PORADNIK PROJEKTANTA - Radpol · m e20 e200 e135 o-6 ¸ a ¸ l l l Wyd³u¿enie po zerwaniu: Wspó³czynnik przewodzenia ciep³a: 5 C 20 C C 100 C C 200 C o o o o o (wartoœæ interpolowana

finpol rohr Sp. z o.o.RURY PREIZOLOWANE01-918 WARSZAWA, ul. Nocznickiego 33;Tel. (022) 835-32-97, (022) 835-43-17; fax (022) 835-43-16

PORADNIKPROJEKTANTA

Warszawa, listopad 2006

Oddajemy do Waszych r¹k poradnik do projektowania sieciciep³owniczych z rur preizolowanych w technologii FINPOL

ROHR - efekt pracy kadry technicznej naszej firmy.

Mamy nadziejê, ¿e zawarte w nim informacjei wskazówki pomog¹ w podjêciu w³aœciwych decyzjitechnicznych w trakcie projektowania i realizacji preizolowanychsieci ciep³owniczych z elementów produkowanych przezFINPOL ROHR.

System FINPOL ROHR wywodz¹cy siê z technologii wdro¿onejprzez KWH (Finlandia) i ukszta³towany pod wp³ywemwieloletnich doœwiadczeñ najwiêkszego polskiego u¿ytkownikasieci ciep³owniczych - Sto³ecznego Przedsiêbiorstwa EnergetykiCieplnej - uwzglêdnia warunki panuj¹ce w polskich systemachciep³owniczych.

¯yczymy sukcesów w pos³ugiwaniu siê poradnikiemi prosimy o nadsy³anie uwag.

finpol rohr Sp. z o.o.

3

finpol rohr Sp. z o.o.RURY PREIZOLOWANE

01-918 WARSZAWA, ul. Nocznickiego 33;tel. (022) 835-32-97, (022) 835-43-17; fax (022) 835-43-16

e-mail: [email protected]://www.finpol.com.pl

Dzia³ Marketingu tel. 331-15-27, 331-15-26

Dzia³ Sprzeda¿y tel. 835-47-68, 331-15-30

Szef Produkcji tel. 864-52-23 w. 147

Finpol Rohr - Poradnik Projektanta

SPIS AWARTOŒCIZ

1. WPROWADZENIE.....................................................................6

2. PODSTAWOWE DANE O ELEMENTACHPREIZOLOWANEGO SYSTEMU CIEP£OWNICZEGO 6

2.1. Wstêp 6

2.2. Wymiary i masy rur preizolowanych 7

2.3. Rury stalowe 8

2.4. Polietylenowe rury os³onowe 9

2.5. Izolacja termiczna 9

3. STRATY CIEP£A 10

4. STRATY CIŒNIENIA, DOBÓR ŒREDNIC - NOMOGRAMPRZEP£YWU 12

5. OBLICZENIA PROJEKTOWE 14

5.1. Naprê¿enia w œciance rury przewodowej

5.2. Wykop

5.3. Si³y tarcia i d³ugoœci instalacyjne

5.4. Wyd³u¿enie cieplne

5.5. Sposoby kompensowania wyd³u¿eñ cieplnych 20

...........

...................................................................................

..................................

........................................................................

.............................................

................................................................

...................................................................

........................................................................

...............................................

........................

.................................................................................

.....................................

...........................................................

..............

14

15

17

18

5.5.1. Kompensacja z preheatingiem

5.5.2. Tradycyjna kompensacja bez preheatingu

.................................................................

..............................................

20

3

5.5.1.1. Monta¿ z unieruchomieniem po podgrzaniu wstêpnym, czyli z zatrzymaniem

przemieszczeñ ruroci¹gu przez si³y tarcia lub punkty sta³e

5.5.1.2. Naturalna kompensacja w przypadku preheatingu

5.5.2.1. Uk³ady typu “L"

5.5.2.2. Uk³ady typu “Z"

5.5.2.3. Kompensatory typu “U"

5.5.2.4. Kompensacja naturalna uk³adu ruroci¹gu (swobodnymi ramionami)

5.5.2.5. Kompensacja ³ukami o k¹cie mniejszym ni¿ 90

5.5.2.6. Odga³êzienia

5.5.2.7. Uk³ady z kompensatorami mieszkowymi

............................

...........................................

...................................................................................................

...................................................................................................

......................................................................................

.............

...............................................

........................................................................................................

...........................................................

20

24

26

26

28

0

32

33

36

37

o

4 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta

5.5.3. Punkty sta³e

7.2.1. Zasada prowadzenia nadzoru

7.2.2. Zasada lokalizacji

7.2.3. Zestawienie elementów systemu firmy BRANDES

7.2.4. Projektowanie systemu BRANDES

7.3.1. Zasada dzia³ania systemu CWA

7.3.2. Ogólne zasady projektowania systemu CWA

...............................................................................................

...................................................................

......................................................................................

..................................

..........................................................

................................................................

..........................................

38

6. TABELE 42

6.1. TABELA 1. D£UGOŒCI INSTALACYJNE I SI£Y TARCIA,WERSJA GRUBOŒCIENNA - SPEC Warszawa,Izolacja I klasy

6.5. TABELA 5. D£UGOŒCI INSTALACYJNE I SI£Y TARCIA,WERSJA KWH, Izolacja III klasy

6.6. Nomogram do doboru ramion swobodnych“L", “Z" i “U"

7. INSTALACJE KONTROLI SIECI PREIZOLOWANYCH

7.1. Wprowadzenie

7.2. Charakterystyka systemu rezystancyjnego BRANDES

7.3. Charakterystyka systemu impulsowego firmy CWA

.................................................................................

...................................................................

.......................................................................

.........

...................................................................

..

.......

42

6.2. TABELA 2. D£UGOŒCI INSTALACYJNE I SI£Y TARCIA,WERSJA STANDARDOWA, Izolacja I klasy 43

6.3. TABELA 3. D£UGOŒCI INSTALACYJNE I SI£Y TARCIA,WERSJA KWH, Izolacja I klasy 44

6.4. TABELA 4. D£UGOŒCI INSTALACYJNE I SI£Y TARCIA,WERSJA KWH, Izolacja II klasy 45

46

47

48

48

49

50

50

51

53

53

54

55

60

61

63

.....................

.........................................

........................................

.......................................

7.2.4.1. Projektowanie koncepcyjne

7.2.4.2. Czêœæ techniczna dotycz¹ca wyposa¿enia ruroci¹gu

7.2.4.3. Projektowanie - czêœæ aparaturowa

................................................................................

......................................

...................................................................

5Finpol Rohr - Poradnik Projektanta

przewodyalarmowe

rura os³onowapolietylenowa

piankapoliuretanowa

rura stalowa

przewodyalarmowe

rura os³onowapolietylenowa

piankapoliuretanowa

rura stalowa

a) b)

1. Wprowadzenie

2. Podstawowe dane o elementach preizolowanegosystemu ciep³owniczego

Poradnik ten podaje ogólne zasady projektowania preizolowanych sieci ciep³owniczychw technologii FINPOLROHR wraz z uk³adami alarmowymiZespó³ Projektowania i Doradztwa Technicznego FINPOL ROHR udziela wszelkichkonsultacji dotycz¹cych projektowania i wykonawstwa preizolowanych sieciciep³owniczych, prowadzi szkolenia w zakresie projektowania i monta¿u oraz wykonujeprojekty techniczne sieci i weryfikuje projekty klientów.

Firma FINPOL ROHR produkuje elementy preizolowane dla bezkana³owych sieciciep³owniczych w oparciu o doœwiadczenia eksploatacyjne Sto³ecznegoPrzedsiêbiorstwa Energetyki Cieplnej i technologiê fiñskiej firmy KWH Pipe.Elementy preizolowane wykonywane w systemie FINPOL ROHR sk³adaj¹ siê z rurystalowej przewodowej umieszczonej centrycznie w p³aszczu z rury polietylenowej.Wolna przestrzeñ wype³niona jest sztywn¹ piank¹ poliuretanow¹. Elementy s¹wykonywane w systemie zespolonym - pianka z³¹czona jest z rur¹ przewodow¹ oraz zp³aszczem ochronnym.Firma FINPOL ROHR dostarcza elementy preizolowane w zakresie œrednicnominalnych DN20 700*.

.

Rys.1. Rura stalowa preizolowana z instalacj¹ alarmow¹

a) dla DN 400b) dla DN > 400

2.1. Wstêp

¸

* DN 20 700 - produkcja w Warszawie¸

£


* rury ze szwem

Jednym z warunków niezawodnoœci i bezpieczeñstwa pracy sieci preizolowanych jeststosowanie elektronicznego systemu alarmowego kontroluj¹cego ca³¹ sieæi wykrywaj¹cego wszelkie awarie w ich wczesnym stadium. Finpol Rohr stosuje dwasystemy alarmowe, system rezystancyjny i system impulsowy.

2.2. Wymiary i masy rur preizolowanych

Tabela 1. Wersja gruboœcienna (warszawska)

Tabela 2. Wersja standardowa (rury bez szwu)


Rura stalowa

DN

[mm] [mm] [mm] [kg/m] [kg/m]

20 26.9x3.2 90x2.2 2,86 3,19

25 33.7x3.2 90x2.2 3,37 3,95

32 42.4x3.2 110x3.0 4,61 5,63

40 48.3x3.2 110x3.0 5,04 6,42

50 60.3x3.2 125x3.0 6,25 8,53

65 76.1x3.2 140x3.0 7,73 11,55

80 88.9x3.2 160x3.0 9,15 14,49

100 114.3x3.6 200x3.2 13,22 22,23

125 133.0x4.0 225x3.5 16,89 29,16

150 159.0x5.0 250x3.9 23,92 41,35

200 219.1x7.1 315x4.9 44,44 77,40

250 273.0x7.1 400x6.3 58,63 111,21

300 323.9x8.0 450x7.0 76,83 151,25

350 355.6x8.0 500x7.8 86,72 177,25

400 406.4x8.8 560x8.8 108,73 227,39

500 508.0x10.0 630x9.8 147,96 334,90

Rura

os³onowaBOrientacyjna masa

rury preizolowanej

Orientacyjna masa

rury z wod¹�Dzxs Dzxs

Rura stalowa

DN

[mm] [mm] [mm] [kg/m] [kg/m]

32 42.4x4.5 110x3.0 5,72 6,60

40 48.3x4.5 110x3.0 6,34 7,55

50 60.3x5.0 125x3.0 8,56 10,55

65 76.1x7.1 140x3.0 14,06 17,07

80 88.9x7.1 160x3.0 16,70 21,09

100 114.3x8.0 200x3.2 24,36 31,95

125 133.0x8.0 225x3.5 28,82 39,57

150 159.0x10.0 250x3.9 41,67 56,84

200 219.1x10.0 315x4.9 58,88 90,00

250 273.0x11.0 400x6.3 83,13 132,59

300 323.9x11.0 450x7.0 99,38 170,93

350 355.6x11.0 500x7.8 111,61 198,97

400 406.4x11.0 560x8.8 129,69 245,68

500 508.0x11.0 630x9.8 159,96 345,38

600* 610.0x11.0 710x11.1 191,75 463,16

600* 610.0x11.0 800x12.5 205,94 477,35

700* 711.0x12.5 900x12.9 265,38 634,80

Rura

os³onowaBOrientacyjna masa

rury preizolowanej

Orientacyjna masa

rury z wod¹�Dzxs Dzxs

Tabela 3. Wersja standardowa (rury ze szwem)

Uwagi:

1. Wersja gruboœcienna ( ) przewidziana jest dla wody o du¿ej agresywnoœci.2. Wersja standardowa z rurami stalowymi ze szwem przewidziana jest dla sieci

o bardzo dobrej jakoœci wody sieciowej.

Œrednice i gruboœci œcianek rur gruboœciennych i standardowych bez szwuwg PN-80/H-74219 podane s¹ w tabelach 1 i 2.

C - max. 0.16 R = 343 MPa, t = 20 CMn - 0.35 0.60Si - 0.15 0.35P - max. 0.05

R = 235 MPaR = 186 MPaR = 204 MPa

= 12 x 10 1/K

Tab. 1

W³asnoœci stali R 35

2.3. Rury stalowe

Œrednice i gruboœci œcianek rur standardowych ze szwem wg PN-79/H-74244podane s¹ w tabeli 3.

