 1, /K E – moduł Yunga stali 2,110 5 – naprężenia w rurociągu stalowym 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

13 przyrost naprężeń od różnicy temperatur: dla Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: SIŁY OSIOWE 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

14 t = Tz -Tp = max80°C RURY PODWÓJNE - naprężenia w rurach przewodowych wynikające z konstrukcji: Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

15 Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: RURY PODWÓJNE 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

16 Naprężenia i siły od ciśnienia wewnątrz rurociągu stalowego: Współczynnik Poissona: Naprężenia obwodowe: Naprężenia osiowe: Zredukowane naprężenia osiowe: 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

17 Naprężenia i siły od tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Nacisk pionowy gruntu na rurę: Całkowity nacisk na zakrzywioną powierzchnię jaką stanowi rura: Nacisk poziomy gruntu na rurę: -kąt tarcia gruntu 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

18 Naprężenia od siły tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Całkowity nacisk na zakrzywioną powierzchnię jaką stanowi rura: Zgodnie z normą PN-EN zalecone jest przyjmowanie średniej wartości współczynnika m=0,4 Dla stałych wartości,g,K 0 otrzymujemy jednostkową siłę tarcia gruntu o rurę: Jednostkowa siła tarcia gruntu o rurę: D – średnica płaszcza osłonowego [mm] H – głębokość osi rurociągu w [m] 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

19 Wpływ ciężaru powoduje zwiększenie siły tarcia od 1do 20% dla DN w rezultacie powodując mniejszą długość instalacyjną (tarcia) Naprężenia i siły od tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE Zmiany wprowadzone przez normę :

20 Naprężenia od siły tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Naprężenia od siły tarcia wynoszą: - pole powierzchni rury stalowej Całkowita siła tarcia gruntu o rurę: L – odległość od kolana kompensującego do punktu stałego [m] 2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE

21 Wydłużenia termiczne rury stalowej spowodowane zmianami czynnika grzewczego przenoszone są przez piankę poliuretanową na płaszcz HDPE powodując przemieszczanie się całej rury preizolowanej w otaczającym ją gruncie Przemieszczenia te hamowane są przez siłę tarcia pomiędzy rurą osłonową HDPE a otaczającym ją gruntem W wyniku działania sił tarcia w rurze stalowej powstają naprężenia osiowe, dla których wypadkowy stan naprężeń wynosi: 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE

22 Z równania można wyznaczyć długość rurociągu do jego zatrzymania dla maksymalnej temperatury czynnika grzewczego lub tzw. maksymalną długość instalacyjną tj. odległość od kolana kompensacyjnego do naturalnego punktu stałego dla przyjętych naprężeń dopuszczalnych stali: 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE

23 Dla stali gatunek P235 TR1 lub TR2 lub P235 GH (PN-EN , PN-EN )granica plastyczności w temperaturze 130°C wynosi 204MPa Tak więc max naprężenia mogą przyjąć wartość: Dla rur ze szwem gatunek P235 TR1 lub TR2 lub P235 GH z atestem hutniczym 3.1 wg. PN – EN współczynnik bezpieczeństwa =1,1 Rury ze szwem lub bez szwu w gat. P235 GH (PN-EN ,(5) PN-EN ) z atestem 3.1 posiadają gwarantowaną granicę plastyczności w temp. 150°C 187 MPa Granica plastyczności w temperaturze 130° Re MPa 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE

24 Maksymalną długość instalacyjną prostych odcinków : Dla uproszczonego modelu inżynierskiego po pominięciu wpływu ciśnienia wewnętrznego otrzymujemy uproszczony wzór na L max 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE

25 RURY PODWÓJNE Należy uwzględnić wstępne naprężenia wynikające z konstrukcji rur podwójnych (zastosowanie płyt mocujących między rurą zasilającą i powrotną w kształtkach preizolowanych podwójnych) 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE

26 Zmiany wprowadzone przez normę : 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE

27 Długość odcinka tarcia Gdzie: N R – siła osiowa od poprzecznej reakcji gruntu L można obliczyć metodą iteracji, obliczając najpierw górną granicę L dla N R =0. N R zwykle powoduje zmniejszenie wartości L o ok. 20 %. 3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE Zmiany wprowadzone przez normę :

28 Na rurociąg preizolowany w gruncie działają siły od temperatur, ciśnienia, oraz siły tarcia, tak więc względne wydłużenie osiowe rurociągu wynosi: wydłużenie względne od temperatury wydłużenie względne od ciśnienia wydłużenie względne od sił tarcia 4. WYDŁUŻENIE RUROCIĄGU PREIZOLOWANEGO W GRUNCIE

