SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A.

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

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)

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.

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

1. PODZIAŁ RUROCIĄGU NA KLASY, DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA
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 Dt=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.

PN-EN klasy projektowe:

PN-EN klasy projektowe: Definicja klasy projektu dla stali z określoną minimalną granicą plastyczności Re(23C) = 235 N/mm2

Dopuszczalna wytrzymałość na pęknięcie zmęczeniowe – wzór Palmgrena-Minara dla: Gdzie: ni – liczba cykli zmian naprężeń o amplitudzie naprężeń DSi w okresie oczekiwanej trwałośći eksploatacyjnej Ni – liczba cykli zmian naprężeń o amplitudzie naprężeń DSi wywołująca pęknięcie Si – obliczeniowy zakres naprężeń w N/mm2 gfat – współczynnik wytrzymałości na pęknięcie zmęczeniowe i – liczba różnych zakresów naprężenia

Max ilość cykli Współ. bezpiecz.
Rodzaj sieci Klasa projektu Max ilość cykli Współ. bezpiecz. Dopuszczalne naprężenia Przyłącza do budynków lub sieci rozdzielcze dn≤300 A 500 5 595 MPa Rurociągi rozdzielcze dn≤300 B 250 6,67 782 Mpa Rurociągi magistralne dn≥350 C 100 10 889 MPa Przykład Rurociąg dn200, max naprężenia w kolanie kompensacyjnym S=650 MPa N= (5000/650)4 =3500 cykli Nd= 3500/6,67=525 >250 cykli Nd= 3500/5=700 <500 cykli Zalecenia : zastosować poduszki kompensacyjne, zwiększyć ramię kompensacyjne

Zalecenia normy dla poszczególnych klas projektów: Klasa A projekt spełnia wszystkie założenia wstępne odnoście temperatury ,ciśnienia, przykrycia gruntem itp. obliczenia sieci ( Lmax, 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%

2. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA RUROCIĄG W GRUNCIE
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

Naprężenia i siły spowodowane różnicą 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 a – współcz. rozszerzalności stali 1,2•10-5 1/K E – moduł Yunga stali 2,1•105 s – naprężenia w rurociągu stalowym wydłużenia od różnicy temperatur:

Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: przyrost naprężeń od różnicy temperatur: dla dla SIŁY OSIOWE

Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: RURY PODWÓJNE - naprężenia w rurach przewodowych wynikające z konstrukcji: Dt = Tz -Tp = max80°C

Naprężenia i siły spowodowane różnicą temperatur: RURY PODWÓJNE

Naprężenia i siły od ciśnienia wewnątrz rurociągu stalowego: Naprężenia obwodowe: Naprężenia osiowe: Zredukowane naprężenia osiowe: Współczynnik Poissona:

Naprężenia i siły od tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Nacisk pionowy gruntu na rurę: Nacisk poziomy gruntu na rurę: -kąt tarcia gruntu Całkowity nacisk na zakrzywioną powierzchnię jaką stanowi rura:

Naprężenia od siły tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Jednostkowa siła tarcia gruntu o rurę: 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 r,g,K0 otrzymujemy jednostkową siłę tarcia gruntu o rurę: D – średnica płaszcza osłonowego [mm] H – głębokość osi rurociągu w [m]

Naprężenia i siły od tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Zmiany wprowadzone przez normę : Wpływ ciężaru powoduje zwiększenie siły tarcia od 1do 20% dla DN w rezultacie powodując mniejszą długość instalacyjną (tarcia)

Naprężenia od siły tarcia gruntu o płaszcz osłonowy HDPE: Całkowita siła tarcia gruntu o rurę: L – odległość od kolana kompensującego do punktu stałego [m] Naprężenia od siły tarcia wynoszą: - pole powierzchni rury stalowej

3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE
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:

tzw. maksymalną długość instalacyjną
3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE 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:

Tak więc max naprężenia mogą przyjąć wartość:
3. DOPUSZCZALNE WARTOŚCI NAPRĘŻEŃ OSIOWYCH W RUROCIĄGU- MAKSYMALNE DŁUGOŚCI INSTALACYJNE 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 10204 współczynnik bezpieczeństwa g=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 MPa Granica plastyczności w temperaturze 130° Re130 ≈ 190 MPa

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

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

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

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

4. WYDŁUŻENIE RUROCIĄGU PREIZOLOWANEGO W GRUNCIE
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

Wydłużenie rurociągu preizolowanego wynosi więc: Dla typowych obliczeń inżynierskich składowa od ciśnienia ze względu na znikomą wartość może zostać pominięta

W przypadku rur podwójnych należy uwzględnić powierzchnię rury zasilającej i powrotnej oraz średnią temperaturę zasilenia i powrotu

Zmiany wprowadzone przez normę : Siła osiowa od poprzecznej reakcji gruntu NR zwykle powoduje zmniejszenie wartości wydłużenia o ok. 20 %.