A = min. 25

= 52.3 W/(mK)= 50.6 W/(mK)= 48.3 W/(mK

Sk³ad: Wytrzyma³oœæ na zrywanie:

Granice plastycznoœci:

Wspó³czynnik rozszerzalnoœci liniowej:

m

e20

e200

e135

o

-6

¸

a

¸

l

l

l

Wyd³u¿enie po zerwaniu:

Wspó³czynnik przewodzenia ciep³a:

5

C 20 C

C 100 C

C 200 C

o o

o o

o o(wartoœæ interpolowana liniowo)


Rura stalowaRura

os³onowaOrientacyjna

masa rury

DN dzxs Dzxg preizolowanej z wod¹[mm] [mm] [mm] [kg/m] [kg/m]

20 26.9x2.3 90x2.2 2.60 3.125 33.7x2.6 90x2.2 2.97 3.532 42.4x2.6 110x3.0 4.33 5.440 48.3x2.6 110x3.0 4.71 6.150 60.3x2.9 125x3.0 6.13 8.565 76.1x2.9 140x3.0 7.59 11.480 88.9x3.2 160x3.0 9.62 14.7100 114.3x3.6 200x3.2 13.74 22.2125 133.0x3.6 225x3.5 16.16 28.0150 159.0x4.0 250x3.9 20.83 37.9200 219.1x4.5 315x4.9 32.37 64.9250 273.0x5.0 400x6.3 42.49 99.5300 323.9x5.6 450x7.0 59.89 134.0350 355.6x5.6 500x7.8 66.6 152.9400 406.4x6.3 560x8.8 84.8 198.0500 508.0x6.3 630x9.8 103.1 280.4600 610.0x8.0 710x11.1 148.7 406.3600 610.0x8.0 800x12.5 166.8 424.4

Orientacyjnamasa rury

700 711.0x8.0 900x12.9 207.0 586.2

2.4. Polietylenowe rury os³onowe

2.5. Izolacja termiczna

Materia³:

Gêstoœæ: Wspó³czynnik rozszerzalnoœci liniowej:

Granica plastycznoœci: Wspó³czynnik przewodnoœci cieplnej:

Wyd³u¿enie przy zerwaniu: WskaŸnik szybkoœci p³yniêcia:

Gêstoœæ pozorna:

Ch³onnoœæ wody:

Zawartoœæ porów zamkniêtych:

W³asnoœci mechaniczne:

Maksymalna temperatura pracy ci¹g³ej 140 C

Przewodnictwo cieplne przy 50 C < 0.03 W/mK

Parametry pianki mog¹ siê zmieniaæ wraz z rozwojem technologii.

polietylen wysokiej gêstoœci (HDPE)

>944 kg/m = 180x10 1/K

R min.= 19 MPa = 0.43 W/(mK)

Amin.= 350 % MFR=0.3 0.7g/10min. dla t=190 C

Rury polietylenowe s¹ wykonywane bez szwu, odporne na uderzenia wpowy¿ej -50 C, odporne na korozjê.

Izolacjê termiczn¹ stanowi sztywna pianka poliuretanowa (PUR) spe³niaj¹ca wymogizawarte w normie EN-253.

Podstawowe komponenty pianki:

sk³adnik B - izocyjanian.

Po zmieszaniu sk³adników A i B w wyniku reakcji powstaje sztywna piankapoliuretanowa PUR. Œrodkiem spieniaj¹cym (poroforem) jest cyklopentan.

rdzenia min. 60 kg/m

ca³kowita min. 80 kg/m

max. 10 % obj. po 90 min. gotowania

min. 88 %

Wytrzyma³oœæ na œciskanie 0.4 0.9 MPa

Wytrzyma³oœæ na œcinanie 0.15 0.4 MPa dla t=23 C±2 C

Dane techniczne materia³u:

W³asnoœci pianki PUR

r

l

3 -6

o

o

3

3

o o

a

¸

¸

¸

e

temperaturze

sk³adnik A - blenda poliolowa,!

!

o

o

Uwaga:


0,015

0,025

0,035

l[W/(mK)]

0 25 50 75 100 T[ C]o

CO2

H

M

Tz Tp

Qstr.

lg

Tg

( )Q T T T kstr z p g= + - × ×2

Rys. 2. Wspó³czynnik przewodnoœci cieplnej pianki w funkcji temperatury ( =f(t))

Rys. 3. Straty ciep³a ruroci¹gu dla zasilania i powrotu

l

3. Straty ciep³a

Jednostkowa strata energii (Q ) dla sieci ciep³owniczych o jednakowej gruboœciizolacji dla obu ruroci¹gów:

[W/m]

- temperatura czynnika na zasileniu [ C]- temperatura czynnika na powrocie [ ]- temperatura gruntu rodzimego [ ]

st r

T

T

T

z

p

g

(œrednioroczna)

(œrednioroczna)

(œrednioroczna)

o

o

o

CC


Cyklopentan

( )dgr RRRk

++=

1

w

z

p ez

w

p u r

rD

D

d

DR ln

2

1ln

2

1×+×=

p lp l

R HMd

g

=× ×

× + ×1

21 4 2

p lln ( )

RH

Dg

g z

=× ×

×1

2

4

p lln

Ca³kowite przewodnictwo cieplne uk³adu woda-ruroci¹g-grunt:

[W/m ]

Opornoœæ cieplna ruroci¹gu:

[m /W]

Opornoœæ cieplna dodatkowa wynikaj¹ca z wzajemnego oddzia³ywania uk³adu dwóchrur:

[m /W]

Opornoœæ cieplna gruntu:

[m /W]

- przewodnictwo cieplne gruntu rodzimego [W/m ]- wysokoœæ przykrycia do osi ruroci¹gu [m]- odleg³oœæ pomiêdzy osiami ruroci¹gów [m]- wspó³czynnik przenikania ciep³a dla rury [W/m ]

przyjmuje siê:

piasek suchy = 1.5 [W/m ]grunt wilgotny ró¿norodny = 2.5 [W/m ]

okreœla siê wg tabeli:

o

o

o

o

o

o

o

o

C

C

C

C

C

C

CC

lg

r r

r

HM

k =1/R

k

l

l

l

g

g

g

Tabela 4. Strata ciep³a zespo³u dwóch rur


DN

Rura stalowa Rura os³onowaB

s

[mm] [mm] [mm] [mm] [W/m]

20 26,9 3,2 90 2,2 0,157 17,3

25 33,7 3,2 90 2,2 0,195 21,4

32 42,4 3,2 110 3,0 0,202 22,2

40 48,3 3,2 110 3,0 0,236 26,0

50 60,3 3,2 125 3,0 0,267 29,3

65 76,1 3,2 140 3,0 0,320 35,2

80 88,9 3,2 160 3,0 0,330 36,3

100 114,3 3,6 200 3,2 0,344 37,9

125 133,0 4,0 225 3,5 0,367 40,4

150 159,0 5,0 250 3,9 0,431 47,4

200 219,1 7,1 315 4,9 0,546 60,1

250 273,0 7,1 400 6,3 0,517 56,9

300 323,9 8,0 450 7,0 0,608 66,9

350 355,6 8,0 500 7,8 0,585 64,4

400 406,4 8,8 560 8,8 0,626 68,9

500 508,0 10,0 630 9,8 0,980 107,8

600 610,0 8,0 710 11,1 1,491 164,0

700 711,0 8,0 900 12,9 0,873 96,0

kr Qstr

dz Dz g

[W/mxK]

e = k r z e c z 0 0 34 .

D Dp przecz j= ×e

MOC

1,0 W (1,0 J/s) = 0,2388×10-3

kcal/s = 0,8598 kcal/h4186,8 W = 1,0 kcal/s = 3600 kcal/h

1,163 W = 0,2778×10-3

kcal/s = 1,0 kcal/h

ENERGIA

1.0 J (Ws) = 0.2778×10-6

kWh = 0.2388×10-3

kcal

3.6×106

J = 1,0 kWh = 859,8 kcal

4186.8 J = 1.163×10-3

kWh = 1,0 kcal

CIŒNIENIE

1 Pa = 1 N/m2

1 bar = 100 kPa = 105

Pa

1 mbar = 10-3

bar = 100 Pa

Uwaga:

Tabelê sporz¹dzono dla nastêpuj¹cych danych:

pianka spieniona CO

=0.029 W/m C

=1.0 m.

=80 C

=50 C

=10 C

Nomogram opracowano dla sieci ciep³owniczych z przewodow¹ rur¹ stalow¹.Nomogram opracowano wg wzoru Colebrook`a dla temperatury wody 80 C i dlaszorstkoœci bezwzglêdnej wewnêtrznej powierzchni rury =0.03mm.Przy temperaturze +60 maksymalny b³¹d okreœlenia straty ciœnienia wynosi -10%.Dla temperatury +110 maksymalny b³¹d okreœlenia straty ciœnienia wynosi +10%.Przy innym wspó³czynniku szorstkoœci nale¿y zastosowaæ wspó³czynnik korekcyjny :

[-]

Rzeczywista strata ciœnienia bêdzie w tym przypadku wynosiæ:

[Pa]

"

"

"

"

"

"

"

"

2

l

e

pur

z

p

g

o

o

o

o

o

l

l

pe

g

=0.43 W/m C

=1.5 W/m C

CC

o

o

o

o

H

T

T

T

k

4. Straty ciœnienia, dobór œrednic - nomogram przep³ywu

Tabela 5. Tabela pomocnicza przeliczenia jednostek


25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170180190200

250

300

350

400

450

500

550

600

0.1

0.15

15

1.5

150

1 500

0.2

0.02

20

2

200

2 000

0.3

0.03

30

3

300

3 000

0.4

0.04

40

4

400

4 000

0.5

0.05

50

5

500

5 000

0.6

0.06

60

6

600

7 000

0.8

0.08

80

8

800

1.0

100

10

1 000

0.4

40

4

400

4 000

0.5

50

5

500

5 000

0.6

60

6

600

6 000

0.8

0.08

80

8

800

8 000

1

0.1

100

10

1000

10 000

1.5

0.15

150

15

1500

15 000

2

0.2

200

20

2000

20 000

3

0.3

300

30

3 000

10

1 000

100 000

15

1 500

150 000

150

15 000

1.5

0.1

0.2

2

2

0.15

1.5

1.5

0.25

2.5

2.5

0.3

3

10

15

150

1 500

20

2

200

2 000

30

3

300

3 000

25

2.5

250

2 500

40

4

400

4 000

100

1 000

50

5

500

5 000

60

6

600

70

7

700

80

8

800

90

9

900

0.35

3.5

0.4

4

0.5

5

0.05

0.6

6

0.06

0.7

7

0.07

0.8

8

0.08

0.9

9

0.09

1

10

20

2 000

200 000

200

20 000

2

30

3 000

300 000

300

30 000

3

40

4 000

400

40 000

4

50

5 000

5

500

60

6 000

6

600

60 000

80

8 000

8

800

80 000

100

10 000

50 000

Œrednica wewnêtrzna

mm][

Masowe natê¿enie przep³ywu

[Kg/s] [T/h]

Prêdkoœæ

m/s][

Ciœnieniedynamiczne

[Pa]

Strata ciœnienia

[Pa/m]

Nomogram przep³ywu, doboru œrednic i strat ciœnienia

UwagaProste ³¹cz¹ce punkty okreœlaj¹ce dwa dowolne parametry; przed³u¿one umo¿liwiaj¹odczytanie pozosta³ych parametrów.


st

z

ef

p d

s=

×

×2

sa

z

ef

p d

s=

×

×4

sth th t E= × ×a D

s ss s

ss s

zr t

th a

t

th a

z z= +

-- ×

-2 2( ) ( )

sa

st

5. Obliczenia projektowe

5.1. Naprê¿enia w œciance rury przewodowej

Rys. 4. Naprê¿enia w œciance rury przewodowej

!

!