29 Wydłużenie rurociągu preizolowanego wynosi więc: Dla typowych obliczeń inżynierskich składowa od ciśnienia ze względu na znikomą wartość może zostać pominięta 4. WYDŁUŻENIE RUROCIĄGU PREIZOLOWANEGO W GRUNCIE

30 W przypadku rur podwójnych należy uwzględnić powierzchnię rury zasilającej i powrotnej oraz średnią temperaturę zasilenia i powrotu 4. WYDŁUŻENIE RUROCIĄGU PREIZOLOWANEGO W GRUNCIE

31 Zmiany wprowadzone przez normę : Siła osiowa od poprzecznej reakcji gruntu N R zwykle powoduje zmniejszenie wartości wydłużenia o ok. 20 %. 4. WYDŁUŻENIE RUROCIĄGU PREIZOLOWANEGO W GRUNCIE

32 Kompensacja naturalna typu L, Z, U 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Odległość między kolanem kompensującym lub kompensatorem osiowym nie może być większa niż tzw. maksymalna długość montażowa NPS – naturalny punkt stały Metoda nr 1 – pełna kompensacja wydłużeń L Lmax

33 Kompensacja z zastosowaniem kompensatorów osiowych 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH W metodzie tej rurociąg może być zasypany przed doprowadzeniem czynnika grzewczego. Ramiona kompensacyjne typu L Z U powinny być obłożone poduszkami kompensacyjnymi oraz mieć taką długość aby przejąć wydłużenia w dopuszczalnym zakresie naprężeń (stal, pianka PUR) NPS – naturalny punkt stały Metoda nr 1 – pełna kompensacja wydłużeń L Lmax

34 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda nr 2 – podgrzew wstępny L > Lmax Odległość między kolanem kompensującym lub kompensatorem osiowym może być większa niż tzw. maksymalna długość montażowa W metodzie tej rurociąg przed zasypaniem zostaje podgrzany do temperatury:

35 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda nr 2 – podgrzew wstępny L > Lmax Po zasypaniu rurociągu może zostać pogrzany do maksymalnej temperatury roboczej. Dla parametrów sieci 130/70°C i temperatury montażowej 10°C, temperatura wstępnego podgrzewu wynosi t podgrz = 70°C, a max naprężenie osiowe wynosi: W strefie wydłużeń L f następuje zrównoważenie siły osiowej z siłą tarcia i rurociąg jest unieruchomimy, zmiany temperatury powodują wzrost lub spadek naprężeń bez przemieszczeń rurociągu. Rurociąg ulega wydłużeniu jedynie w strefie poślizgu L f

36 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda nr 2 – podgrzew wstępny L > Lmax Dla rur podwójnych: Długość strefy wydłużeń L f wynosi: Wydłużenie strefy L f wynosi: Długość strefy wydłużeń L f wynosi:

37 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda nr 2 – podgrzew wstępny L > Lmax Podgrzewanie rur preizolowanych może zostać wykonane przy użyciu czynnika grzewczego, przez podgrzanie elektryczne lub parę. Z uwagi na koszty związane z utrzymywaniem otwartego wykopu do czasu wykonania podgrzewu wstępnego, w metodzie tej mogą zostać zastosowane kompensatory jednorazowe. Rurociąg układa się wówczas w wykopie, a w wyznaczonych miejscach montowane są kompensatory jednorazowe (rozruchowe). Rurociąg jest zasypywany przed doprowadzeniem czynnika grzewczego z wyjątkiem miejsc gdzie zastosowano kompensatory.

38 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda nr 2 – podgrzew wstępny L > Lmax Po podgrzaniu rurociągu elementy ruchome obudowy kompensatora zostają pospawane, a dalsze zmiany temperatury czynnika powodują wzrost naprężeń w rurociągu. Odległość między kompensatorami wynika z ich zdolności kompensacji, lecz nie może przekroczyć L max. W celu zmniejszenia tarcia między rurą osłonową HDPE, a gruntem, podczas podgrzewania rurociągu płaszcz osłonowy zaleca się owinąć folią PE. W celu ustalenia rozstawu kompensatorów należy obliczyć wydłużenie kompensowanych odcinków: Składnik wynikający z sił tarcia ze względu na zastosowanie foli PE ( =0,2 ) można pominąć.

