1

CRO: Kontrolno-regulacijski objekti u distribucijskom sustavu vodoopskrbe ______________________________________________________________________ Copyright © 2011 Coprogram d.o.o, Zagreb

Zagreb, 2000

Zagreb, 2000

2

Sažetak

Veliki gradski, regionalni i interegionalni sustavi vodoopskrbe traže drukčiji pristup u razvoju njihove

konstrukcije i u upravljanju njihovim pogonom. Ne mogu se više slijediti naslijeđene jednostavne

koncepcije i nemogu se više projektirati na način kako se to činilo u vrijeme dok su to još bili mali ili

seoski vodovodi. Potrebna je sada interkonekcija pojedinačnih područja ili sustava vodoopskrbe,

hijerarhijsko ustrojstvo takva integralnog sustava, formiranje temeljne transportne mreže, njezinih

kontrolno-regulacijskih čvorova-objekata i integralnog temeljnog transportnog sustava, a onda i

pojedinačnih distribucijskih sustava unutar te temeljne mreže (slično hijerhijskom ustrojstvu temeljne

prijenosne mreže, trafostanica i distribucijskih područja u sustavima elektroopskrbe).

Kontrolno-regulacijski će objekti otvoriti mogućnosti višesmjernog korištenja te temeljne transportne

mreže, povezivanja različitih sustava i područja distribucije s različitim izvorištima vode, najveću

prilagodljivost sustava svim potencijalnim uvjetima njegova pogona, najveću sigurnost vodoopskrbe i

njezinu najveću učinkovitost i ekonomičnost. Budući da su u najmanjem broju takvih kontrolno-

regulacijskih objekata, skupljeni svi kontrolni i regulacijski elementi i sklopovi cijeloga sustava

vodoopskrbe, to jesu nesto slozeniji objekti, ali istodobno i objekti koji pojednostavljuju, bolje rečeno

omogućuju, znatno racionalnije i učinkovitije upravljanje velikim sustavima vodoopskrbe.

Iako ti objekti jesu nešto složeniji, svako njihovo pojednostavljivanje u stvarnosti će višestruko

komplicirati cijelinu sustava vodoopskrbe, sve do situacija u kojima takvim sustavima vodoopskrbe

praktički neće biti niti moguće racionalno upravljati. U ovome radu, autori Coprograma doo. ističu

značenje takvih kontrolno-regulacijskih objekata (i cijeline temeljnog transportnog, kontrolno-

regulacijskog sustava), za sve velike sustave vodoopskrbe, te shematiziraju koncepciju takvih objekata i

smjernice za njihovo projektiranje.

3

Uvod Predugo zadržavanje početnih jednostavnih koncepcija i samo jednostavno širenje, dovelo je mnoge danas već velike vodovode do krajnje neučinkovitosti i neracionalnosti, ali istodobno i nemogućnosti jednostavne promjene takvih situacija. Intenzivna angažiranja u traženju rješenja za transformiranje takvih vodovoda i njihovo replaniranje u smjeru razvoja puno fleksibilnijih sustava, čije dimenzije neće zavisiti o uspješnosti u pogađanju dugoročnih vodoopskrbnih potreba, čiji kapaciteti će se povećavati sukcesivno sa stvarnim povećavanjem tih potreba i čijim će se učincima moći kontrolirano upravljati u svim uvjetima, upućuju na primjenu nekih novih koncepcija i konstrukcija vodoopskrbnih objekata i sustava. Kontrolno-regulacijski objekti (KRO) ključni su objekti u takvim konstrukcijama, koji ih pokreću, kroz koje se upravlja takvim konstrukcijama i koji takve konsatrukcije čine višesmjernim, višefunkcijskim i maksimalno fleksibilnim. 1. Kontrolno-regulacijski objekti (KRO) vodovoda Primjenom nešto složenijih konstrukcija vodovodnih armatura, modularnih koncepcija ugradnje suvremenih crpnih agregata i suvremene elektrostrojarske i informatičke opreme, a prema potrebi čak i modularne dogradnje sabirnih vodospremnika, postojeća booster crpna stanica BCP, zavisno od budućih stvarnih promjena i potreba, može se postupno transformirati u složeniji kontrolno-regulacijski objekt KRO (slika 1). To je objekt koji, zavisno od budućih stvarnih potreba, može sadržavati sve elemente koje inače sadrže svi vodovodi (cijeli jedan vodovod, u malom). Istodobno, to može biti točka (kontrolno-regulacijski čvor) koji može ispuniti sve potencijalne predvidive i nepredvidive zahtjeve, od uvođenja nove/dodatne energije u pogon sustava i prilagođavanja ukupnih kapaciteta sustava stvarnim tekućim zahtjevima/opterećenjima, do preusmjeravanja tokova u sustavu, opskrbe novih potrošača ili prihvaćanja novih izvorišta, na potpuno suprotnim stranama prostora. Takve transformacije i takvi objekti otvaraju nove mogućnosti za velike vodovode, kako u prilagođavanju budućim stvarnim zahtjevima/opterećenjima, tako i u isključivanju svih rizika za sigurnost vodoopskrbe. Poglavito zbog toga što se i drugi postojeći i novi pogonski objekti vodovoda (crpne stanice i vodospremnici) na sličan način mogu dograđivati, transformirati i interpolirati u slične kontrolno-regulacijske objekte (KRO-e), na lokacijama već postojećih objekata ili prema potrebi na potpuno novim lokacijama (slika 2). Na taj način zadržavaju se sve postojeće i dodaju se nove funkcije i performanse vodovodnog sustava, sukladno budućim stvarnim uvjetima i zahtjevima. Moglo bi se kazati da se na taj način otvaraju praktički neograničene mogućnosti prilagođavanja, razvitka i racionalizacije velikih vodovoda. Slika 1. Transformacija BCP u KRO - otvaranje novih mogućnosti za velike vodovode