Naprê¿enia w œciance rury przewodowej wywo³ane przez ciœnieniewewnêtrzne

Naprê¿enia obwodowe :

[MPa]

Naprê¿enia osiowe :

[MPa]

- œrednica zewnêtrzna rury stalowej [mm]- efektywna gruboœæ œcianki rury stalowej [mm]- ciœnienie wewnêtrzne [MPa]

Naprê¿enia w œciance rury przewodowej spowodowane przez zmianytemperatury w odniesieniu do temperatury monta¿u

Osiowe naprê¿enia cieplne:

[MPa]

- liniowy wspó³czynnik rozszerzalnoœci cieplnej,=12x10 1/K [1/K]

- modu³ Younga (dla stali niskowêglowych =2,06x10 ) [MPa]- maksymalna ró¿nica temperatury dla ruroci¹gu

w odniesieniu do temperatury monta¿u [K]

Naprê¿enia zredukowane (przy podgrzewaniu):

[MPa]

- wspó³czynnik spawania dla po³¹czeñ wykonywanychw terenie [-]

s

a

D

t

as

a

s

s s s s s s

s

d

s

p

E E

t

z

z

ef

th

t h

zr

-6

5

Najwiêksze bezwzglêdne naprê¿enie spoœród | |, | - |, | + | lub | | jestprzyjmowane jako naprê¿enie zredukowane .

t t h a t h a zr

zr


MC

100

100S

1 2

3

7

4

5

6

e

Zalecane wartoœci dla wspó³czynnika spawania " " w zale¿noœci od iloœci spawówsprawdzanych rentgenograficznie:

Dla œciskania (podgrzewanie):

Jeœli 10%÷100% spawów jest sprawdzanych =1Jeœli <10% spawów jest sprawdzanych =0.9

Naprê¿enie zredukowane musi byæ porównane z naprê¿eniem dopuszczalnym:

Zwykle dla preizolowanych ruroci¹gów ciep³owniczych przyjmuje siê:

Kiedy ciœnienie jest mniejsze lub równe 16 bar i rura stalowa ma œrednicê nominaln¹mniejsz¹ lub równ¹ DN600 oraz nie zastosowano kompensatorów mieszkowych, doobliczeñ mo¿na braæ tylko naprê¿enie termiczne. Przy takim uproszczeniumaksymalny b³¹d dla wspomnianych powy¿ej obliczeñ wynosi 6%.Analizê naprê¿eñ przy zastosowaniu preheatingu (podgrzewu wstêpnego) opisano wrozdziale 5.5.

z

zz

Kryterium bezpieczeñstwa:

s sdop zr>

s

szr

dop

- naprê¿enie zredukowane [MPa]- naprê¿enie dopuszczalne dla stali [MPa]

s =dop 150MPa

Uwaga

5.2. Wykop

Rys. 5. Wymiary wykopu

1. taœma ostrzegawcza 5. podsypka z piasku2. przykrycie gruntem 6. drena¿3. piasek o granulacji 0 8mm 7. grunt rodzimy4. rura preizolowana

¸


h F= ×0 1 7. ,

finpol rohr Sp. z o.o.RURY PREIZOLOWANE

01-918 WARSZAWA, ul. Nocznickiego 33;

tel.(0-22) 835-32-97,(0-22) 835-43-17;

fax (0-22) 835-43-16

F h

Tabela 6. Zalecane minimalne wymiary wykopu dla po³¹czeñ mufowychz opaskami termokurczliwymi

Rys. 6. Przyk³adowe obci¹¿enie ruroci¹gu u³o¿onego w ziemi

Dla u³atwienia monta¿u wykop mo¿na poszerzyæ o 100 mm do 300 mmw stosunku do wymiarów podanych powy¿ej.

Minimalne przykrycie ruroci¹gu wynosi 0.4m. Odleg³oœæ ta jest zawsze mierzona donajwy¿szego punktu ruroci¹gu g³ównego lub odga³êzienia.Je¿eli ruroci¹g jest u³o¿ony pod drog¹, minimalne jego przykrycie mierzone odwierzchu ruroci¹gu do spodu warstwy drogi (asfalt lub beton) wynosi:

[m]

- obci¹¿enie na oœ pojazdu [tona]

Minimalne przykrycie

F


[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

90 230 710 640 140

110 250 760 660 140

125 270 800 675 140

140 280 830 690 140

160 300 880 710 140

180 320 930 730 140

200 340 980 750 140

225 370 1050 775 140

250 390 1110 800 140

280 420 1180 830 140

315 520 1400 865 200

355 560 1500 905 200

400 600 1600 950 200

450 700 1830 1000 250

500 750 1950 1050 250

560 810 2100 1110 250

630 880 2280 1180 250

710 960 2480 1260 250

800 1050 2700 1350 250

900 1150 2900 1450 250

Dp³aszczaB

Mmin

Cmin

Smin

emin

H

Dz

F g H Dz= × × × × ×m r p

Je¿eli nie ma mo¿liwoœci uzyskania przykrycia ruroci¹gu minimum 0.4m, dlaroz³o¿enia nacisku na wiêksz¹ powierzchniê mo¿e byæ u¿yta zbrojona p³ytabetonowa u³o¿ona w odleg³oœci minimum 150 mm od wierzchu ruroci¹gu.W przypadku skrzy¿owania pod jezdni¹ rur preizolowanych z innym uzbrojeniem,minimalne przykrycie powinno byæ powiêkszone o wielkoœæ œrednicy tego uzbrojenia.

Bez wzglêdu na ewentualne przemieszczenia gruntu lub ruroci¹gów wszystkiekrzy¿uj¹ce siê ruroci¹gi nie powinny byæ u³o¿one bli¿ej ni¿ 150mm od p³aszczaos³onowego.Je¿eli ta minimalna odleg³oœæ nie jest mo¿liwa do zachowania, rura os³onowa musibyæ zabezpieczona dodatkow¹ rur¹ HDPE na d³ugoœci równej piêciokrotnej œrednicyrury os³onowej, lecz nie mniejszej ni¿ 1.5m.Rura krzy¿uj¹ca musi równie¿ byæ zabezpieczona rur¹ os³onow¹.W pobli¿u z³¹cz mufowych, odga³êzieñ lub zaworów tak¿e obowi¹zuje minimalnaodleg³oœæ 150mm.

Swobodne przemieszczenie zasypanego ruroci¹gu jest ograniczane przez tarciepomiêdzy gruntem i rur¹ os³onow¹.

Si³a tarcia F na jednostkê d³ugoœci:

[N/m]

- wspó³czynnik tarcia pomiêdzy gruntem i rur¹ os³onow¹(typowe wartoœci od 0.25 do 0.5)(przyjêto do obliczeñ =0.40) [-]

- gêstoœæ gruntu [kg/m ]- przyspieszenie ziemskie 9.81 [m/s ]- zag³êbienie do osi ruroci¹gu [m]- œrednica rury os³onowej [m]

Skrzy¿owania z okablowaniem i rurami (kolizje)

Si³a tarcia

5.3. Si³y tarcia i d³ugoœci instalacyjne

Rys. 7. Si³y tarcia powstaj¹ce na skutek przemieszczania rury preizolowanej u³o¿onejw gruncie

m

r3

2gHDz


Lf

sd

o

p

s

LA

Ff

dop=

×s

( )L Lf f

' sin= × -1 b

b

b£30o

teoretyczny lub rzeczywisty

punkt sta³y

L2L1

L L L f1 2+ = '

D³ugoœci tarciowe Lf

Rys. 8. Naprê¿enia w ruroci¹gu wywo³ane tarciem

Rys. 9. Przyk³adowe ustalenie d³ugoœci instalacyjnej ruroci¹gu za³amuj¹cego siê

pod k¹tem

Maksymalne d³ugoœci instalacyjne (d³ugoœci tarciowe):

[m]

- d³ugoœæ ruroci¹gu poddana tarciu gruntu i przemieszczaj¹ca siêpod wp³ywem ogrzewania (studzenia) [m]

- d³ugoœci tarciowe (maksymalne d³ugoœci instalacyjne dla t=60 C) [m]- naprê¿enie dopuszczalne [MPa]- powierzchnia przekroju poprzecznego rury stalowej [mm ]- jednostkowa si³a tarcia [N/m]

Zmiana kierunku ruroci¹gu o k¹ty 30 jest traktowana jako odcinek prostyo d³ugoœci instalacyjnej :

[m]

W pierwszym przybli¿eniu, do obliczeñ ruroci¹gu stosuje siê metodê nieuwzglêdniaj¹c¹ si³ tarcia. Przybli¿enie to daje œrednio 20% zwiêkszenie wyd³u¿eniacieplnego w porównaniu z rzeczywistymi przemieszczeniami w gruncie.

L

L = L

AF

L`

f

f max

dop

f

D

s

b£

o

2

o

b

5.4. Wyd³u¿enie cieplne


D DL L tth= × ×a

D DL L tF L

A Eth' = × × -

×

× ×a

2

2

DLL

Rys. 10. Ruroci¹g z jednym wolnym koñcem wyd³u¿aj¹cy siê na skutek podgrzewu

Maksymalne teoretyczne swobodne przemieszczenie wzd³u¿ne ( L):

[m]

- d³ugoœæ ruroci¹gu [m]- maksymalna ró¿nica temperatury dla ruroci¹gu

w odniesieniu do temperatury monta¿u [K]

Zredukowane przemieszczenie wzd³u¿ne ( ):

[m]

- d³ugoœæ ruroci¹gu < maksymalnej d³ugoœci instalacyjnej [m]- maksymalna ró¿nica temperatury dla ruroci¹gu

w odniesieniu do temperatury monta¿u [K]- si³a tarcia na jednostkê d³ugoœci [N/m]- modu³ Younga (dla stali niskowêglowych E=2,06x10 MPa) [MPa]- powierzchnia przekroju poprzecznego rury stalowej [mm ]

D

D

D

D

a a

a a

th

th th

- liniowy wspó³czynnik rozszerzalnoœci cieplnej, =12x10 [1/K]

- liniowy wspó³czynnik rozszerzalnoœci cieplnej, =12x10 [1/K]

t h

-6

-6

L

t

L

t

F

E

A

L’

5

2


E

zt

t h

d o p

×

×=D

a

sm a x

2 × ³ -Dt t tmax max min

5.5. Sposoby kompensowania wyd³u¿eñ cieplnych

Wybór metody kompensowania wyd³u¿eñ cieplnych zale¿y od uwarunkowañlokalnych oraz analizy zalet i wad poszczególnych metod.Wyd³u¿enia cieplne ruroci¹gów mog¹ byæ kompensowane poprzez naturalneza³amania trasy, “U” - kszta³ty lub kompensatory mieszkowe.Ruroci¹gi mog¹ byæ uk³adane z zastosowaniem podgrzewu wstêpnego czylipreheatingu.Ogólnie, preheating oznacza unieruchomienie ruroci¹gu w stanie wyd³u¿onym powstêpnym podgrzewie.Ró¿nica temperatur ±60 C wywo³uje w ruroci¹gu (ze stali R35, St37 lub podobnej)naprê¿enia ok. ±150MPa.Stosowanie preheatingu przy wystêpowaniu ³uków umo¿liwia stosowanie krótszychswobodnych ramion kompensacyjnych dostosowanych do mniejszych ró¿nictemperatur pracy i monta¿u.

Preheating (podgrzew wstêpny) oznacza podgrzanie ruroci¹gu do temperaturypomiêdzy minimaln¹ i maksymaln¹ temperatur¹ robocz¹, przed jego zasypaniem.

Po podgrzaniu ruroci¹g jest mocowany przez tarcie gruntu lub punkty sta³e.

Maksymalna robocza ró¿nica temperatur w stosunku do temperatury preheatingu:

[K]

Kryterium dopuszczalnoœci:

[K]

- maksymalna obliczeniowa ró¿nica temperaturdo ustalenia temperatury preheatingu [ C]

- naprê¿enia dopuszczalne dla materia³u ruroci¹gu [MPa]- wspó³czynnik spawania (patrz 5.1) [-]- liniowy wspó³czynnik rozszerzalnoœci cieplnej [1/K]- modu³ Younga [MPa]- minimalna temperatura robocza [ C]- maksymalna temperatura robocza [ C]

o

o

5.5.1. Kompensacja z preheatingiem

5.5.1.1. Monta¿ z unieruchomieniem po podgrzaniu wstêpnym, czyliz zatrzymaniem przemieszczeñ ruroci¹gu przez si³y tarcialub punkty sta³e

1. Obliczenie maksymalnej dopuszczalnej zmiany temperatury

Rys. 11. Ruroci¹g unieruchomiony

D

s

a

t

z

E

t

t

max

dop

th

min

max

o

o


tt t

preh =-max min

2

)( minmax ttt preh ->D

)( maxmax prehttt ->D

DL t t Lth preh m= × - × ×a ( ) 1000

2. Temperatury w trakcie monta¿u

3. Obliczenie wymaganego wyd³u¿enia

4. Zamocowanie wyd³u¿onego ruroci¹gu

Temperatura preheatingu jest obliczana celem okreœlenia wymaganegoprzemieszczenia (wyd³u¿enia) ruroci¹gu.