39 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda ta pozwala na uniknięcie kosztów podgrzewu wstępnego oraz dodatkowych elementów kompensujących typu Z U lub kompensatorów osiowych na długich odcinkach prostych. Problemem są tutaj: wysokie naprężenia osiowe (możliwość wyboczenia rurociągu, prowadzenie wykopów równoległych, itp) duże pierwsze wydłużenia na kolanach kompensacyjnych ograniczenia w zakresie stosowania odgałęzień (konieczne trójniki wzmocnione), miejsc redukcji i załomów na złączach (0-1 o ) Biorąc pod uwagę standardowe grubości ścianek rur metoda może być bezpiecznie stosowana do średnicy rury stalowej 323,9x5,6 Metoda nr 3 – montaż rurociągu na zimno L > Lmax >185MPa

40 5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH Metoda nr 3 – montaż rurociągu na zimno L > Lmax >185MPa Odległość między kolanem kompensującym lub kompensatorem osiowym może być większa niż tzw. maksymalna długość montażowa Dla różnicy temperatur między max temperaturą zasilania, a montażu naprężenie wynosi =2,52x120=302,4 MPa W metodzie tej rurociąg jest zasypywany przed puszczeniem czynnika grzewczego.

41 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ W celu redukcji naprężeń wynikających z wydłużeń rurociągu należy przewidzieć na trasie projektowanej sieci elementy kompensujące typ L Z U lub kompensatory osiowe. W celu zmniejszenia reakcji gruntu podczas przemieszczeń kolan kompensacyjnych w miejscach wydłużeń należy przewidzieć odpowiednie strefy kompensacyjne w postaci poduszek piankowych lub piaskowych. Naprężenia zredukowane w łuku kompensacyjnym mogą być obliczone ze wzoru von Misesa:

42 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ Naprężenia osiowe R – promień gięcia Naprężenia styczne

43 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ k – wartość stałej liniowej podatności pianki PUR, poduszek i gruntu.

44 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ Aby kolano w przypadku samokompensacji typ L lub Z mogło być traktowane jako kompensacyjne jego kąt może wynosić 80-90°. W przypadku, kiedy odległość między kolanami kompensacyjnymi a naturalnym punktem stałym wynosi 80 % Lmax mogą być zastosowane łuki o kącie 70°-110° ZMIANY KIERUNKÓW Załamanie o kątach od 10° -70° muszą zostać odpowiednio zabezpieczone przed powstaniem w kolanie kompensacyjnym nadmiernych naprężeń w rurze stalowej oraz piance PUR ( dop =0,15MPa) KOLANA KOMPENSACYJNE

45 Dla kąta od 10°-60° należy przyjąć zasadę: Zmiana położenia łuku w strefach wydłużeń: Zaleca się nie przekraczania następujących przemieszczeń : DN < 200 Wmax=40mm 250 < DN < 300 Wmax=50mm DN > 300 Wmax=60mm 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ

46 SPOSOBY ZABEZPIECZENIA ŁUKÓW W ZAKRESIE KĄTÓW 10-60° Zaprojektowanie w pobliżu załamania kolan kompensacyjnych typu: L lub Z Zaprojektowanie rur giętych lub zastosowanie gięcia elastycznego na budowie 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ

47 Zaprojektowanie kompensatora typ U Zaprojektowanie rzeczywistych punktów stałych SPOSOBY ZABEZPIECZENIA ŁUKÓW W ZAKRESIE KĄTÓW 10-60° 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ

48 ZAŁOMY Zmiany kierunku w zakresie kątów od 1-10 mogą być wykonane poprzez ukosowanie na złączach, zalecane jest nie przekraczanie 3°, wyjątkowych przypadkach max do 5° Znacznie lepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie elastycznego gięcia rur preizolowanych

49 6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ GIĘCIE ELASTYCZNE Niewielkie zmiany kierunku trasy sieci ciepłowniczej mogą być wykonane przy użyciu gięcia elastycznego. W celu niedopuszczenia do nadmiernych naprężeń w piance PUR, naprężenia w rurze stalowej nie powinny być większe niż 210 Mpa Promień gięcia rur: Maksymalny kąt gięcia:

50 Klasyfikacja rodzaju zewnętrznych oddziaływań (wymuszeń), które mają wpływ na pracę rurociągu Oddziaływania zewnętrzne generalnie można podzielić na: pochodzące od sił działających na rurociąg (ciśnienie wewnętrzne, ciężar własny rurociągu, naciski od ruchu kołowego), pochodzące od wydłużeń i przemieszczeń (tarcie gruntu, poprzeczna kontrakcja na kolanach kompensacyjnych, naciągi montażowe). Zdefiniowanie rodzaju wymuszeń i oddziaływań zewnętrznych na rurociąg będzie miało (poprzez przyjęcie współczynników bezpieczeństwa), podobnie jak przyjęcie klasy projektu, wpływ na sposób przeprowadzenia obliczeń oraz ich wyniki 7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU

51 Stany graniczne: Według normy dla rurociągów preizolowanych (rur stalowych) można wyróżnić cztery stany graniczne: A. – uszkodzenia rurociągu wynikające z odkształceń plastycznych, B. – uszkodzenia na skutek zmęczenia materiału, C. – niestabilność konstrukcji liniowej D.- graniczona zdolność użytkowa ( pomijany dla rur preizolowanych) 7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU

52 Stany graniczne: STAN GRANICZNY A Tradycyjny sposób wykonania obliczeń kontrolnych rurociągów preizolowanych oraz proponowana w normie EN metodyka wykonywania obliczeń sprawdzających sieci cieplnych preizolowanych dla stanu granicznego A są zbieżne i można powiedzieć, że definicja stanu A nie wnosi wiele nowego do spraw związanych z dotychczasowymi sposobami obliczeń i projektowania sieci cieplnych 7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU

53 Stany graniczne: STAN GRANICZNY B Zgodnie z wytycznymi normy przyjmuje się, że preizolowane podziemne sieci ciepłownicze pracują poza granicą plastyczności rury stalowej, w stanie zmęczeń niskocyklowych. W zależności od klasyfikacji sieci ciepłowniczej przyjmuje się zgodnie z normą, w skali 30 letniej eksploatacji sieci, maksymalnie dopuszczalną ilość pełnych cykli: Sieci magistralne = 100 Sieci rozdzielcze = 250 Przyłącza do budynków = STANY GRANICZNE RUROCIĄGU

54 Stany graniczne: Zmęczenie niskocyklowe (wolnozmienne uplastycznienie cykliczne) typowe dla sieci ciepłowniczych Zmęczenie wysokocyklowe (szybkozmienne) które zasadniczo nie występują w sieciach ciepłowniczych Do obliczeń granicznych maksymalnych dopuszczalnych naprężeń w newralgicznych punktach sieci stosuje się, w zależności od klasy projektu, współczynniki bezpieczeństwa dla pękania zmęczeniowego fat zgodnie z tabelą poniżej. 7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU

55 Stan graniczny B: Miejsca na które należy zwrócić uwagę przy obliczeniach rurociągu: łuki kompensacyjne trójniki redukcje załamania trasy sieci wykonane przez ukosowanie, naciski poprzeczne na załamaniach kompensacyjnych w piance PUR na skutek oddziaływania gruntu nie powinny być większe niż σ PUR = 0,15MPa Temperatura płaszcza osłonowego HDPE w strefach kompensacyjnych nie powinna być większa niż tPE=50o C ( zalecana max grubość poduszek kompensacyjnych 120mm ) armatura odcinająca 7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU

56 SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW Zaprojektowanie instalacji alarmowej sieci cieplnej polega na : wyborze koncepcji systemu alarmowego narysowaniu schematu alarmowego pętli pomiarowej ustaleniu rodzaju i miejsca usytuowania elementów i przyrządów pomiarowych

57 Koncepcja systemu alarmowego powinna obejmować : - cały system ciepłowniczy lub jego wyodrębnione większe fragmenty (podział na sieci magistralne, przyłącza lub na poszczególne osiedla mieszkaniowe). -wybór danego sytemu alarmowego (impulsowy lub Brandesa ) - zasady kształtowania poszczególnych pętli pomiarowych i ich długości – (podział sieci na odcinki pomiarowe) - sposób nadzoru (kontrola ręczna lub przy użyciu przyrządów stacjonarnych, rodzaj urządzenia pomiarowego). SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW

58 Element Systemu System impulsowySystem Brandesa Zasada działania oparty jest na zasadzie pomiaru impedancji między rurą przewodową i przewodem alarmowym zastosowanie przewodu czujnikowego NiCr 8020 w perforowanej izolacji działa w oparciu o metodę porównawczego pomiaru oporności. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW Wybór sytemu alarmowego - porównanie

59 Element Systemu System impulsowySystem Brandesa Przewody alarmowe Dwa druty miedziane: czysty i ocynkowany 2x1,5mm2 Przewód czujnikowy NiCr Ø0,5mm; 5,7/m w izolacji perforowanej (czerwony) Przewód powrotny –miedziany ocynowany Ø 0,8mm 0,02/m w izolacji teflonowej (zielony) Miernik do ręcznej kontroli połączeń Tester LX 9024 miernik uniwersalny Tester BS-MH2 LH20S (Levr) miernik uniwersalny SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW Wybór sytemu alarmowego - porównanie

60 Kształtki preizolowane sytemu PRIM S.A SYGNALIZACJA IMPULSOWA SYGNALIZACJA BRANDES Przewody alarmowe łączy się zawsze kolorami.