BCP KRO1VP CP

KRO1VP KRO3 CP KRO2

KRO4

Slika 2. Neograničene mogućnosti prilagođavanja, razvitka i racionalizacije velikog vodovoda

4

2. Temeljne kontrolno-regulacijske vodovodne konstrukcije Slika 3. Hijerarhijsko ustrojstvo konstrukcije velikog vodovoda temeljna kontrolno-regulacijska vodovodna konstrukcija

3. Uvjeti primjene koncepcija temeljne kontrolno-regulacijske konstrukcije Koncepcije kontrolno-regulacijskih objekata (KRO-a) i temeljnih kontrolno-regulacijskih vodovodnih konstrukcija, razvijene su prigodom traženja rješenja za transformiranje već postojećih velikih vodovoda. Zbog predugog zadržavanja starih-početnih koncepcija i samo stalnog širenja vodovoda, postupno se dolazilo do konstrukcija s enormno velikom potrošn jom energije i nesrazmjerno slabim ukupnim učincima, te s tisućama jednakopravnih elemenata (cjevovoda i objekata) s kojima se više nije moglo upravljati. Rješenja transformacije takvih konstrukcija tražena su u identifikaciji njezinih hidraulički najutjecajnijih komponenti, interpoliranju novih još nedostatnih elemenata i zatvaranju takvih znatno jednostavnijih temeljnih kontrolno-regulacijskih konstrukcija, kroz koje se onda moglo učinkovito upravljati učincima cjeline takvih vodovoda. Sve ostale komponente takvih vodovoda (tisuće cjevovoda, mreže i objekata), transformirane su tako u sekundarne mreže ispune međuprostora i kaseta takve temeljne kontrolno-regulacijske konstrukcije. Svi pogonski učinci (primjerice, protok i tlak) u cijelome prostoru tako transformiranih vodovoda kontrolirani su sada i upravljani kroz takvu temeljnu kontrolno-regulacijsku konstrukciju, a sve takve sekundarne mreže u međuprostorima/kasetama te temeljne konstrukcije, dobile su samo funkcije jednostavne detaljne distribucije tako već osiguranih učinaka (primjerice protoka i tlaka).

