Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Regionális vízellátás Magyarországon. Okok Vízigények növekedése, életforma váltás Vízigények növekedése, életforma váltás Térben és időben Térben és.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Regionális vízellátás Magyarországon. Okok Vízigények növekedése, életforma váltás Vízigények növekedése, életforma váltás Térben és időben Térben és."— Előadás másolata:

1 Regionális vízellátás Magyarországon

2 Okok Vízigények növekedése, életforma váltás Vízigények növekedése, életforma váltás Térben és időben Térben és időben Nagyvárosok, lakótelepek Nagyvárosok, lakótelepek Iparvidékek Iparvidékek Üdülőterületek Üdülőterületek Felszínközeli vízbázisok elszennyeződése Felszínközeli vízbázisok elszennyeződése Ammónium, nitrát Ammónium, nitrát EU követelmények EU követelmények Arzén, ammónium, vas, mangán, stb. Arzén, ammónium, vas, mangán, stb.

3 Következmények Ipari fejlesztési területek (Északmagyarország, Dunántúl) Ipari fejlesztési területek (Északmagyarország, Dunántúl) Nagyvárosok (Miskolc, Debrecen, Pécs) Nagyvárosok (Miskolc, Debrecen, Pécs) Üdülőterületek (Balaton, Dunakanyar) Üdülőterületek (Balaton, Dunakanyar)

4

5 ÉRV Rt. Lázbérc Csórrét Köszörűvölgy Lázbérc Mihálygerge Hasznos

6 ÉDV Rt.

7 DRV Rt.

8

9

10 Regionális vízközmű rendszerek tervezése

11 Regionális rendszerek tervezése  Célok Fogyasztói igények Fogyasztói igények Ellátási kötelezettségek Ellátási kötelezettségek Költséghatékonyság Költséghatékonyság  Alapadatok Meglévő állapot Meglévő állapot Fogyasztási, terhelési trendek Fogyasztási, terhelési trendek  Módszerek Igény prognózis Igény prognózis Szállítási útvonal alternatívák Szállítási útvonal alternatívák Műszaki megoldás az egyes alternatívákra Műszaki megoldás az egyes alternatívákra A műszaki megoldások költségeinek meghatározása A műszaki megoldások költségeinek meghatározása

12 Hosszútávú tervezés  A tervezés céljai Költéség hatékonyság (befektetés – eredmény) Költéség hatékonyság (befektetés – eredmény) Beruházási költségekBeruházási költségek Üzemeltetési költségekÜzemeltetési költségek BevételekBevételek Megtérülés (+haszon !)Megtérülés (+haszon !) A számítások problematikája abból adódik, hogy az egyes költségek és bevételek időben eltérő módon, illetve tendenciával jelentkeznek A számítások problematikája abból adódik, hogy az egyes költségek és bevételek időben eltérő módon, illetve tendenciával jelentkeznek Vigyázzunk arra, hogy ezt különböző megközelítésből értelmezik Vigyázzunk arra, hogy ezt különböző megközelítésből értelmezik Tulajdonos (minél olcsóbban)Tulajdonos (minél olcsóbban) Üzemeltető (minél jobbat)Üzemeltető (minél jobbat) Befektető (mindkettő)Befektető (mindkettő) A tervező ezekhez képest elfogulatlan, kívülálló kell legyen A tervező ezekhez képest elfogulatlan, kívülálló kell legyen A manipulációk és félreértések elkerülésére a számításokat mindig egy meghatározott időszakra, időtávlatra célszerű elvégezni ! A manipulációk és félreértések elkerülésére a számításokat mindig egy meghatározott időszakra, időtávlatra célszerű elvégezni !

13 Hosszútávú tervezés  Alapadatok Meglévő állapot Meglévő állapot Meglévő rendszerek állapotának felvételeMeglévő rendszerek állapotának felvétele Termelő-, Termelő-, Szállító-, Szállító-, Tároló kapacitások felmérése Tároló kapacitások felmérése Üzemeltetési adatok, trendek elemzéseÜzemeltetési adatok, trendek elemzése Termelési adatok elemzése – évszakos változások Termelési adatok elemzése – évszakos változások Igényprognózisok alapadatai, fajlagos fogyasztásokIgényprognózisok alapadatai, fajlagos fogyasztások Fogyasztási adatok elemzése (díjszámlázás) Fogyasztási adatok elemzése (díjszámlázás) Veszteség elemzésVeszteség elemzés