5. METODY UKŁADANIA RUROCIĄGÓW PREIZOLOWANYCH
Metoda nr 1 – pełna kompensacja wydłużeń L ≤ Lmax Kompensacja naturalna typu „L”, „Z”, „U” 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 Kompensacja z zastosowaniem kompensatorów osiowych 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 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:

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 Lf 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 Lf

Metoda nr 2 – podgrzew wstępny L > Lmax Długość strefy wydłużeń Lf wynosi: Wydłużenie strefy Lf wynosi: Dla rur podwójnych: Długość strefy wydłużeń Lf wynosi: Wydłużenie strefy Lf wynosi:

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.

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 Lmax. 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 ( m=0,2 ) można pominąć.

Metoda nr 3 – montaż rurociągu na zimno L > Lmax s>185MPa 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 (0-1o) 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 s>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 s=2,52x120=302,4 MPa W metodzie tej rurociąg jest zasypywany przed puszczeniem czynnika grzewczego.

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 Mises’a:

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

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

6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ KOLANA KOMPENSACYJNE 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 ( sdop=0,15MPa)

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

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

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

6. KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ 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

Niewielkie zmiany kierunku trasy sieci ciepłowniczej mogą być
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:

Klasyfikacja rodzaju zewnętrznych oddziaływań
7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU 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

A. – uszkodzenia rurociągu wynikające z odkształceń plastycznych,
7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU 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
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

Przyłącza do budynków = 1000
7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU 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 = Sieci rozdzielcze = Przyłącza do budynków = 1000

Zmęczenie niskocyklowe (wolnozmienne uplastycznienie cykliczne)
7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU 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.

Miejsca na które należy zwrócić uwagę przy obliczeniach rurociągu:
7. STANY GRANICZNE RUROCIĄGU 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 σPUR=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

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

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).

Wybór sytemu alarmowego - porównanie Element Systemu System impulsowy System 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.

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

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

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

System impulsowy System Brandesa
Wybór sytemu alarmowego - porównanie Element systemu System impulsowy System Brandesa Lokalizacja zawilgocenia Metoda reflektometryczna: praktyczna lokalizacja możliwa przy zawilgoceniu poniżej 10 kΩ (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 1MΩ ( niewielkie zawilgocenie) interpretacja wyników wyświetlana w % odległości od punktu pomiarowego możliwość jednoczesnej lokalizacji max dwóch zawilgoceń

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.

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

SYGNALIZACJA IMPULSOWA 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.

SYGNALIZACJA IMPULSOWA 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.

SYGNALIZACJA IMPULSOWA 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.

SYGNALIZACJA BRANDES Tester LH 20S 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. Lokalizator awarii LP 10 Przyrząd przeznaczony jest do ręcznej lokalizacji miejsc zawilgocenia.

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

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. Urządzenie centralne BS-305 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.

SYGNALIZACJA BRANDES 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. .

SYGNALIZACJA BRANDES 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.

SYGNALIZACJA BRANDES 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.

RODZAJ I MIEJSCE USYTUOWANIA ELEMENTÓW I PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH. 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). 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

SYGNALIZACJA IMPULSOWA

Łączenie przewodów w złączu 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 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 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 1,5mm2.

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

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

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

Pomiary kontrolne

Wprowadzenie przewodów 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 Wprowadzenie przewodów z pod kaptura termokurczliwego

Wprowadzenie przewodów 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 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

SYGNALIZACJA BRANDES

SYGNALIZACJA BRANDES Łączenie przewodów w złączu
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.

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.

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.

Zamocować podtrzymki przewodów do rury stalowej przy pomocy taśmy krepowej w . pozycji 10 i 14 na tarczy zegara.

Przewody skrócić tak, aby odizolowane końce mogły być luźno wprowadzonego z obu stron do niezaizolowanego łącznika Końce odizolować przy pomocy szczypiec samonastawnych BS-AZ

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

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.

SYGNALIZACJA BRANDES Pomiary kontrolne
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.

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.

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

SYGNALIZACJA BRANDES Wprowadzenie przewodów
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 z pod kaptura termokurczliwego PUSZKA PRZYŁĄCZENIOWA 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.

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.

SYGNALIZACJA BRANDES 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

SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A.

Podobne prezentacje

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

Podobne prezentacje

О projekcie

Zwrotny adres

Wejść

Zaloguj się poprzez sieć społeczną:

SYSTEMY PREIZOLOWANE PRIM S.A.

Podobne prezentacje

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

Podobne prezentacje

О projekcie

Zwrotny adres