[K]

Mo¿emy stosowaæ inn¹ temperaturê preheatingu przy spe³nieniu nastêpuj¹cegowymagania:

[K]

oraz

[K]

- temperatura preheatingu [ C]- minimalna temperatura monta¿u [ C]- maksymalna temperatura robocza [ C]

Wymagane wyd³u¿enie musi byæ okreœlone dla wszystkich prostoliniowych odcinkówruroci¹gu:

[mm]

- temperatura monta¿u [ C]- d³ugoœæ prostoliniowego odcinka ruroci¹gu,

dla którego okreœlamy wymagane wyd³u¿enie [m]

Trzy podstawowe sposoby zamocowania ruroci¹gu po wyd³u¿eniu:

a) u¿ycie kompensatorów jednorazowychb) zabetonowanie punktów sta³ych, gdy ruroci¹g jest w stanie wyd³u¿onymc) przykrycie ruroci¹gu gruntem, gdy ruroci¹g jest w stanie wyd³u¿onym

Ad. a) U¿ycie kompensatorów jednorazowych (mufy E)

Temperatura ruroci¹gu jest równa . Punkty sta³e s¹ zabetonowane przed grzaniem izasypane dobrze zagêszczonym piaskiem.

t

t

t

t

L

t

preh

min

max

m

m

o

o

o

o

o

tpreh - temperatura preheatingu [ C]

Rys. 12. Zabetonowanie punktów sta³ych i zasypanie ruroci¹gu przed grzaniem

(z wyj¹tkiem miejsc wspawania mufy E)


Temperatura jest zwiêkszana a¿ do osi¹gniêcia wymaganego przemieszczenia.Kompensator jednorazowy jest w tej pozycji zaspawany.

Po zaizolowaniu kompensatora jednorazowego ruroci¹g mo¿e byæ zakrytyi uruchomiony.

Ad. b) Zabetonowanie punktu sta³ego, gdy ruroci¹g jest w stanie wyd³u¿enia

Temperatura jest zwiêkszana do temperatury preheatingu lub do momentuosi¹gniêcia wymaganego przemieszczenia.

Zabetonowanie punktów sta³ych, gdy ruroci¹g jest w stanie wyd³u¿enia.

Ruroci¹g jest zamocowany w stanie wyd³u¿enia i punkty sta³e s¹ zasypane dobrzezagêszczonym piaskiem, a beton osi¹gn¹³ wytrzyma³oœæ obliczeniow¹.

Po zasypaniu wokó³ punktów sta³ych mo¿emy zasypaæ ruroci¹g i uruchomiæ go.

Rys. 13. Ruroci¹g z muf¹ E po podgrzaniu

Rys. 14. I etap grzanie ruroci¹gu

Rys. 15. II etap zabetonowanie punktów sta³ych

Rys. 16. III etap zasypanie ruroci¹gu


Lf LL Lf

D³ugoœætarciowa

D³ugoœætarciowa

Ruroci¹gunieruchomiony

Ruroci¹g unieruchomiony brakprzemieszczeñ oraz reakcji tarcia

Ograniczoneprzesuniêcie

Ograniczoneprzesuniêcie

D³ugoœætarciowa

D³ugoœætarciowa

Si³a

)5.0()( m

f

m

Lmprehth LLttL +××-×=D a

Ad. c) Przykrycie ruroci¹gu gruntem, gdy ruroci¹g jest w stanie wyd³u¿enia (wtedy si³atarcia gruntu oddzia³uje na ruroci¹g)

Ruroci¹g przed zasypk¹ jest wyd³u¿ony o wymagan¹ wartoœæ.Aby j¹ uzyskaæ,mo¿na stosowaæ dodatkowe zabiegi zmierzaj¹ce do uzyskaniaobliczeniowego wyd³u¿enia, takie jak unoszenie, potrz¹œniêcie.

ruroci¹g rozszerzony swobodnie, a nastêpnie zasypany

Obliczenie przemieszczenia ramienia swobodnego ruroci¹gu nie zakopanego iogrzanego do :

[m]

- liniowy wspó³czynnik rozszerzalnoœci cieplnej [1/K]

- temperatura rury stalowej przed preheatingiem [ C]- d³ugoœæ tarciowa ruroci¹gu przed podgrzaniem [m]- d³ugoœæ ruroci¹gu unieruchomionego ( ) [m]

Ruroci¹g nale¿y utrzymywaæ w temperaturze preheatingu (stan wyd³u¿enia) domomentu w³aœciwego zasypania wykopu i ubicia gruntu.

Obliczone skrócenie koñcówki ( ) dotyczy ruroci¹gu poddanego ogrzaniumonta¿owemu do i wyd³u¿onemu do d³ugoœci maksymalnej dla tej temperatury,nastêpnie zasypanemu i och³odzonemu do temperatury otoczenia.To zmniejszenie musi byæ uwzglêdnione przy monta¿u s¹siednich czêœci uk³adururoci¹gu.

Rys. 17. Unieruchomienie ruroci¹gu przez si³y tarcia

Rys. 18. Stan ruroci¹gu po podgrzaniu przy preheatingu

Stan w preheatingu

t

t

L

L

L't

preh

th

m

f

L

preh

a

D

tpreh - temperatura preheatingu [ C]

przed podgrzaniem

o

o

m

m


L’f’ LL L’f

D³ugoœætarciowa

D³ugoœætarciowa


DL`DL`

L”f LL L”f

D³ugoœætarciowa

D³ugoœætarciowa


D DL L tF L

A Eth f

f= × × -

×

× ×a

2

2

A A A BBBB

Rys. 19. Stan ruroci¹gu po wystudzeniu po wykonaniu preheatingu

Rys. 20. Stan ruroci¹gu po osi¹gniêciu temperatury roboczej

Rys. 21. Strefy kompensacyjne przy preheatingu dla Dz 450

Przemieszczenie "koñcówki" ruroci¹gu:

- liniowy wspó³czynnik rozszerzalnoœci cieplnej, =12x10 [1/K]- d³ugoœæ tarciowa ruroci¹gu [m]- ró¿nica temperatury ruroci¹gu w odniesieniu do temperatury

monta¿u ( ) [K]

Przemieszczenia cieplne s¹ kompensowane za pomoc¹ uk³adów typu "L", "Z" i "U".W celu u³atwienia przemieszczania siê kolan kompensacyjnych w uk³adach typu "L","Z" i "U" wykonywane s¹ strefy kompensacyjne za pomoc¹ poduszekkompensacyjnych. Stosowane s¹ poduszki typu "A" i "B" z miêkkiej piankipoliuretanowej. Poduszkami kompensacyjnymi ob³o¿one s¹ ramiona swobodne.Podczas stosowania preheatingu maj¹ miejsce przemieszczenia w obu kierunkach.Oznacza to, ¿e poduszki kompensacyjne musz¹ byæ umieszczane symetrycznie poobu stronach rury.Maksymalne strefy kompensacyjne z poduszkami kompensacyjnymitypu A i B dla D 450mm.

±50 mm ±100 mm ±150 mm

a

D

£

th th

f

preh m

-6a

L

tt -t

5.5.1.2. Naturalna kompensacja w przypadku preheatingu

z

£


L=50m

L=?

Wymagane ramiê swobodne jest zawsze krótsze, gdy stosujemy preheating. Dookreœlenia ramienia swobodnego jest przyjmowana ró¿nica temperatur pomiêdzytemperatur¹ preheatingu a temperatur¹ maksymaln¹ lub minimaln¹.

“L"-kszta³t przy kompensacji naturalnej w przypadku preheatingu.

Okreœlenie d³ugoœci ramienia swobodnego i iloœci poduszek kompensacyjnych.

Rura stalowa DN 100, p³aszcz os³onowy 200mm, przykrycie do osi ruroci¹gu 0.8 m.Temperatura preheatingu +70 C.Minimalna temperatura +10 C.Maksymalna temperatura +130 C.

Rozwi¹zanie:

D³ugoœæ tarciowa z tab. 6.3 - DN100/200mm, przykrycie do osi ruroci¹gu0.8m =53m

Warunek: = 53m>50m spe³niony.

Okreœlenie maksymalnego przemieszczenia i d³ugoœci swobodnego ramienia zapomoc¹ nomogramu 6.6.:D³ugoœæ 50m i t = 70 C-10 C = 60 CPrzemieszczenie wynosi 36mm i minimalna d³ugoœæ ramienia swobodnego L =3,6m.

Wyd³u¿enie jest mniejsze od 50 mm, wiêc stosujemy tylko poduszki typu A.

Ostatnie 15% d³ugoœci ramienia swobodnego mo¿e byæ bez poduszek(3,6x0,15 = 0.5m).

Poduszki kompensacyjne typu A nale¿y zastosowaæ na d³ugoœci 3,6-0,5=3,1 mramienia swobodnego. Poduszki kompensacyjne maj¹ 1 m d³ugoœcii w praktyce stosuje siê pe³n¹ ich iloœæ,w tym przypadku 3 szt.

Krótsze ramiê ruroci¹gu równie¿ przemieszcza siê i dlatego potrzebujemy poduszekkompensacyjnych po prostopad³ej stronie ³uku. Mo¿emy obliczyæ iloœæ potrzebnychpoduszek w ten sam sposób, jak dla d³u¿szego odcinka

Dla odcinków krótszych ni¿ 10m wystarczaj¹co dok³adnym jest u¿ycie poduszekkompensacyjnych typu A na d³ugoœci obliczeniowej równej 30% ramieniaswobodnego (0.3x3,6m 1.0m), i umieszczonych prostopadle do jego kierunku.

Przyk³ad:

Rys. 22. Przyk³ad obliczeniowy. Uk³ad typu "L"

F

Þ

D

»

o

o

o

o o o

L

L

f

f

A


1.0 m

3.1 m

0.5 m

2

2

11

1

2

LA

A A A BB

L L1 f£

L1

Lswo b .ra m.

te o re tyczn ylu brze czywisty

p u n kt sta ³y


p u n kt sta ³y

Rys. 23. Przyk³adowe teoretyczne ob³o¿enie poduszkami "L"

Rys. 24. Strefy kompensacyjne dla Dz 450mm

Rys. 25. Uk³ad typu “L"

5.5.2. Tradycyjna kompensacja bez preheatingu

5.5.2.1. Uk³ady typu “L"

Gdy stosujemy tradycyjn¹ kompensacjê bez preheatingu przemieszczenia maj¹miejsce tylko w jednym kierunku. Oznacza to, ¿e poduszki kompensacyjne typu A i Bmusz¹ byæ instalowane od strony wyd³u¿enia.

Maksymalne strefy kompensacyjne z poduszkami kompensacyjnymitypu A i B dla D 450mm.

±50 mm ±100 mm ±150 mm

Uk³ad typu “L" jest uk³adem kompensacji naturalnej.

z£

£


79mm

8m60m

Dt=

110°

C

DN

200

„L”

DN

200

6,2 m

1 poduszkakompensacyjnatypu "A" i 1 typu "B"

1 poduszkakompensacyjnatypu "A"

„L”

8,0 m

Wymagania:

L L (d³ugoœæ tarciowa)

Ruroci¹g DN200/315L = 60mPrzykrycie do osi rury 0,9mMaksymalna zmiana temperatury jako ró¿nica temperatur pomiêdzy temperatur¹pracy i temperatur¹ monta¿u, t = 110 C.

Sprawdzenie maksymalnej d³ugoœci instalacyjnej

60m 72m

(L = 72m dla przykrycia wynosz¹cego 0,9m)

Obliczenie wyd³u¿enia termicznego

Wg nomogramu:

L = 60m, L = 79mm

Okreœlenie d³ugoœci ramienia swobodnego

Wg nomogramu:

Poduszki kompensacyjne

Zgodnie z nomogramem dla Dz 450mm stosujemy poduszki kompensacyjne typuA i B.

1 f

1

f

1

£

D

£

ÞD

£

Przyk³ad:

o

Dt = 110 Co

Rys. 26. Przyk³adowe wyznaczenie d³ugoœci ramienia swobodnego dla "L"

Rys. 27. Przyk³ad wyznaczania iloœci poduszek kompensacyjnych dla "L”


L1

0,3 x Lswob. ramienia

0.15 x Lbez poduszek

swob. ramienia

6,2

m

L=

8,0

msw

o b . r

a mie

n i

a

L L1 f£

Lswo b . ra mie n ia

L L2 f£

L +L1 2

t e o re t yczn ylu b rze czywist y

p u n kt st a ³y

Okreœlenie iloœci poduszek kompensacyjnych typuAi B

Poniewa¿ p³aszcz os³onowy ma œrednicê mniejsz¹ ni¿ 450mm, stosujemy poduszkikompensacyjne typu A i B.