14 Hosszútávú tervezés  Távlati igények, igényprognózis Település fejlesztési tervek Település fejlesztési tervek Lakossági igények Lakossági igények LakosszámLakosszám Fajlagos igény prognózisFajlagos igény prognózis Ipar, nagyfogyasztók esetében egyedi prognózis Ipar, nagyfogyasztók esetében egyedi prognózis Veszteség prognózis Veszteség prognózis

15 Hosszútávú tervezés Igény trendek alapján termelési kapacitás fejlesztési alternatívák készítése

16 Hosszútávú tervezés  Ellátási változatok Vízigények (Qdmax, Qdátl, Qdmin) Vízigények (Qdmax, Qdátl, Qdmin) Betáplálási alternatívák (A,B,C) Betáplálási alternatívák (A,B,C) Szállítási útvonal alternatívák (1,2,3) Szállítási útvonal alternatívák (1,2,3) Q dmax -A-1 Q dmax -A-1 Q dátl -A-1 Q dátl -A-1 Q dmin -A-1 Q dmin -A-1 Stb. Stb.  Műszaki megoldás az egyes változatokra Azonos időhorizonthoz tartozó változatok Azonos időhorizonthoz tartozó változatok  A műszaki megoldások költségeinek meghatározása

17 Hegyköz

18 Működési séma

19 Vízkormányzási stratégiák

20 Hegyköz

21 Hidraulikai alapfogalmak  Folytonosság - Q = A i * v i a vizsgált szakaszon folyadék nem keletkezik, vagy vész el, oldalról sem hozzáfolyás, sem elfolyás, valamint a szakaszon tározódás vagy ürülés nincsen. Az a folyadékmennyiség, azaz Q hozam, amely a szakaszra belép, azon végig is halad és onnan ki is lép. a vizsgált szakaszon folyadék nem keletkezik, vagy vész el, oldalról sem hozzáfolyás, sem elfolyás, valamint a szakaszon tározódás vagy ürülés nincsen. Az a folyadékmennyiség, azaz Q hozam, amely a szakaszra belép, azon végig is halad és onnan ki is lép.  Bernoulli-egyenlet: A geodéziai és nyomásmagasság a mozgó folyadék helyzeti energiáját adja meg, míg a sebességmagasság a mozgási energiára utal. A geodéziai és sebességmagasság a mozgó folyadék saját energiája, míg a nyomásmagasság a környezetből származó külső, "kölcsönzött" energia. Ha a vizsgált szakasz mentén a meghatározzuk az összes energiatartalmat (Z+p/  +v2/2g) összekötő vonalat, az energiavonalat kapjuk. Amennyiben ezen összegzésből a sebességmagasságot kihagyjuk, és csak a helyzeti energiára utaló Z+p/  tagokat vesszük figyelembe, a nyomásvonalat kapjuk

22 Hidraulikai alapfogalmak  Energiaveszteségek Surlódási veszteség Surlódási veszteség Részben a mozgó folyadék és a csőfal közötti, részben a folyadék belső súrlódásából ered.Részben a mozgó folyadék és a csőfal közötti, részben a folyadék belső súrlódásából ered. Az áramlás teljes hossza mentén hat, nagysága a mozgás irányában fokozatosan nő.Az áramlás teljes hossza mentén hat, nagysága a mozgás irányában fokozatosan nő. Helyi energia veszteség Helyi energia veszteség Az okozza, hogy valamely csőszerelvény lokálisan megváltoztatja az áramlás sebességének nagyságát vagy irányát, esetleg mindkettőt.Az okozza, hogy valamely csőszerelvény lokálisan megváltoztatja az áramlás sebességének nagyságát vagy irányát, esetleg mindkettőt.

23 Hidraulikai alapfogalmak  Cső-surlódási tényező  Cső-surlódási tényező Lamináris áramlás esetén =64/Re Lamináris áramlás esetén =64/Re Turbulens áramlás esetén - Colebrook-White képlet Turbulens áramlás esetén - Colebrook-White képlet Moody diagramm

24 Hidraulikailag hosszú és rövid csővezeték  Hidraulikailag hosszú csővezeték Ha egy csővezetéket jelentős hossz és viszonylag kevés szerelvény jellemez, a csőfal menti súrlódási veszteség nagyságrendekkel nagyobb lehet, mint a helyi veszteségek összege, h L,s >> h L,h. Ekkor a h L,h helyi veszteségek elhanyagolhatók, a cső hidraulikailag hosszúnak tekinthető. Ez esetben gyakran a sebességmagasság figyelembe vételétől is el lehet tekinteni.  Hidraulikailag rövid csővezeték Ha a kétféle veszteség nagyságrendje közel azonos, hL,s  hL,h, a helyi veszteségek nem hagy­hatók figyelmen kívül.