61 Element systemu System impulsowySystem Brandesa Pomiar stanu suchości izolacji PUR Pomiar oporności między drutem alarmowym a rurą stalową 0,1k-200M Możliwość obserwacji skokowych zmian poziomu zawilgocenia (LPS-2I, LX 9024). Pomiar oporności między drutem alarmowym a rurą stalową 0,1k-200M Możliwość obserwacji skokowych zmian poziomu zawilgocenia. Lokalizacja przerw przewodów Metoda reflektometryczna metoda pomiaru pojemności przewód- rura (miernik pojemności) lub metoda reflektometryczna ( przewód powrotny) SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW Wybór sytemu alarmowego - porównanie

62 Element systemu System impulsowySystem Brandesa Lokalizacja zawilgoc enia Metoda reflektometryczna: praktyczna lokalizacja możliwa przy zawilgoceniu poniżej 10 k (stan bardzo mokro) czynniki wpływające na pomiar: - jakość połączenia - położenie drutów alarmowych względem rury stalowej interpretacja wyników (kształt wykresu) uzależniona od doświadczenia i subiektywnej oceny operatora możliwość obserwacji kilku zawilgoceń Metoda nieobciążonego dzielnika napięcia: praktyczna lokalizacja możliwa przy zawilgoceniu poniżej 1M ( niewielkie zawilgocenie) czynniki wpływające na pomiar: - jakość połączenia interpretacja wyników wyświetlana w % odległości od punktu pomiarowego możliwość jednoczesnej lokalizacji max dwóch zawilgoceń Wybór sytemu alarmowego - porównanie

63 SYGNALIZACJA IMPULSOWA Tester przeznaczony jest do ręcznej kontroli, podczas montażu rur oraz w czasie eksploatacji sieci, stanu izolacji cieplnej oraz połączeń przewodów sygnalizacyjnych. Reflektometr Riser 1205CXA przeznaczony jest do ręcznej lokalizacji miejsc uszkodzenia przewodów alarmowych, przerw lub zwarcia z rurą stalową oraz miejsca zawilgocenia izolacji cieplnej Pokazuje odległość między punktem pomiaru, a miejscem awarii czyli punktem odbicia impulsu pomiarowego, gdzie nastąpiła zmiana impedancji. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW

64 SYGNALIZACJA IMPULSOWA Przyrząd przeznaczony jest do nadzorowania dwóch odcinków sieci ciepłowniczej preizolowanej. Podczas trwania cyklu pomiarowego wykonywane są pomiary rezystancji izolacji poliuretanowej oraz rezystancji pętli czujnikowej. Lokalizator awarii LIM05 jest stacjonarnym reflektometrem do nadzorowania czterech odcinków sieci ciepłowniczej preizolowanej SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW

65 Długość pętli pomiarowych zależy od zakresu pomiarowego przyrządów kontrolnych. Aby zwiększyć dokładność ewentualnych miejsc awarii, zamknięcia pętli pomiarowej wykonywane są za kapturem termokurczliwym przy użyciu puszek i kabli koncentrycznych. Projektowanie wyprowadzenia przewodów alarmowych poza rurociągiem preizolowanym przy użyciu innych przewodów niż kable koncentryczne jest niedopusczalne. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW SYGNALIZACJA IMPULSOWA

66 Aby uniknąć błędów podczas montażu przewodów alarmowych (krzyżowania przewodów) zaleca się takie układanie prostych odcinków rurociągu, aby przewody tego samego koloru znajdowały się po jednej stronie rurociągu Umownie przyjmuje się, że przewód pocynowany (linia przerywana) znajduje się po prawej stronie patrząc od źródła ciepła (zgodnie z kierunkiem przepływu). Zasada ta ma zapewnić jednoznaczny i logiczny układ przewodów alarmowych. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW SYGNALIZACJA IMPULSOWA

67 W przypadku systemu impulsowego obowiązuje zasada, że przewody alarmowe wchodzące do odgałęzienia na prawo łączone są z przewodem leżącym po prawej stronie, a przewody wchodzące do odgałęzienia na lewo łączone są z przewodem leżącego po lewej stronie patrząc od źródła ciepła. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW SYGNALIZACJA IMPULSOWA

68

69 SYGNALIZACJA BRANDES Tester przeznaczony jest do ręcznej kontroli, podczas montażu rur preizolowanych oraz w czasie eksploatacji sieci, stanu izolacji cieplnej oraz połączeń przewodów sygnalizacyjnych z systemem alarmowym Brandes. Tester LH 20S Przyrząd przeznaczony jest do ręcznej lokalizacji miejsc zawilgocenia. Lokalizator awarii LP 10 SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW

70 SYGNALIZACJA BRANDES Detektor LPS-2RL z funkcją lokalizacji Podczas trwania cyklu pomiarowego wykonywane są pomiary stopnia wilgotności oraz rezystancji izolacji poliuretanowej, długość (przewodu czujnikowego) nadzorowanego rurociągu, odległość między stanowiskiem pomiarowym, a miejscem wystąpienia zawilgocenia izolacji poliuretanowej lub zwarcia przewodu czujnikowego z rurą stalową Detektor LPS-2R Podczas trwania cyklu pomiarowego wykonywane są pomiary rezystancji izolacji poliuretanowej i pętli czujnikowej. Przyrządy przeznaczone są do nadzorowania dwóch odcinków sieci SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW

71 SYGNALIZACJA BRANDES Monitor MSP-1 Przeznaczony jest do nadzoru czterech odcinków sieci Podczas trwania cyklu pomiarowego wykonywane są pomiary stopnia wilgotności oraz rezystancji izolacji poliuretanowej, długość nadzorowanego rurociągu, odległość między stanowiskiem pomiarowym, a miejscem wystąpienia zawilgocenia izolacji poliuretanowej lub zwarcia przewodu czujnikowego z rurą stalową, data i czas. Przyrząd przeznaczony jest do nadzorowania dwóch odcinków sieci. Podczas trwania cyklu pomiarowego wykonywane są pomiary rezystancji izolacji poliuretanowej oraz oraz automatyczna lokalizacja zawilgocenia izolacji wyrażona w procentach długości przewodu czujnikowego. Urządzenie centralne BS-305 SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW

72 Długość pętli pomiarowej zależy od zakresu pomiarowego przyrządów kontrolnych (max 2x1000 m rurociągu). Aby zwiększyć dokładność ewentualnych miejsc awarii, zamknięcia pętli pomiarowej wykonywane są przy użyciu puszek i kabli dwużyłowych BS-SL2. Projektowanie wyprowadzenia przewodów alarmowych poza rurociągiem preizolowanym przy użyciu innych przewodów niż kable BS-SL2 jest niedopusczalne.. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW SYGNALIZACJA BRANDES

73 Umownie przyjmuje się, że przewód czujnikowy czerwony ( linia ciągła na schemacie) znajduje się po prawej stronie patrząc od źródła ciepła (zgodnie z kierunkiem przepływu). W przypadku sygnalizacji Brandesa łączone są przewody tego samego typu, tak więc w pewnych sytuacja krzyżowanie się przewodów jest sprawą oczywistą i nie ma wpływu na wynik lokalizacji. Zasada ta ma zapewnić jednoznaczny i logiczny układ przewodów alarmowych. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW SYGNALIZACJA BRANDES

74 W przypadku systemu Brandesa obowiązują zasady: - odgałęzienia wykonuje się tylko od przewodu czujnikowego (czerwonego) - przewód czujnikowy w trójniku odchodzi na prawo, a trójnik skierowany jest do góry. SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW SYGNALIZACJA BRANDES

75 W przypadku systemu Brandesa obowiązują zasady: - odgałęzienia wykonuje się tylko od przewodu czujnikowego (czerwonego) - przewód czujnikowy w trójniku odchodzi na prawo, a trójnik skierowany jest do góry. SYGNALIZACJA BRANDES

76 Ważne jest staranne wykonanie dokumentacji powykonawczej i naniesienie wszystkich odległości na planie sytuacyjnym oraz na schemacie alarmowym. Zalecane jest wykonanie schematu alarmowego na rysunku w skali min. 1:500 Na schemacie alarmowym powinny być zaznaczone miejsca oraz rodzaj wszystkich elementów i przyrządów pomiarowych Należy wyspecyfikować wszystkie elementy sygnalizacji. Zaleca się umieszczanie przyrządów pomiarowych w węzłach cieplnych lub kotłowniach z uwagi na możliwość zasilania w energię elektryczną oraz warunki pracy (zamykane, suche pomieszczenia). SYSTEM NADZORU RUROCIĄGÓW RODZAJ I MIEJSCE USYTUOWANIA ELEMENTÓW I PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH.

77 SYGNALIZACJA IMPULSOWA

78 Rury w wykopie należy tak układać aby przewody sygnalizacyjne znajdowały się u góry na przeciwko siebie w pozycji 10:00 i 14:00 na tarczy zegara. Zaleca się takie układanie prostych odcinków rurociągu, aby przewody tego samego koloru znajdowały się po jednej stronie rurociągu. Przewodów alarmowych nie wolno krzyżować! !! Zasada ta ma zapewnić jednoznaczny i logiczny układ przewodów alarmowych. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

79 Elementy preizolowane powinny być tak składowane, aby podczas opadów nie było możliwości wnikania wilgoci do pianki PUR. Zaleca się przed montażem sprawdzić stan przewodów czy nie uległy przerwaniu lub zwarciu z rurą stalową w czasie transportu lub rozładunku, składowania. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