KRO1 KRO2

KRO3 KRO4

Postupnim transformiranjem, interpoliranjem i dograđivanjem takvih kontrolno-regulacijskih čvorova/objekata (KRO-a), mogu se, postupno i prema stvarnim potrebama, razvijati velike vodovodne konstrukcije s racionalnim dimenzijama njezinih objekata, racionalnim pogonskim troškovima i višestrukom sigurnosti vodoopskrbe, u svim predvidivim i nepredvidivim uvjetima (slika 3). Riječ je o najvišoj hijerarhijskoj razini ustrojstva konstrukcije cjeline vodoopskrbnog sustava. Riječ je o višesmjernoj i višefunkcijskoj temeljnoj kontrolno-regulacijskoj vodovodnoj konstrukciji, s cijelim rasponom mogućih pogonskih performansi i mogućnosti učinkovitog i ekonomičnog prilagođavanja svim potencijalnim uvjetima i zahtjevima. Suština cjeline čak i vrlo velikih sustava vodoopskrbe može se tako koncentrirati u samo nekoliko glavnih cjevovoda ili prstena i nekoliko takvih kontrolno-regulacijskih objekata. Svi pogonski učinci cjeline takva vodoopskrbnog sustava kontroliraju se i osiguravaju upravo tom temeljnom kontrolno-regulacijskom konstrukcijom, a sve ostalo samo su mrežaste ispune za detaljanu distribuciju tih već osiguranih pogonskih učinaka (traženog protoka i tlaka), u međuprostorima te temeljne konstrukcije. Na taj način, traženi pogonski učinci osiguravaju se uz uvijek primjerenu potrošnju energije i uz minimalne dimenzije cjevovoda, ne samo te temeljne konstrukcije, nego i detaljnih distribucijskih mreža u njezinim međuprostorima.

5

Sličan proces se odvija i prigodom reorganiziranja postojećih vodoopskrbnih mreža i određivanja DMA (District Metering Area) zona, s ciljem bilanciranja i kontroliranja gubitaka vode u distribuciji. I tu se teži minimalnom broju i kontroliranju ulazno-izlaznih točaka/objekata takvih DMA zona mreže. I tu se mreže detaljne distribucije unutar takvih DMA zona postupno kontrolirano razdvajaju od temeljne kostrukcije transportnih cjevovoda. I tu se, sada zbog bilanciranja i kontrole gubitaka vode, postojeća distribucijska mreža postupno transformira i reorganizira u pravcu razdvajanja temeljne transportne i kontrolno-regulacijske vodovodne konstrukcije, te mreža detaljne distribucije unutar DMA zona, unutar međuprostora i kaseta te temeljne konstrukcije. Razlika je zapravo samo u tome što se ovdje obično radi o previsokom tlaku i njegovoj redukciji (uništavanju suvišno angažirane energije) u tim ulazno-izlaznim kontrolno-regulacijskim objektima, dok se u prethodno opisanoj koncepciji teži niskotlačnoj temeljnoj transportnoj konstrukciji i dodavanju nedostatnog tlaka/energije u tim objektima. Očito je da je za kontrolu distribucijske mreže (zbog bilo kojih razloga i sa bilo kojim ciljem) preduvjet njezina transformacija i reorganizacija, u pravcu formiranja njezine hijerarhijske strukture, sa temeljnom transportnom i kontrolno-regulacijskom konstrukcijom, te distribucijskim mrežama unutar međuprostora i kaseta te temeljne konstrukcije. Pri tome ipak treba težiti niskotlačnim rješenjima te temeljne konstrukcije i dodavanju nedostane energije/tlaka u kontrolno-regulacijskim objektima na ulazima u te kasete detaljne distribucije, a ne njezinim visokotlačnim rješenjima i uništavanju suvišne energije u tim objektima. Upravo kroz takve transformacije već postojećih velikih vodovoda pokazalo se koliko je njihov prethodni razvitak bio neracionalan. Dimenzije već izgrađenih glavnih cjevovoda bile su često dostatne, čak i za znatno više i učinkovitije razine njihova korištenja u novoj temeljnoj konstrukciji. Dimenzije cjevovoda i objekata unutar novoformiranih sekundarnih mreža ispune takve temeljne konstrukcije, pokazale su se često i više nego predimenzionirane za takvu svoju novu funkciju. Pokazalo se tako da koncepcije temeljnih kontrolno-regulacijskih vodovodnih konstrukcija, još veći smisao svoje primjene imaju u fazama planiranja razvitka velikih vodovoda. Posebice zbog toga što su to tada potpuno fleksibilni planovi, koji se mogu jednostavno i stalno ažurirati i prilagođavati, stvarnim uvjetima i stvarnim zahtjevima u stvarnom vremenu. I poglavito zbog toga što su i takve temeljne kontrolno-regulacijske konstrukcije maksimalno modularne i fleksibilne i što se njihova izgradnja također može maksimalno prilagoditi tim stvarnim uvjetima i stvarnim zahtjevima, u stvarnom vremenu razvitka i pogona tako planiranih velikih vodovoda. Naravno, takva se temeljna kontrolno-regualcijska konstrukcija ne može projekirati na klasičan način, tako da se isprojektira njezino vodovodno rješenje, a onda se nekome drugome ostavi da riješi kako s njom upravljati. Svojim najvećim dijelom, rješenje takve temeljne kontrolno-regulacijske konstrukcije zapravo je rezultat rješavanja problema kontrole, operativnog upravljanja i upravljanja održavanjem distribucijskog sustava vodoopskrbe.