25 Hidraulikai méretezés  Vezeték átmérők meghatározása Q – 20 órás szivattyúzással számított vízszállítás Q – 20 órás szivattyúzással számított vízszállítás  Tározók elhelyezése Nyomásigények meghatározása Nyomásigények meghatározása  Szivattyú emelőmagasság meghatározása Fajlagos nyomásveszteség ~ 10m/km, vagy a ténylegesen számított érték Fajlagos nyomásveszteség ~ 10m/km, vagy a ténylegesen számított érték Nyomásigény – Megengedett maximális nyomás Nyomásigény – Megengedett maximális nyomás

26 Esettanulmány A Hegyközi települések vízellátásának, ivóvízminőség javításának megoldása regionális rendszer kiépítésével

27 Vízkormányzási stratégiák

28 Regionális vízellátó rendszerek kialakítása

29 Rendszer típusok Elemi 1-1.ábra 1 nyomásövezet, ellennyomó tárolóval 1-2.ábra 1 nyomásövezet, átfolyásos tárolóval

30 Rendszer típusok Összetett 2-1. ábra - 2 nyomásövezet sorba kapcsolt kialakítása

31 Rendszer típusok Összetett 2-2.ábra - 2 nyomásövezet párhuzamos kialakítása

32 Rendszer kialakítás Az általános eset - Több betáplálás - Több zóna

33 A távvezetékek nyomvonala  A távvezetékek kötik össze víztermelő telepeket, a tározókat, az átemelő gépházakat és a fogyasztókat  Vízszintes vonalvezetés Egyéb vonalas létesítmények, vízfolyások keresztezése Egyéb vonalas létesítmények, vízfolyások keresztezése Út, vasútÚt, vasút Közmű vezetékekKözmű vezetékek VízfolyásokVízfolyások

34 A távvezetékek nyomvonala A nyomvonalnak lehetőleg jól megközelíthetőnek kell lennie (javítás, karbantartás) A nyomvonalnak lehetőleg jól megközelíthetőnek kell lennie (javítás, karbantartás) Szakaszolás Szakaszolás  Magassági vonalvezetés Magas pontokon légtelenítés Magas pontokon légtelenítés Mély pontokon leürítés lehetőségének biztosítása Mély pontokon leürítés lehetőségének biztosítása

35 Tározás és szivattyúzás regionális vízellátó rendszerekben  Tározók és átemelők elhelyezés hegy- és dombvidéken Térszíni tározók (medencék) Térszíni tározók (medencék) Ellennyomó és átfolyásos is lehet Ellennyomó és átfolyásos is lehet Az átemelő gépházakat érdemes a tározó mellé telepíteni Az átemelő gépházakat érdemes a tározó mellé telepíteni Lásd pl. Hegyköz. Lásd pl. Hegyköz.

36 Hegyköz

37 Működési séma

38 Tározás és szivattyúzás regionális vízellátó rendszerekben  Tározók és átemelők elhelyezése síkvidéken Víztornyok (magaslat hiányában) Víztornyok (magaslat hiányában) Térszíni medencék inkább csak a víztermelő telepeken Térszíni medencék inkább csak a víztermelő telepeken A víztornyok sok esetben a regionális gerincről való leágazáson találhatók, ellennyomó üzemmódnak megfelelően elhelyezve A víztornyok sok esetben a regionális gerincről való leágazáson találhatók, ellennyomó üzemmódnak megfelelően elhelyezve A nyomásfokozó gépház mellett az esetek többségében nincs térszíni szívó medence (csőből- csőbe) A nyomásfokozó gépház mellett az esetek többségében nincs térszíni szívó medence (csőből- csőbe)

39

40 Regionális vízellátó rendszerek kialakítása

41 Szivattyúzás, nyomásfokozás  Hidraulikai alapok Centrifugál szivattyú működési elv Centrifugál szivattyú működési elv Szivattyú jelleggörbe és jellemzők Szivattyú jelleggörbe és jellemzők Q,H,hatásfok, NPSH, fordulatszámQ,H,hatásfok, NPSH, fordulatszám Csőhálózati jelleggörbék Csőhálózati jelleggörbék  Szivattyú választás

42

43 43 Centrifugál szivattyú

44 Hidraulikai feltételek és hatások –Hálózati elemek (vezetékek, szerelvények, ….) –Szívó és nyomóoldali tározók vízszintjei –A táplált zóna aktuális fogyasztása –Az azonos zónára dolgozó, vagy abból vételező gépházak H sz = f(Q sz, Q f, H t, Q b,…)