80 Przed montażem instalacji alarmowej oraz mufowaniem obszar złącza powinien być czysty, a pianka na końcach rur sucha. Druty alarmowe należy wyprostować, wyczyścić końcówki filcem czyszczącym i sprawdzić czy nie uległy nadłamaniu lub zwarciu z rurą stalową. Jeżeli drut jest złamany przy powierzchni pianki, należy nożem usunąć piankę wokół przewodu, po czym przedłużyć go przy pomocy drutu miedzianego 1,5mm 2. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

81 Przewody skrócić tak aby po połączeniu nie zwisały luźno i nie nastąpiło ich zetkniecie z rurą stalową podczas piankowania. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

82 Zamocować podtrzymaki przewodów do rury stalowej przy pomocy taśmy krepowej w pozycji 10 oo i 14 oo na tarczy zegara. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

83 Końcówkę jednego drutu wsunąć do połowy łącznika i zacisnąć w jednym miejscu za pomocą płaskich szczypiec. Szerokość szczeliny stosowanej do zaciskania 1,5-2,5mm. Następnie z przeciwnej strony wsunąć w łącznik drugą końcówkę drutu i również go zacisnąć. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

84 Podgrzać łącznik przy pomocy lutownicy gazowej do momentu, w którym zmieni swój kolor z matowego na błyszczący i nałożyć lut cynowy. Lutowanie przeprowadzone jest poprawnie, gdy z obu stron łącznika znajdują się niewielkie wypływki lutu. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

85 Sprawdzić połączenie przez pociągnięcie za przewody alarmowe. Przewody wcisnąć do podtrzymki. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA IMPULSOWA

86 Pomiary kontrolne SYGNALIZACJA IMPULSOWA

87 Pomiary kontrolne SYGNALIZACJA IMPULSOWA

88 Zamknięcie przewodów pod kapturem termokurczliwym Jeżeli sieć preizolowana nie będzie dalej prowadzona lub łączy się z siecią kanałową przewody alarmowe należy połączyć ze sobą przy użyciu łącznika zaciskowego i zlutować. Przewody ułożyć płasko w piance tak, aby nie stykały się z rurą stalową i założyć kaptur termokurczliwy. Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA IMPULSOWA

89 Wprowadzenie przewodów z pod kaptura termokurczliwego Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA IMPULSOWA

90 Wprowadzenie przewodów z pod kaptura termokurczliwego Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA IMPULSOWA

91 Łączenie elementów sygnalizacji w komorach lub budynkach. W przypadku braku ciągłości rurociągu preizolowanego przy przejściu prze komory łączenie instalacji alarmowej wykonywane jest przy użyciu puszek z gniazdem do kabla koncentrycznego oraz kabli koncentrycznych. Prędkość rozchodzenia się impulsu w kablu koncentrycznym jest niemal identyczna jak w przewodzie alarmowym umieszczonym w piance PUR, przy pomiarach reflektometrycznych należy uwzględnić zależność Lelekt= Lfiz/0,9. Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA IMPULSOWA

92 Oprzewodowanie odgałęzień w komorach lub budynkach. Sposób łączenia przewodów sygnalizacyjnych w przypadku odgałęzień polega na tym, że przewód położony po lewej stronie odchodzi do odgałęzienia z lewej strony a przewód położony z prawej strony odchodzi do odgałęzienia po prawej stronie. Pozostałe przewody biegną na przelot Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA IMPULSOWA

93 SYGNALIZACJA BRANDES

94 Rury w wykopie należy tak układać aby przewody sygnalizacyjne znajdowały się u góry na przeciwko siebie w pozycji 10:00 i 14:00 na tarczy zegara. Zaleca się takie układanie prostych odcinków rurociągu, aby przewody tego samego koloru znajdowały się po jednej stronie rurociągu. PRZEWODY ALARMOWE ŁĄCZY SIĘ ZAWSZE KOLORAMI. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA BRANDES

95 Elementy preizolowane powinny być tak składowane, aby podczas opadów nie było możliwości wnikania wilgoci do pianki PUR. Zaleca się przed montażem sprawdzić stan przewodów Oporność izolacji powinna wynosić min. 50 MOhm. W przypadku całkowicie suchej izolacji miernik pokazuje wartość >200 MOhm. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA BRANDES

96 Obszar złącza powinien być czysty, a pianka na końcach rur sucha. Pociągając przewody z czoła rur sprawdzić czy nie są uszkodzone (unikać tworzenia się pętli) W przypadku nadłamań przewody odciąć i wykonać dodatkowe połączenie. Szczególnie narażone na uszkodzenia jest miejsce wyjścia przewodu z pianki PUR. Przewód powrotny musi być zaizolowany wodoszczelnie na całej długości. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA BRANDES