Ostatnie 15% d³ugoœci ramienia swobodnego mo¿e byæ bez poduszek.Mo¿emy ustaliæ, ¿e poduszka kompensacyjna typu A jest wymagana dla d³ugoœciswobodnych mniejszych ni¿ 6,2m.Dla d³ugoœci od 6,2m do 8,0m (licz¹c od koñca ramienia swobodnego, patrz rys. 28)potrzebna jest poduszka kompensacyjna typu A i poduszka kompensacyjna typu Bpo zewnêtrznej stronie poduszki kompensacyjnej typu A.W praktyce stosuje siê pe³ne d³ugoœci poduszek - zastosujemy tu 6 poduszek typu Aoraz dwie poduszki typu B.Ruroci¹g o d³ugoœci 8,0m (ramiê swobodne) równie¿ przemieszcza siê,i st¹d potrzebujemy poduszek kompensacyjnych typu A na odpowiednimprostopad³ym odcinku. Mo¿emy obliczyæ tak¿e iloœæ potrzebnych poduszekkompensacyjnych typu A w ten sam sposób, jak dla d³u¿szego ramienia ruroci¹gu.Dla ramion swobodnych krótszych ni¿ 10m wystarczaj¹co dok³adnym jest u¿yciepoduszek kompensacyjnych typu A na d³ugoœci obliczeniowej równej 30% ramieniaswobodnego (0,3x8,0m=2.4m), i umieszczonych prostopadle do jego kierunku.

Uk³ad typu “Z" pracuje najlepiej, gdy d³ugoœæi ramion L i Ls¹ w przybli¿eniu takie same.

F

Rys. 28. Przyk³adowe teoretyczne stosowanie poduszek kompensacyjnych dla uk³adu "L"

Rys. 29. Uk³ad typu”Z”

5.5.2.2. Uk³ady typu “Z”

1 2


132 mm

9.4 m „Z” i „U”100 m (L +L )1 2

Dt =

110

°C

DN

250

Wymagania:

L L (d³ugoœæ tarciowa)L L (d³ugoœæ tarciowa)

0,25<L /L <4,0

Ruroci¹g DN250/400L = 40m, L = 60mPrzykrycie do osi rury 0,9mMaksymalna zmiana temperatury jako ró¿nica temperatur pomiêdzy temperatur¹pracy i temperatur¹ monta¿u, t = 110 C.

40m i 60m s¹ krótsze ni¿ d³ugoœæ tarciowa wynosz¹ca 79m (L = 79m dla przykryciawynosz¹cego 0,9m)

Wg nomogramu:

L = 40m, L = 53mm ( )L = 60m, L = 79mm ( )L + L = 100m, L = 132mm


Wg nomogramu:

Poduszki kompensacyjneZgodnie z nomogramem dla Dz 450 mm stosujemy poduszki kompensacyjnetypu A i B.

1

2 f

£

£

D

Þ

£

f

1 2

1 2

f

1

2

1 2

Przyk³ad:


Obliczenie wyd³u¿enia termicznego

o

D

D Þ

D Þ

t = 110 Ct = 110 Ct = 110 C

o

o

o

nomogram 6.6

nomogram 6.6

Rys. 30. Przyk³ad okreœlenia d³ugoœci ramienia swobodnego dla "Z"


L1

L2

0.3 x L swob. ramienia

0.3 x L swob. ramienia

7,2

m

5,8

m

5,9

m

L=

9.4

msw

ob

.ra

mie

nia

L L1 f£ L L2 f£

Lsw

o b

.ra

mie

n ia

2

Lsw

o b

.ra

mie

n ia

1

Lx


p u n kt sta ³y

„Z” i „U”

DN

250

7,2

m

5,9

m

5,8m

3 poduszkikompensacyjnetypu „B”


1 poduszkakompensacyjnatypu „B”

79 mm

53 mm

8,2m

Rys. 31. Przyk³ad doboru iloœci poduszek dla "Z” i "U"

Rys. 32. Przyk³adowe teoretyczne ob³o¿enie poduszkami kompensacyjnymi dlauk³adu "Z"

Rys. 33. Kompensator typu "U"

UwagaDla L >10 m nale¿y korzystaæ z nomogramów przy wyznaczaniuprzemieszczeñ dla L , oraz przy doborze poduszek.

Uk³ad typu “U" pracuje najlepiej, gdy d³ugoœæi ramion L i L s¹ w przybli¿eniu takiesame (L L ).

swob. ramienia

swob

1 2

1 2

5.5.2.3. Kompensatory typu “U”

»


99 mm

86 mm

„Z” i „U”

8.2 m 7.8 m

75 m65 m

Dt=

110°

CDN

250

Wymagania:


0,5L L 1,0L (d³u¿sze ramiê swobodne spoœród L lub L )

Jeœli L >L uk³ad nale¿y rozpatrywaæ jako 2"Z".

0,25<L /L <2,0

Ruroci¹g DN250/400L = 65m, L = 75mPrzykrycie do osi rury 0,9mZmiana temperatury = maksymalna ró¿nica temperatur pomiêdzy temperatur¹ pracyi temperatur¹ monta¿u, t = 110 C.


65m i 75m s¹ krótsze ni¿ d³ugoœæ tarciowa wynosz¹ca 79m (L = 79m dla przykryciawynosz¹cego 0,9m - odczytano z tab. 6.3)Obliczenie wyd³u¿enia termicznego

Wg nomogramu:

L = 65m, L = 86mm ( )L = 75m, L = 99mm ( )L + L = 140m, L = 185mm


Wg nomogramu:

1 f

swob x swob. swob1 swob2

x swob

1 2

1 2

f

1

2

1 2

£

£ £

D

Þ


t = 110 Ct = 110 Ct = 110 C

2 f£

D D

D Þ D

D Þ D

.

Przyk³ad:

o

o

o

o

nomogram 6.6

nomogram 6.6

Rys. 34. Przyk³ad okreœlenia wysiêgu kompensatora "U"


„Z” i „U”

DN

250

5,8 m



1 poduszkakompensacyjnatypu „B”

0,3 x Lswob. ramienia 1

0,3 x Lswob. ramienia 2

L=

8,2

msw

ob

.ra

mie

nia

2

L=

7,8

msw

ob

.ra

mie

nia

1

0,2 x Lx0,2 x Lx

Lx

4,1 m ... 8,2 m

5,8

m

poduszkikompensacyjne typu „B”

Poduszki kompensacyjne

1. Przy doborze kompensatora “U" (d³ugoœci L ) wybieramy wiêksze spoœródL i L

2. W praktyce stosuje siê pe³ne d³ugoœci poduszek (rys. 36)

Minimalne wymagane ramiona swobodne okreœlamy przy u¿yciu nomogramu 6.6.

Ruroci¹g dzielimy na nastêpuj¹ce elementy:

odcinki prostekompensatory “L", “Z" i “U"- kszta³towe

Wyznaczamy teoretyczne punkty sta³e i projektujemy rzeczywiste punkty sta³e.

Wyznaczenie teoretycznych punktów sta³ych polega na znalezieniu miejsca,w którym rura nie przemieszcza siê pod wp³ywem zmian temperatury, przyswobodnych ramionach kompensacyjnych na koñcach danego odcinka.

Rys. 35. Wyznaczenie iloœci poduszek kompensacyjnych dla kompensatora "U"

Rys. 36. Przyk³adowe teoretyczne ob³o¿enie poduszkami kompensacyjnymikompensatora typu "U"

Uwagi:swob

1 2D D

5.5.2.4. Kompensacja naturalna uk³adu ruroci¹gu (swobodnymi ramionami)

!

!


rzeczywistypunkt sta³y

pozornypunkt sta³y

pozornypunkt sta³y


A B

L-kszta³tZ-kszta³t

U-kszta³t

H1H2

XL

pozorny punkt sta³y

1 2

XH H H

H HL m=

× - × +

× -×

2 2

2

1 1

2

2

2

1 2

( )

( )[ ]

Rys. 37. Wyznaczenie punktów sta³ych dla typowego uk³adu sieci

Rys. 38. Wyznaczenie punktu sta³ego w przypadku zró¿nicowanego naziomu

Jeœli przykrycie zmienia siê liniowo, po³o¿enie teoretycznego punktu sta³ego jestobliczane wg zale¿noœci:

dla H H

- odleg³oœæ od punktu 1 do pozornego punktu sta³ego [m]- przykrycie w punkcie 1 (do osi ruroci¹gu) [m]- przykrycie w punkcie 2 (do osi ruroci¹gu) [m]- d³ugoœæ rury [m]

Odleg³oœci od rzeczywistego i teoretycznego punktu sta³ego do punktu kompensacjis¹ obliczane i sprawdzane tak, aby by³y one mniejsze ni¿ maksymalne d³ugoœciinstalacyjne.

Je¿eli ramiê swobodne jest pod k¹tem od 60 do 90 w stosunku do osi ruroci¹gug³ównego, to d³ugoœæ ramienia musi byæ zwiêkszona proporcjonalnie dowspó³czynnika 1/sin .K¹ty mniejsze od 60 nie s¹ zalecane jako uk³ady kompensacyjne.£uki mniejsze lub równe 30 i za³amania s¹ traktowane jako odcinki prostoliniowe zezredukowan¹ d³ugoœci¹ tarciow¹ .

1 2¹

b

XH

H

L

L

1

2

f

5.5.2.5. Kompensacja ³ukami o k¹cie mniejszym ni¿ 90o

o o

o

o




mak

sym

alnie

12 m

maksymalnie 12 m

45 60o o¼

poduszki kompensacyjne

teoretyczny lub rzeczywistypunkt sta³y


45 ...60o o



45 60o o¼

³ 60o

£ 30o

Specjalne przypadki dla ³uków

Dla k¹tów pomiêdzy 45 i 60 wskazane jest stosowanie nastêpuj¹cych rozwi¹zañ:

u¿ycie dwu punktów sta³ych

u¿ycie niesymetrycznego “U"- kszta³tu

u¿ycie niesymetrycznego "Z"- kszta³tu

o o

!

!

!

Rys. 39. Za³amanie ruroci¹gu pod k¹tem 45 60

Rys. 40. Sposób rozwi¹zania za³amania ruroci¹gu pod k¹tem 45 60 zastosowanieniesymetrycznego "U”

ruroci¹gu

o o

o o

¸

¸

¸Rys. 41. Sposób rozwi¹zania za³amania pod k¹tem 45 60 zastosowanieniesymetrycznego "Z"

o o


a2

a2

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.22.4

2.6

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

gruboœæ œcianki s (mm)

s H

H(mm)

Œrednica nominalna Maksymalny k¹tDN20¸ 250 3.0°

DN300¸ 350 2.5°DN400 1.5°DN500 1.0°DN600 0.8°

Specjalne przypadki dla za³amañ

Rys. 42. Zast¹pienie za³amania ruroci¹gu pod k¹tem <45 na kilka mniejszych

Rys. 43. Dopuszczalne odchy³ki niewspó³osiowoœci koñcówek do spawania

Dla k¹tów pomiêdzy 30 i 45 wskazane jest stosowanie poni¿szego rozwi¹zania:

podzielenie ³uku na kilka mniejszych

Maksymalne zmiany k¹tów s¹ obliczane dla spawanych rur stalowychstandardowych wg PN-80/H-74213.

Podczas spawania rur jest zalecane spe³niaæ poni¿sze wymagania.

o o

!

ao

Maksymalne za³amania dla po³¹czeñ rur stalowych o tej samej gruboœci œcianek

Maksymalna dopuszczalna odchy³ka niewspó³osiowoœci koñcówek do spawania.

Tabela 6. Maksymalne zmiany k¹tów


L2

L1

A

5.5.2.6. Odga³êzienia

W celu zabezpieczenia odga³êzienia przed uszkodzeniami spowodowanymiprzemieszczeniami cieplnymi ruroci¹gu g³ównego, ruroci¹gi odga³êŸne powinny mieæmo¿liwoœæ przemieszczania wraz z ruroci¹giem g³ównym - ruroci¹g odga³êŸnypotrzebuje swobodnego ramienia. Minimalna wymagana d³ugoœæ swobodnegoramienia mo¿e byæ okreœlona za pomoc¹ nomogramu 6.6:

Œrednica rury stalowej odga³êŸnej DN250Œrednica rury os³onowej 400mmTemperatura monta¿u 15 CMaksymalna temperatura 125 CD³ugoœæ ruroci¹gu L =40m,

L =70m

Wyd³u¿enie termiczne w punkcie A wynosi 52mm (L =40m, t=110 C)- swobodne ramiê wynosi 7,2m.