45 Csőhálózati jelleggörbe

46 Csőhálózati jelleggörbe sereg − Felső határoló Maximális emelőmagasság − Alsó határoló Minimális emelőmagasság

47 Szivattyú kiválasztása  Vízszállítási igény meghatározása Vízkormányzási stratégiák alapján a mértékadó terhelés kiválasztása Vízkormányzási stratégiák alapján a mértékadó terhelés kiválasztása 20 órás szivattyúzás feltételezésével számított érték 20 órás szivattyúzás feltételezésével számított érték  Nyomás igény meghatározása Szélső, határoló csőhálózati jelleggörbék előállítása a betáplálási, vagy átemelési pontra Szélső, határoló csőhálózati jelleggörbék előállítása a betáplálási, vagy átemelési pontra  Beépítendő gépek számának meghatározása  Energetikai szempontok …  …

48 Mintapélda

49 Szivattyú választás

50 Gépházak kialakítása  Épület illetve csarnok szerkezet a térszínen elhelyezve  Felszín alatt aknában Száraz aknás Száraz aknás Nedves aknás (búvár szivattyúk aknában, vagy medencében) Nedves aknás (búvár szivattyúk aknában, vagy medencében)  Jellemző csővezeték elemek és szerelvények Szívó és nyomóoldali kollektor (gyűjtő) vezeték Szívó és nyomóoldali kollektor (gyűjtő) vezeték Párhuzamosan kapcsolt gépek esetébenPárhuzamosan kapcsolt gépek esetében Elzáró szerelvények (szívó és nyomó oldalon egyaránt) Elzáró szerelvények (szívó és nyomó oldalon egyaránt) Visszacsapó szelep (csappantyú) a nyomó csonkra szerelt elzáró után Visszacsapó szelep (csappantyú) a nyomó csonkra szerelt elzáró után Szívó és nyomó oldali nyomásmérés Szívó és nyomó oldali nyomásmérés Nyomóoldali vízhozam mérés (minimális távolság az utolsó szerelvénytől pl. a visszacsapótól min. 3D) Nyomóoldali vízhozam mérés (minimális távolság az utolsó szerelvénytől pl. a visszacsapótól min. 3D)

51 Gépházak szabályozása  Szívómedencével Fordulatszám szabályozás szívó oldali medence szintről Fordulatszám szabályozás szívó oldali medence szintről  Szívómedence nélkül (nyomásfokozó) Szívóoldali nyomás min 1 bar (10 mvo) Szívóoldali nyomás min 1 bar (10 mvo) Fordulatszám szabályozás szívó oldali nyomásról Fordulatszám szabályozás szívó oldali nyomásról  Nyomóoldali tározóval Fordulatszám szabályozás nyomó oldali tározó szintről Fordulatszám szabályozás nyomó oldali tározó szintről  Nyomóoldali tározó nélkül Fordulatszám szabályozás kimenő oldali nyomásra Fordulatszám szabályozás kimenő oldali nyomásra

52 Regionális vízellátó rendszerek kialakítása  Távvezetékeken fellépő nyomáslengések Hirtelen zárás és nyitás Hirtelen zárás és nyitás Szivattyú hirtelen leállása, vagy túl gyors indulása Szivattyú hirtelen leállása, vagy túl gyors indulása Vízszálszakadás, kavitáció Vízszálszakadás, kavitáció

53 Hírtelen zárás esetén létrejövő nyomáslengés fázisai (Forrás: Szlivka Ferenc: Vízgazdálkodás gépei p: 136.)

54 Tipikus helyek ahol tranziens jelenségek észlelhetőek (Forrás: Bentley HAMMER V8i Edition p:901)

55 Példa  150 m hosszú (L), merev falú cső  A vezeték kezdő pontján a nyomás 5 bar (p 1 )  A vezeték másik végén, egyenletes zárással, 5 m/s 2 -es lassítást (a) hajtunk végre  A zárás helyén rövid időre kialakuló nyomás (p 2 ):

56 Következmények  Csőtörés nyomás maximumok esetén  Ha a vízszál megszakad, a kavitáció miatt fokozódhat a csőtörés veszélye  Vákuum esetében a tömítetlenségeknél, talajvízben befertőződhet a hálózat  Iránytöréseknél, elágazásoknál, kellő megtámasztás hiányában elmozdulás, kötések szétcsúszása  Szerelvény károsodások (csappantyúk, szelepek,….)