97 Zamocować podtrzymki przewodów do rury stalowej przy pomocy taśmy krepowej w. pozycji 10 i 14 na tarczy zegara. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA BRANDES

98 Przewody skrócić tak, aby odizolowane końce mogły być luźno wprowadzonego z obu stron do niezaizolowanego łącznika Końce odizolować przy pomocy szczypiec samonastawnych BS-AZ Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA BRANDES

99 Łączenie przewodów w złączu PRZEWÓD CZUJNIKOWY – CZERWONY Końce drutów muszą leżeć równolegle względem siebie. PRZEWÓD POWROTNY - ZIELONY Koniec drutu nie może wystawać poprzez boczny otwór w łączniku. SYGNALIZACJA BRANDES

100 Należy przeprowadzić próbę na rozciąganie ciągnąc przewody od łącznika wzdłuż osi rury, nie na boki. W przypadku obluzowania się połączenia powtórzyć czynność wykorzystując nowy łącznik zaciskowy. Łączenie przewodów w złączu SYGNALIZACJA BRANDES

101 Pomiary kontrolne SYGNALIZACJA BRANDES Koszulkę termokurczliwą naciągnąć wzdłuż miejsca łączenia i poczynając od środka obkurczyć ją za pomocą palnika gazowego do czasu pojawienia się na jej końcach stopionego kleju. Nie należy dopuścić do przypalenia koszulki termokurczliwej.

102 Pomiary kontrolne W celu zapewnienia niezawodnej pracy pętli oraz urządzeń nadzorujących niezbędne jest bieżące wykonywanie pomiarów dla każdego złącza oraz pomiar całej pętli (Tester LH20S) Zaleca się spełnienie warunku: Oporność izolacji>10MOhm/1000m przewodu czujnikowego Właściwie wykonane prace na etapie montażu i pomiarów kontrolnych gwarantują prawidłowe działanie systemu alarmowego. SYGNALIZACJA BRANDES

103 Pomiary kontrolne Lokalizacja ewentualnych miejsc zawilgocenia wykonywana jest przy użyciu ręcznego lokalizatora awarii LP10S. SYGNALIZACJA BRANDES Przyrząd podłącza się do przewodów sygnalizacyjnych oraz rury stalowej. Wyniki pomiarów podawane są jako % odległości od miejsca podłączenia miernika.

104 Zamknięcie przewodów pod kapturem termokurczliwym Jeżeli sieć preizolowana nie będzie dalej prowadzona lub łączy się z siecią kanałową przewody alarmowe należy połączyć ze sobą przy użyciu łącznika zaciskowego BS-QU oraz koszulki termokurczliwej BS-SRA. Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA BRANDES

105 Wprowadzenie przewodów z pod kaptura termokurczliwego PUSZKA PRZYŁĄCZENIOWA Wprowadzenie przewodów Przewód czujnikowy i powrotny w budynkach i komorach wyprowadza się poprzez kaptur termokurczliwy przy użyciu przewodu dwużyłowego w izolacji teflonowej, odpornej na wysoką temperaturę do puszek przyłączeniowych BS-AD. Nie jest dopuszczalne bezpośrednie przeciąganie przewodów kontrolnych poza kaptur termokurczliwy, gdyż może to prowadzić to do wadliwej pracy systemu. SYGNALIZACJA BRANDES

106 Wprowadzenie przewodów z pod kaptura termokurczliwego PUSZKA POMIAROWA Dla właściwej pracy urządzenia nadzorującego niezbędny jest bezpośredni elektryczny kontakt z przewodami rurowymi, który uzyskuje się poprzez przyspawanie łącznika stalowego do rurociągu zasilającego i powrotnego. Przewód dwużyłowy może być wyprowadzony pod kapturem termokurczliwym bezpośrednio na rurze stalowej. Połączenie między łącznikiem stalowym a puszką pomiarową należy wykonać przy pomocy przewodu czterożyłowego w izolacji teflonowej. Wprowadzenie przewodów SYGNALIZACJA BRANDES

107 Wprowadzenie przewodów z pod kaptura termokurczliwego DETEKTOR LPS-2R Sposób podłączenia przewodów sygnalizacyjnych do Urządzenia nadzorującego jest analogiczny jak w przypadku podłączenia do puszki pomiarowej. Zamiast urządzenia LPS-2R analogicznie mogą być podłączone urządzenia do automatycznej sygnalizacji i lokalizacji miejsc awarii LPS-2RL, MSP1, BS-305 SYGNALIZACJA BRANDES


Pobierz ppt "SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A. BIAŁYSTOK 13.12.2008 PROJEKTOWANIE."

Podobne prezentacje


Reklamy Google