4. Konstrukcije kontrolno-regulacijskih objekata (KRO) Težište interesa u takvim transformacijama postojećih velikih vodovoda bilo je upravo u traženju takvih konstrukcija samih kontrolno-regulacijskih objekata koje će moći istodobno ispuniti sve zahtjeve svoje učinkovitosti i sve uvjete svoje izgradnje/interpolacije u već gusto urbaniziranim gradskim sredinama.

Rezultat tih istraživanja danas su već tipizirana rješenja takvih objekata, minimalnih građevinskih dimenzija (nešto veća podzemna betonska okna ili pak samo rekonstrukcije već postojećih vodovodnih objekata, primjerice već postojećih crpnih, booster stanica ili zasunskih komora već postojećih vodospremnika) i istodobno maksimalne pogonske prilagodljivosti i učinkovitosti.

Neka od takvih tipskih rješenja KRO-a prikazana su na slikama 5 i 6, a prikazi su preuzeti ili reinterpretirani iz informacija, dokumentacije i promidžbenog materijala više multinacionalnih kompanija i consulting kuća specijaliziranih za projektiranje i proizvodnju vodovoda, vodovodne, elektrostrojarske i informatičke opreme.

6

Simbol elektromotornog"on-off" ventila

ventila (tipa: regulatingvalve)

Simbol regulacijskog

ventila (tipa: non-returnvalve)

Simbol nepovratnog

sa svom njihovom standardnomi nestandardnom opremom

Simbol skupine crpnih agregata

sa svom njihovom standardnomi nestandardnom opremom

Simbol ulaza/izlaza vodospremnika

standardnom i nestandardnomopremom

Simbol tlacnog kotla sa svom

Slika 4. Strukturno - funkcijska topološka shema cjeline općeg tipskog rješenja KRO-a

KSB GmbH

Slika 5. CAD prikaz tipskog rješenja jednog dijela KRO-a

7

Slika 6. Grafička reinterpretacija tipskog rješenja jednog dijela KRO-a Budući da se slične neracionalnosti i neučinkovitosti mogu prepoznati i u našim vodovodima i budući da neki od njih također već prerastaju u velike vodovode, takve koncepcije, konstrukcije i takvi kontrolno-regulacijski objekti postaju interesantni i za njihovo postupno transformiranje i replaniranje. Iako ti objekti jesu nešto složeniji, svako njihovo pojednostavljivanje višestruko će komplicirati cijelinu sustava vodoopskrbe, sve do situacija i problema kakvi se vec imaju u postojećim vodovodima. Zbog toga ne treba težiti njihovu pojednostavljivanju, nego naprotiv njihovu daljnjem i detaljnijem razrađivanju i usavršavanju.

8

Back to list of documents

____________________ _______________________________________________________________________________ Copyright © 2011 Coprogram d.o.o, Zagreb

Vezano:

Modeliranje konstrukcije i upravljanja distribucijskim sustavom vodoopskrbe

Coprogram d.o.o, Zagreb, Hrvatska

Prostorni vodoopskrbni planovi u Republici Hrvatskoj

Coprogram d.o.o, Zagreb, Hrvatska

VOH – Vodoopskrbna osnova Republike Hrvatske

Coprogram d.o.o, Zagreb, Hrvatska

Integralni GPRS telemetrijski, AMR/AMI i sustav detekcije gubitaka u vodoopskrbnoj mreži

Coprogram d.o.o, Zagreb, Hrvatska

Integralni informacijski sustav vodoopskrbe

Coprogram d.o.o, Zagreb, Hrvatska