57 Matematikai modell Alapok Nyomáshullám terjedési sebessége rugalmas csőben Nyomásnövekedés ahol a - nyomáshullám terjedési sebessége V - vízsebesség D -vezeték átmérő e-cső falvastagság E cső -cső rugalmassági modulusa E v -víz térfogati rugalmassági modulusa

58 Számítás  Klasszikus stacioner állapotra vonatkozó egyenletekkel nem határozhatók meg a szélsőértékek  Közelítő módszerek ( bizonyos jellemző értékeket jól közelítenek, teljes folyamat nem ismerhető meg ): Matematikai egyenletekkel (Joukowski, 1898; Allievi, 1902). Matematikai egyenletekkel (Joukowski, 1898; Allievi, 1902). Grafikus, szerkesztő(Parmakian, 1963) Grafikus, szerkesztő(Parmakian, 1963) Tervezési diagrammok (Fok, 1978; Fok, 1980; Fok et al., 1982) Tervezési diagrammok (Fok, 1978; Fok, 1980; Fok et al., 1982) Laboratóriumi modellek Laboratóriumi modellek Üzemi tesztekkel Üzemi tesztekkel

59 Numerikus matematikai modell  A differenciál egyenletek numerikus megoldásával pontosabb képet kaphatunk a jelenség lefolyásáról, amennyiben a permfeltételeket, illetve kezdeti feltételeket jól határozzuk meg.  Alapegyenletek: Anyagmegmaradás (folytonossági egyenlet) Anyagmegmaradás (folytonossági egyenlet) Energia megmaradás (impulzus/momentum egyenlet) Energia megmaradás (impulzus/momentum egyenlet)

60 Megoldási módszerek  Euler-féle közelítés: az események lefolyását rögzített, álló koordinátarendszerben vizsgáljuk az események lefolyását rögzített, álló koordinátarendszerben vizsgáljuk  Lagrange módszer: a koordinátarendszer együtt mozog az áramlással. a koordinátarendszer együtt mozog az áramlással.

61 EULER Karakterisztikák módszere  Cél a csomópontokban adott időpillanatokban a nyomás, a csomópontokban adott időpillanatokban a nyomás, a vezeték szakaszokon a sebesség meghatározása a vezeték szakaszokon a sebesség meghatározása Folytonossági egyenlet: Momentum egyenlet: ahol: g - gravitációs gyorsulás a - nyomáshullám terjedési sebessége V - vízsebesség f -Darcy-Weisbach csősúrlódási veszteség D -vezeték átmérő H -nyomásmagasság

62 Védekezés a káros nyomáslengések ellen  Gépházban Szivattyú fordulatszám szabályozása Szivattyú fordulatszám szabályozása Kiegyenlítő medence, tartály Kiegyenlítő medence, tartály Bypass, megkerülő vezeték beépített szeleppel (szabályozottan megkerüljük a szivattyút) Bypass, megkerülő vezeték beépített szeleppel (szabályozottan megkerüljük a szivattyút) Szivattyút lendítő kerékkel szereljük fel nagyobb tehetetlenségi nyomaték, lassaban pörög fel, illetve áll le Szivattyút lendítő kerékkel szereljük fel nagyobb tehetetlenségi nyomaték, lassaban pörög fel, illetve áll le Hasadótárcsa Hasadótárcsa Többirányú energiabetáplálás Többirányú energiabetáplálás

63 Védekezés a káros nyomáslengések ellen  Hálózatban Automata légtelenítő/légbeszívó szelep magas pontokon Automata légtelenítő/légbeszívó szelep magas pontokon Állványcső alkalmazása távvezetéken (szabad vízfelszín) Állványcső alkalmazása távvezetéken (szabad vízfelszín) Elzáró szerkezetek lassú zárása Elzáró szerkezetek lassú zárása t zárás >2La (vezetékszakaszra jellemző főidő))t zárás >2La (vezetékszakaszra jellemző főidő)) zárási karakterisztikazárási karakterisztika tűzcsapok is kritikusak lehetnektűzcsapok is kritikusak lehetnek Kisebb sebesség a hálózatban, nagyobb csőátmérők. Kisebb sebesség a hálózatban, nagyobb csőátmérők. A hálózat anyagának helyes megválasztása A hálózat anyagának helyes megválasztása rugalmasabb csövek kisebb nyomásváltozásrugalmasabb csövek kisebb nyomásváltozás Hálózati csillapítás Hálózati csillapítás A sok kifolyási pont, folytonossági hiba radikálisan csökkenti a hatást, ezért elosztóhálózatban kisebb a jelentősége.A sok kifolyási pont, folytonossági hiba radikálisan csökkenti a hatást, ezért elosztóhálózatban kisebb a jelentősége.


Letölteni ppt "Regionális vízellátás Magyarországon. Okok Vízigények növekedése, életforma váltás Vízigények növekedése, életforma váltás Térben és időben Térben és."

Hasonló előadás


Google Hirdetések