W rurze odga³êŸnej d³ugoœæ swobodnego ramienia jest mno¿ona przez wspó³czynnikbezpieczeñstwa 1,25 ze wzglêdu na sposób obci¹¿eñ.- rzeczywiste swobodne ramiê wynosi 9.0m (7,2x1,25).

Poniewa¿ zewnêtrzna œrednica rury os³onowej jest mniejsza od 450mm zastosowanes¹ poduszki kompensacyjne typu A. Nomogram pokazuje, ¿e jedna warstwapoduszek kompensacyjnych jest wystarczaj¹ca.Ostatnie15% strefy mo¿e byæ bez poduszek (15%x9,0m) = 1,4m.

1. Poduszki kompensacyjne (tylko typu B) uk³adane s¹ równie¿ po drugiej stronieodga³êzienia (na ruroci¹gu g³ównym), jeœli œrednica odga³êzienia jest równa lubniewiele mniejsza od ruroci¹gu g³ównego.

2. Podczas ( ) ruroci¹gu, poduszki kompensacyjnes¹ montowane po obydwu stronach odga³êzienia

3. W praktyce stosuje siê pe³ne d³ugoœci poduszek

Przyk³ad:

Uwagi:

o

o

o

1

2

1

Rys. 44. Wyznaczenie stref kompensacyjnych w przypadku odga³êzienia

D

preheatingu podgrzewu wstêpnego


max. 24 m(2 elementy)

max. 12 m(1 element)

Lswo b . ra mie n iaL

L 0,3 L³ swo b . ra mie n ia

Lf LfLa ma x La ma x2 La ma x

Sposoby projektowania odga³êzieñ:

a.

b.

c.

Kompensacjê wyd³u¿eñ odcinków prostych ruroci¹gu wykonaæ mo¿na przy u¿yciupreizolowanych kompensatorów mieszkowych.Montuje siê je zwykle w œrodku kompensowanego ruroci¹gu zachowuj¹c odcinkiproste przed i za kompensatorem d³ugoœci minimum 12m.Kompensatory w stanie rozci¹gniêtym wspawuje siê w zimny ruroci¹g.

Skorygowana podwójna d³ugoœæ instalacyjna rurociagu 2L , w œrodku którejmontuje siê kompensator, zale¿y od zdolnoœci kompensacyjnej kompensatoramieszkowego. D³ugoœæ nie mo¿e byæ jednak wiêksza od L .

Rys. 45. Projektowanie odga³êzieñ

Rys. 46. Sposób instalowania kompensatorów mieszkowych

5.5.2.7. Uk³ady z kompensatorami mieszkowymi

amax

fL d³ugoœci tarciowejamax


LA F

Fa

dop k

max =× -s

F F F p A C lk p th B A= + = × + × D

F p Dp w> × ×p

42

B

C

A

Maksymalna d³ugoœæ instalacyjna ruroci¹gu z wbudowanym kompensatoremmieszkowym ulega skróceniu z uwagi na si³ê od kompensatora:

[m]

- skorygowana d³ugoœæ instalacyjna [m]- naprê¿enia dopuszczalne, 150MPa [MPa]- powierzchnia przekroju poprzecznego rury stalowej [mm ]- si³a wypadkowa od kompensatora mieszkowego [N]- jednostkowa si³a tarcia [N/m]

Si³a od kompensatorów mieszkowych:

[N]

gdzie:

- si³a rozci¹gaj¹ca mieszek, pochodz¹ca od ciœnienia wewnêtrznego(z tytu³u “rozciêcia" przekroju) [N]

- si³a oporu przy œciskaniu mieszka, powstaje podczas rozszerzaniatermicznego ruroci¹gu - dodaje siê wiêc do reakcji F [N]

- ciœnienie robocze czynnika [MPa]- powierzchnia ca³kowita kompensatora (powierzchnia przekroju

wewnêtrznego rury + powierzchnia czynna mieszka) [mm ]- sta³a sprê¿ystoœci [N/mm]- wyd³u¿enie odcinka [mm]

Si³a uwzglêdnia si³ê parcia wody w ruroci¹gu, dlatego nie potrzeba jej powtórnieuwzglêdniaæ do obci¹¿eñ punktu sta³ego:

- œrednica wewnêtrzna rury stalowej [mm]

L

AF

F

F

F

pA

C

l

F

D

amax

dop

k

p

th

B

A

k

w

s

D

2

2

p

5.5.3. Punkty sta³e

Rys. 47. Wymiary bloku betonowego punktu sta³ego


d×s Fca³k A B C

[mm] [kN] [m] [m] [m]26.9x2.3 120 0.5 0.7 0.533.7x2.6 120 0.5 0.7 0.542.4x2.6 120 0.5 0.7 0.548.3x2.6 140 0.5 0.7 0.660.3x2.9 200 0.7 1.0 0.676.1x2.9 230 0.7 1.0 0.788.9x3.2 280 0.7 1.1 0.8114.3x3.6 420 0.8 1.5 0.9133.0x3.6 520 0.9 1.5 1.1159.0x4.0 690 1.0 1.9 1.2219.1x4.5 1050 1.2 2.5 1.3273.0x5.0 1450 1.2 3.4 1.4323.9x5.6 1900 1.2 4.2 1.4

d×s Fca³k A B C[mm] [kN] [m] [m] [m]

26.9x2.3 120 0.5 0.7 0.533.7x2.6 120 0.5 0.7 0.542.4x2.6 120 0.5 0.7 0.548.3x2.6 140 0.5 0.7 0.660.3x2.9 200 0.7 1.0 0.676.1x3.2 260 0.9 1.0 0.788.9x3.2 340 1.0 1.2 0.8114.3x3.6 450 1.1 1.4 0.9133.0x4.0 580 1.1 1.6 1.1159.0x4.5 790 1.2 2.0 1.2219.1x6.3 1400 1.2 3.3 1.4273.0x7.1 2000 1.2 4.5 1.4323.9x8.0 2400 1.2 5.5 1.4

d×s Fca³k A B C[mm] [kN] [m] [m] [m]

42.4×4.5 170 0.8 0.7 0.648.3×4.5 200 0.8 0.9 0.660.3×5.0 280 0.9 1.0 0.876.1×7.1 490 1.0 1.6 1.088.9×7.1 560 1.0 1.9 1.0114.3×8.0 850 1.2 2.2 1.3133.0×8.0 1000 1.2 2.7 1.3159.0×10.0 1450 1.2 4.3 1.3219.1×10.0 2100 1.2 5.1 1.3273.0×11.0 2900 1.2 7.0 1.4323.9×11.0 3500 1.2 8.6 1.4

Tabela 8. Wymiary punktów sta³ych

!

!

!

rury ze szwem

rury bez szwu

rury gruboœcienne bez szwu (dla wzmo¿onej korozji)

Wszystkie bloki betonowe zosta³y obliczone przy uwzglêdnieniu nastepuj¹cychparametrów:

Ciœnienie wewnêtrzne w ruroci¹gu zasilaj¹cym i powrotnym 16 [bar]

Naziom do osi ruroci¹gu 0,8 [m]

Dla ruroci¹gów DN>300 punkty sta³e projektowaæ indywidualnie.

!

!


A–100mm

B–100mm

C–100mm

f

L1 L2A

Zakres œrednic M inimalna warstwa be tonuDN20÷DN40 200m mDN50÷DN125 300m m

DN150÷DN300 400m mDN20÷DN40 F 8m m

Zbroje nie be tonu DN50÷DN125 F 12m m

DN150÷DN300 F 20m m

!

!

!

!

Naprê¿enia œciskaj¹ce gruntu 150 [kN/m ]

Wspó³czynnik tarcia pomiêdzy gruntem i betonem 0,8 [-]

Wzglêdne przemieszczenie bloku betonowego 2%

Si³a powierzchniowa na blok betonowy 25 [MN/m ]

Blok jest obci¹¿ony ruroci¹giem zasilaj¹cym i powrotnym na d³ugoœciach równychd³ugoœciom tarciowym.

Minimalna warstwa betonu z dwu stron pierœcienia stalowego:

Minimalna gruboœæ warstwy betonu pokrywaj¹cej zbrojenie od powierzchnizewnêtrznej wynosi 35mm.

Beton musi byæ w³aœciwie zwi¹zany zanim blok betonowy zostanie poddany dzia³aniusi³.

Gdy jest inne przykrycie i d³ugoœc ruroci¹gu ni¿ d³ugoœci tarciowe zaleca siê zmieniæwymiary bloku betonowego.Okreœlenie wymiarów bloku betonowego dla innej ni¿ obliczeniowa d³ugoœciruroci¹gu.

2

2

Tabela 9. Wymiary bloku betonowego i zbrojenia

Rys. 48. Wymiary zbrojenia

Rys. 49. Przyk³ad usytuowania punktu sta³ego

Uwaga


L L

rL L

L f

2 1

2 1100

>

=-

×m

Br

B' = ×m

100

Cr

C' = ×m

100

B

C

H

[%]

- d³ugoœæ rury z lewej strony bloku betonowego [m]- d³ugoœæ rury z prawej strony bloku betonowego [m]- d³ugoœci tarciowe w zale¿noœci od naziomu [m]

Stosuj¹c wspó³czynnik r mo¿emy zmieniæ wysokoœæ (=C) lub szerokoœæ (=B)

[m]

lub

[m]

- nowa szerokoœæ bloku [m]- szerokoœæ bloku z tabeli 7 [m]- nowa wysokoœæ bloku [m]- wysokoœæ bloku z tabeli 7 [m]

L

L

L

B'BC'C

1

2

f

m

Rys. 50. Wymiary bloku betonowego


6. T

abel

e

6.1.

TA

BE

LA

1. D

£U

GO

ŒC

I IN

STA

LA

CY

JNE

I S

I£Y

TAR

CIA

, WE

RS

JAG

RU

BO

ŒC

IEN

NA

- S

PE

C W

arsz

awa,

Izo

lacj

a I k

lasy

!G

êst

oœæ

gru

ntu

1800 k

g/m

Wsp

ó³c

zynnik

tarc

ia=

0.4

Naprê

¿enia

dopusz

czaln

e 1

50M

Pa

3

! !

m

RU

RA

PR

EIZ

OLO

WA

NA

H=

0,6

mH

=0,7

mH

=0,8

mH

=0,9

mH

=1,0

mH

=1,2

mH

=1,4

mD

Nd

*s zD

*gzA

ef

FF

FF

FF

FL

fL

fL

fL

fL

fL

fL

f

[mm

][m

m]

[mm

][m

m ]2

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

]32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

500

600

600

42.4

x4.5

48.3

x4.5

60.3

x5.0

76.1

x7.1

88.9

x7.1

114.3

x8.0

133.0

x8.0

159.0

x10.0

219.1

x10.0

273.0

x11.0

323.9

x11.0

355.6

x11.0

406.4

x11.0

508.0

x11.0

610.0

x11.0

610.0

x11.0

110x3

.0

110x3

.0

125x3

.0

140x3

.0

160x3

.0

200x3

.2

225x3

.5

250x3

.9

315x4

.9

400x6

.3

450x7

.0

500x7

.8

560x8

.8

630x9

.8

710x1

1.1

800x1

2.5

538

619

869

1539

1825

2672

3142

4681

6559

9054

10813

11902

13657

17166

20689

20689

1465

1465

1664

1864

2130

2663

2996

3328

4194

5326

5991

- - - - -

55

63

78

124

129

151

157

211

235

255

271 - - - - -

1709

1709

1942

2175

2485

3107

3495

3883

4893

6213

6990

7762

8693

- - -

47

54

67

106

110

129

135

181

201

219

232

230

235 - - -

1953

1953

2219

2485

2840

3550

3994

4438

5592

7101

7988

8871

9936

11178

12597

14194

41

48

59

93

96

113

118

158

176

192

203

201

206

230

246

218

2197

2197

2496

2796

3195

3994

4493

4993

6291

7988

8987

9980

11178

12575

14172

15968

37

42

52

83

87

100

105

141

157

170

181

178

183

204

219

194

2441

2441

2774

3107

3550

4438

4993

5547

6990

8876

9985

11089

12420

13972

15746

17742

33

38

47

74

82

90

94

127

141

153

162

160

165

184

197

174

2929

2929

3328

3728

4260

5326

5991

6657

8388

10651

11982

13307

14904

16766

18896

21291

28

32

39

62

64

75

79

106

118

128

135

134

137

153

164

145

3417

3417

3883

4349

4970

6213

6990

7766

9786

12426

13980

15524

17388

19561

22045

24839

24

27

34

53

55

65

67

90

101

109

116

115

117

131

140

125


6.2.

TA

BE

LA

2. D

£U

GO

ŒC

I IN

STA

LA

CY

JNE

I S

I£Y

TAR

CIA

, Ru

ry s

talo

we

bez

szw

u, I

zola

cja

I kla

sy

!G

êst

oœæ

gru

ntu

1800 k

g/m

Wsp

ó³c

zynnik

tarc

ia=

0.4

Naprê

¿enia

dopusz

czaln

e 1

50M

Pa

3

! !

m

1gru

boœæ

œci

anki

mo¿e

zm

ienia

æ si

ê zg

odnie

z n

orm

¹

RU

RA

PR

EIZ

OLO

WA

NA

H=

0,6

mH

=0,7

mH

=0,8

mH

=0,9

mH

=1,0

mH

=1,2

md

*s z1

D*gz

Aef

FF

FF

FF

Lf

Lf

Lf

Lf

Lf

Lf

[mm

][m

m]

[mm

]2[N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

]42.4

x3.2

48.3

x3.2

60.3

x3.6

76.1

x4.0

88.9

x4.0

114.3

x5.0

133.0

x5.6

159.0

x5.6

219.1

x7.1

273.0

x7.1

323.9

x8.0

355.6

x8.0

406.4

x8.8

508.0

x11.0

110x3

.0

110x3

.0

125x3

.0

140x3

.0

160x3

.0

200x3

.2

225x3

.5

250x3

.9

315x4

.9

400x6

.3

450x7

.0

500x7

.8

560x8

.8

630x9

.8

394

453

641

906

1067

1717

2241

2699

4729

5931

7939

8731

10986

17166

1465

1465

1664

1864

2130

2663

2996

3329

4194

5326

5991

- - -

40

46

58

73

75

97

112

122

169

167

199 - - -

1709

1709

1942

2175

2485

3107

3495

3883

4893

6213

6990

7762

8693

-

35

40

50

63

64

83

96

104

145

143

170

168

189 -

1953

1953

2219

2485

2840

3550

3994

4438

5592

7101

7988

8871

9936

11178

31

35

43

55

56

73

84

91

127

125

149

147

165

230

2197

2197

2496

2796

3195

3994

4493

4993

6291

7988

8987

9980

11178

12575

27

31

39

49

50

65

75

81

113

111

133

131

147

204

2441

2441

2774

3107

3550

4438

4993

5547

6990

8876

9985

11089

12420

13972

24

28

35

44

45

58

67

73

102

100

119

118

132

184

2929

2929

3329

3728

4260

5326

5991

6657

8388

10651

11982

13307

14904

16766

20

23

29

37

38

48

56

61

85

84

99

98

110

153

3417

3417

3883

4349

4970

6213

6990

7766

9786

12426

13980

13524

17388

19561

H=

1,4

mD

NF

Lf

[mm

][N

/m]

[m]

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

500

17

20

25

31

32

42

48

52

73

72

85

84

94

131


6.3.

TA

BE

LA

3. D

£U

GO

ŒC

I IN

STA

LA

CY

JNE

I S

I£Y

TAR

CIA

,, I

zola

cja

I kla

syR

ury

sta

low

e ze

szw

em! ! !

Gêst

oœæ

gru

ntu

1800 k

g/m

Wsp

ó³c

zynnik

Naprê

¿enia

dopusz

czaln

e 1

50M

Pa

3

tarc

ia=

0.4

m

RU

RA

PR

EIZ

OLO

WA

NA

H=

0,6

mH

=0,7

mH

=0,8

mH

=0,9

mH

=1,0

mH

=1,2

mH

=1,4

mD

Nd

*s zD

zA

ef

FF

FF

FF

FL

fL

fL

fL

fL

fL

fL

f

[mm

][m

m]

[mm

][m

m ]2

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

]15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500

600

600

21.3

x2.3

26.9

x2.3

33.7

x2.6

42.4

x2.6

48.3

x2.6

60.3

x2.9

76.1

x2.9

88.9

x3.2

114.3

x3.6

139.7

x3.6

168.3

x4.0

219.1

x4.5

273.0

x5.0

323.9

x5.6

355.6

x5.6

406.4

x6.3

457.0

x6.3

508.0

x6.3

610.0

x6.3

610.0

x8.0

90

90

90

110

110

125

140

160

200

225

250

315

400

450

500

560

560

630

710

710

137

178

254

325

373

523

667

862

1252

1539

2065

3034

4210

5600

6158

7919

8920

9930

11948

15130

1198

1198

1198

1465

1465

1664

1864

2130

2663

2996

3329

4194

5326

- - - - - - -

17

22

32

33

38

47

54

61

71

77

93

109

119 - - - - - - -

1398

1398

1399

1709

1709

1942

2175

2485

3107

3495

3883

4893

6213

6990

7766

8698

8698

- - -

15

19

27

29

33

40

46

52

60

66

80

93

102

120

119

137

154 - - -

1598

1598

1598

1953

1953

2219

2485

2840

3550

3994

4438

5592

7101

7988

8876

9941

9941

11184

12604

12604

13

17

24

25

29

35

40

46

53

58

70

81

89

105

104

119

135

133

142

180

1797

1797

1797

2197

2197

2496

2796

3195

3994

4493

4993

6291

7988

8987

9985

11184

11184

12582

14179

14179

11 15

21

22

25

31

36

40

47

51

62

72

79

93

93

106

120

118

126

160

1997

1997

1997

2441

2441

2774

3107

3550

4438

4993

5547

6990

8876

9985

11095

12426

12426

13980

15755

15755

10

13

19

20

23

28

32

36

42

46

56

65

71

84

83

96

108

107

114

144

2397

2397

2397

2929

2929

3329

3278

4260

5326

5991

6657

8388

10651

11983

13314

14912

14912

16775

18906

18906

9 11 16

17

19

24

27

30

35

39

47

54

59

70

69

80

90

89

95

120

2796

2796

2796

3417

3417

3883

4349

4971

6213

6990

7766

9786

12426

13980

15533

17397

17397

19571

22057

22057

7 10

14

14

16

20

23

26

30

33

40

47

51

60

59

68

77

76

81

103


6.4.

TA

BE

LA

4. D

£U

GO

ŒC

I IN

STA

LA

CY

JNE

I S

I£Y

TAR

CIA

, Izo

lacj

a II

klas

y

!G

êst

oœæ

gru

ntu

1800 k

g/m

Wsp

ó³c

zynnik

ta

rcia

=0.4

Naprê

¿enia

dopusz

czaln

e 1

50M

Pa

3

! !

m

RU

RA

PR

EIZ

OLO

WA

NA

H=

0,6

mH

=0,7

mH

=0,8

mH

=0,9

mH

=1,0

mH

=1,2

mH

=1,4

mD

Nd

*s zD

zA

ef

FF

FF

FF

FL

fL

fL

fL

fL

fL

fL

f

[mm

][m

m]

[mm

][m

m ]2

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

]15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

21.3

x2.3

26.9

x2.3

33.7

x2.6

42.4

x2.6

48.3

x2.6

60.3

x2.9

76.1

x2.9

88.9

x3.2

114.3

x3.6

139.7

x3.6

168.3

x4.0

219.1

x4.5

90

110

110

125

125

140

160

180

225

250

280

355

137

178

254

325

373

523

667

862

1252

1539

2065

3034

1198

1465

1465

1664

1664

1864

2130

2397

2996

3329

3729

4726

17

18

26

29

34

42

47

54

63

69

83

96

1398

1709

1709

1942

1942

2175

2485

2796

3495

3883

4349

5514

15

16

22

25

29

36

40

46

54

59

71

83

1598

1953

1953

2219

2219

2485

2840

3195

3994

4438

4971

6302

13

14

20

22

25

32

35

40

47

52

62

72

1797

2197

2197

2496

2496

2796

3195

3595

4493

4993

5592

7090

11 12

17

20

22

28

31

36

42

46

55

64

1997

2441

2441

2774

2774

3107

3550

3994

4993

5547

6213

7877

10 11 16

18

20

25

28

32

38

42

50

58

2397

2929

2929

3329

3329

3728

4260

4793

5991

6657

7456

9453

9 9 13

15

17

21

23

27

31

35

42

48

2796

3417

3417

3883

3883

4349

4971

5592

6990

7766

8698

11028

7 8 11 13

14

18

20

23

27

30

36

41


6.5.

TA

BE

LA

5. D

£U

GO

ŒC

I IN

STA

LA

CY

JNE

I S

I£Y

TAR

CIA

, Iz

ola

cja

III k

lasy

!G

êst

oœæ

gru

ntu

1800 k

g/m

Wsp

ó³c

zynnik

tarc

ia=

0.4

Naprê

¿enia

dopusz

czaln

e 1

50M

Pa

3

! !

m

RU

RA

PR

EIZ

OLO

WA

NA

H=

0,6

mH

=0,7

mH

=0,8

mH

=0,9

mH

=1,0

mH

=1,2

mH

=1,4

mD

Nd

*s zD

zA

ef

FF

FF

FF

FL

fL

fL

fL

fL

fL

fL

f

[mm

][m

m]

[mm

][m

m ]2

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][N

/m]

[N/m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

][m

]15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500

600

600

21.3

x2.3

26.9

x2.3

33.7

x2.6

42.4

x2.6

48.3

x2.6

60.3

x2.9

76.1

x2.9

88.9

x3.2

114.3

x3.6

139.7

x3.6

168.3

x4.0

219.1

x4.5

273.0

x5.0

323.9

x5.6

355.6

x5.6

406.4

x6.3

457.0

x6.3

508.0

x6.3

610.0

x6.3

610.0

x8.0

110

125

125

140

140

160

180

200

250

280

315

400

450

500

560

630

630

710

800

800

137

178

254

325

373

523

667

862

1252

1539

2065

3034

4210

5600

6158

7919

8920

9930

11948

15130

1465

1664

1664

1864

1864

2130

2397

2663

3329

3728

4194

5326

- - - - - - --

14

16

23

26

30

37

42

49

56

62

74

85 - - - - - - - -

1709

1942

1942

2175

2175

2485

2796

3107

3883

4349

4893

6213

6990

7766

8698

- - - - -

12

14

20

22

26

32

36

42

48

53

63

73

90

108

106 - - - - -

1953

2219

2219

2485

2485

2840

3195

3550

4438

4971

5592

7101

7988

8876

9941

11184

11184

12604

14202

14202

11 12

17

20

23

28

31

36

42

46

55

64

79

95

93

106

120

118

126

160

2197

2496

2496

2796

2796

3195

3595

3994

4993

5592

6291

7988

8987

9986

11184

12582

12582

14179

15977

15977

9 11 15

17

20

25

28

32

38

41

50

57

70

84

83

94

106

105

112

142

2441

2774

2774

3107

3107

3550

3994

4438

5547

6213

6990

8876

9986

11095

12426

13980

13980

15755

17752

17752

8 10

14

16

18

22

25

29

34

37

44

51

63

76

74

85

96

95

101

128

2929

3329

3329

3728

3728

4260

4793

5326

6657

7456

8388

10651

11983

11314

14912

16775

16775

18906

21302

21302

7 8 11 13

15

18

21

24

28

31

37

43

53

63

62

71

80

79

84

107

3417

3883

3883

4349

4349

4971

5592

6213

7766

8698

9786

12426

13980

15533

17397

19571

19572

22057

24853

24853

6 7 10 11 13

16

18

21

24

27

32

37

45

54

53

61

68

68

72

91


6.6.

NO

MO

GR

AM

DO

BO

RU

RA

MIO

N S

WO

BO

DN

YC

H “

L",

“Z

" i “

U”

DN 32

180

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

12

34

56

78

910

11

12

13

14

15

16

17

18

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

DT=130Co DT=120Co

DT=50

Co

DT

=30

Co

DT=40

Co

DT=60

Co

DT=7

0Co

DT=80

Co

DT=110

Co

D³u

goœæ

ram

ion s

wobodnyc

h„L

” (m

)D

³ugoœæ

ruro

ci¹gu

(m)

Wyd³u¿enie (mm)

D³u

goœæ

ram

ion s

wobodnyc

h„Z

” i „

U”

(m)

01

23

45

67

89

10

11

12

13

14

15

P³a

szcz

>315

fP

³asz

cz315

£f

DN 25

DN 40

DN 50

DN 65

DN 80

DN 100

DN 125

DN 150

DN 200

DN 250

DN 300

DN 400

DN 500DN

600


L

Lswo b

L

Z

L

H

!

!

!

uk³ad “L"

uk³ad “Z"

uk³ad “U"

Sieci z rur preizolowanych wyposa¿ane s¹ w przewody instalacji alarmowejumieszczone wewn¹trz pianki izolacyjnej. Zadaniem instalacji alarmowej jestzapewnienie kontroli sieci preizolowanych. Dziêki zastosowaniu urz¹dzeñelektronicznych mo¿liwe jest wykrycie uszkodzeñ ruroci¹gów i podjêcie szybkichdzia³añ zaradczych. Straty spowodowane przeciekiem, nie zlokalizowanym wodpowiednim czasie, w sposób znacz¹cy zwiêkszaj¹ koszty naprawy.Firma FINPOL ROHR wyposa¿a swoje wyroby w system alarmowy rezystancyjnylub w system alarmowy impulsowy.

Rys. 51. Rysunki do nomogramu do doboru ramion swobodnych “L", “Z" i “U"

7. Instalacje kontroli sieci preizolowanych

7.1. Wprowadzenie


0% 100%

100%

przewód powrotny(miedziany)

przewód czujnikowy(NiCr 8020)

0% 100%

100%

przewód powrotny(miedziany)

przewód czujnikowy(NiCr 8020)

Cu0.036 Ohm/m

PCFE(TEFLON )

f0

.5 m

mf

0.8

mm

L=15 mm

NiCr 80205.7 Ohm/m

PCFE(TEFLON )

7.2. Charakterystyka systemu rezystancyjnego

Rezystancyjny system alarmowy dzia³a na zasadzie pomiaru rezystancji izolacjitermicznej.

Wyposa¿enie rur:

przewód czujnikowy (BS-FA) NiCr 80% - Ni, 20% - Cr, o œrednicy 0,5mm i sta³ejopornoœci 5,7 /m. Przewód jest wykonany w czerwonej izolacji teflonowej zperforacj¹ co 15mm

przewód powrotny (BS-RA) miedziany o œrednicy 0.8mm i sta³ej opornoœci0.036 . Przewód jest wykonany w zielonej izolacji teflonowej

Przewody te tworz¹ pêtlê pomiarow¹ o maksymalnej d³ugoœci 1000m (d³ugoœæprzewodu czujnikowego) nadzoruj¹c¹ tym samym odcinek rury o d³ugoœci 1000m.£¹czone s¹ za pomoc¹ tulejek zaciskowych BS-QU z na³o¿onymi koszulkamitermokurczliwymi BS-SRA.

!

!

W

W/m

Rys. 52. Przewody stosowane w systemie rezystancyjnym

Rys. 53. Pêtla pomiarowa na prostym odcinku ruroci¹gu

Rys. 54. Pêtla pomiarowa z odga³êzieniem


U UR

R RF

1

1

1

= ×+

A

E

+-

U1 R1 RF

Ip o mU

Urz¹dzeniepomiarowe

FARA

Rura

FA = przewód czujnikowy

RA = przewód powrotny

A

E

E+-

U1 RF

R

R1 R2

Urz¹dzeniepomiarowe

FARA

Rura

A = pocz¹tek (0%)

E = koniec (100%)

FA = przewód czujnikowy

RA = przewód powrotny

U1U

Techniczn¹ podstaw¹ pomiarów wykorzystywanych do nadzoru i lokalizacji jest“metoda porównawczego pomiaru opornoœci" wykorzystuj¹ca zasadê “nieobci¹¿onego dzielnika napiêcia".

Miêdzy przewodem czujnikowym w izolacji cieplnej, umieszczonym równolegle dorury, a sam¹ rur¹ przyk³adane jest okreœlone napiêcie U:

- wzorcowa opornoœæ w urz¹dzeniu pomiarowym- opornoœæ izolacji w miejscu zawilgocenia- napiêcie pomiarowe (napiêcie ca³kowite)- napiêcie czêœciowe na oporniku R- natê¿enie pr¹du pomiarowego

W celu zlokalizowania zawilgocenia lub zwarcia (uszkodzenie izolacji) do pêtliczujnikowej przyk³adane jest napiêcie lokalizuj¹ce (U):

7.2.1. Zasada prowadzenia nadzoru

7.2.2. Zasada lokalizacji

R

R

UU

I

1

F

1

pom

1

Rys. 55. Zasada prowadzenia nadzoru

Rys. 56. Zasada pomiarowa wykorzystywana w lokalizacji zawilgocenia lub zwarcia


%100%100%100% 111 ×=×=×=L

L

R

R

U

Ux

UU

RR

R

R

U

V

UU

RR

x%LL

- napiêcie pomiarowe (lokalizuj¹ce)- spadek napiêcia w miejscu zawilgocenia- opornoœæ pêtli czujnikowej- opornoœæ czêœciowa mierzona od pocz¹tku pêtli do miejsca przecieku- opornoœæ czêœciowa mierzona od miejsca zawilgocenia do koñca pêtli- opornoœæ izolacji w miejscu zawilgocenia

Na pocz¹tku pêtli czujnikowej, miêdzy przewodem czujnikowym a rur¹, mierzone jestnapiêcie czêœciowe do miejsca przecieku. Zmierzone napiêcie czêœciowewyœwietlane jest jednak nie w , lecz w procentach napiêcia ca³kowitego i stanowi tymsamym wynik lokalizacji.Poniewa¿ przewód czujnikowy ma bardzo wysoki opór jednostkowy 5,7 , któregowartoœæ dla przewodu powrotnego jest bliska zeru, otrzymujemy nastêpuj¹c¹zale¿noœæ:

- napiêcie ca³kowite- napiêcie czêœciowe- ca³kowita opornoœæ pêtli- czêœciowa opornoœæ pêtli- wynik lokalizacji- ca³kowita d³ugoœæ odcinka rury- odleg³oœæ do miejsca zawilgocenia

Intensywnoœæ zawilgocenia powsta³ego w wyniku uszkodzenia izolacji, dziêkiodpowiedniej konstrukcji urz¹dzenia pomiarowego, nie ma wp³ywu na dok³adnoœælokalizacji.Odleg³oœæ od miejsca uszkodzenia - a tym samym jego po³o¿enie - ustalana jest woparciu o ca³kowit¹ d³ugoœæ odcinka rury z uwzglêdnieniem szeregowego po³¹czenia“pêtli czujnikowych/powrotnych".Mierzona jest ona wzd³u¿ przewodu czujnikowego; miedziany przewód powrotnytraktowany jest w obliczeniach jako "d³ugoœæ zerowa".

BS-MH2 - tester rêczny do pomiarów kontrolnych (pêtla do 1800m)

BS-300 - nadzór ci¹g³y (pêtla do 1000m)

BS-POK - lokalizator rêczny (do 1000m)

BS-304 - nadzór ci¹g³y i lokalizacja awarii (do 400m)

BS-501 - nadzór ci¹g³y i lokalizacja awarii (do 1000m lub 2x500m)

BS-502 - nadzór ci¹g³y i lokalizacja awarii (do 2x1000m)

1

1

2

F

1

1

1

1

W/m

7.2.3. Zestawienie elementów systemu firmy BRANDES


PO

MIA

RY

KO

NT

RO

LN

E

test

er

BS

-MH

2B

RA

ND

ES

BS

- M

H 2

0 .1

pêtla

czu

jnik

ow

a

NA

DZ

ÓR

CI¥

G£

Y

urz

¹d

zen

ie n

ad

zoru

j¹ce

BS

-30

0

BR

AN

DE

SB

S -

30

0

220V

/50H

z

1000 m

urz

¹dze

nie

centr

aln

eB

S-3

04

22

0V

/50

Hz

40

0 m

BR

AN

DE

SM

onit

or

Syst

em*

< 4

00 m

urz

¹d

zen

ie c

en

tra

lne

BS

-50

1

< 1

00

0 m

220V

/50H

z1000 m

BR

AN

DE

SM

on

ito

rS

yst

em*

RS 232

22

0V

/50

Hz

500 m

500 m

BR

AN

DE

SM

on

ito

rS

yst

em*

RS 232

< 2

00

0 m

urz

¹d

zen

ie c

en

tra

lne

BS

-50

2

22

0V

/50

Hz

1000 m

1000 m

BR

AN

DE

SM

on

ito

r S

yst

em*

RS 232 < 2

50

.00

0 m

= S

YS

TE

M B

S-1

urz

¹dze

nie

centr

aln

eB

S-1

010

22

0V

/50

Hz

BR

AN

DE

S

7 4 1 0

8 5 2

9 6 3

RS 232

50

0 m

50

0 m

10

00

m

10

00

m

10

00

m

10

00

m

10

00

m

10

00

m

10

00

m

10

00

m

22

0V

50

Hz

BS

-12

00

BS

-12

00

BS

-12

00

BS

-12

00

BS

-12

02

zasi

lacz

tra

sow

yB

S-1

10

1/1

10

2

1 2

3

4

5

6

7

8

9

20

4

BR

AN

DE

S

LO

KA

LIZ

AC

JAR

ÊC

ZN

A

NA

DZ

ÓR

+ L

OK

AL

IZA

CJA

AU

TO

MA

TY

CZ

NA

loka

liza

tor

rêcz

ny

BS

-PO

K

Rys. 57. Zestawienie elementów systemu firmy BRANDES


7.2.4. Projektowanie systemu rezystancyjnego

7.2.4.1. Projektowanie koncepcyjne

Projektowanie instalacji wyposa¿onych w system kontrolny rezystancyjny nastêpujew czterech fazach:

projektowanie koncepcyjne

projektowanie czêœci dotycz¹cej wyposa¿enia ruroci¹gu w elementy systemukontrolnego

projektowanie czêœci aparaturowej

projektowanie wykonawcze

W trakcie projektowania koncepcyjnego ustalamy:

miejsce zainstalowania aparatu centralnego (pocz¹tek sieci)

kontrolowane odcinki sieci

miejsce zainstalowania aparatów kontrolnych (liczników trasowych)

sposób okablowania liczników trasowych (stosowania dodatkowych zasilaczy)

Projektowanie czêœci dotycz¹cej wyposa¿enia ruroci¹gu obejmuje okreœlenie tychczêœci sk³adowych systemu kontrolnego, które s¹ montowane bezpoœrednio przyprzewodach rurowych lub umieszczone s¹ wewn¹trz izolacji, umo¿liwiaj¹cutworzenie pêtli pomiarowych.

Projektowanie czêœci aparaturowej obejmuje wybór aparatów oraz zaplanowanie ichokablowania, niezbêdnego do centralnej kontroli sieci poprzez pêtle pomiarowe.

Czêœæ aparaturowa dzieli siê na:

aparaty i narzêdzia stosowane podczas monta¿u

aparaty do rêcznej kontroli i lokalizacji

aparaty do kontroli ci¹g³ej bez automatycznej lokalizacji

aparaty kontrolne z automatyczn¹ lokalizacj¹, w zale¿noœci od typu, mog¹cedozorowaæ odcinki przewodu rurowego o nastêpuj¹cych d³ugoœciach:

<400m

<2000m

>2000m i <250000m

Projekt wykonawczy dotyczy sposobu zainstalowania poszczególnych czêœcisk³adowych systemu rezystancyjnego.

Sieæ, która ma byæ kontrolowana, traktujemy ca³oœciowo. W pierwszejfazie projektowania nale¿y uwzglêdniæ planowan¹ rozbudowê systemuw przysz³oœci. Zasada ta dotyczy budowy kontrolowanych odcinków i pêtli, a tak¿eokablowania aparatów instalowanych w przysz³oœci.

!

!

!

!

,

,

,

,

f

f

f

f

j

j

j


Uwagi dotycz¹ce projektowania:

!

!

!

!

>

>

Zasada projektowania pêtli pomiarowej

Przewód czujnikowy czerwony w ruroci¹gu zawsze po prawej stronie,a przewód powrotny zielony po lewej, patrz¹c od Ÿród³a ciep³a.

Ustalenie miejsca zainstalowania aparatu do kontroli ciag³ej

Aparaty do kontroli ciag³ej mog¹ byæ instalowane w pomieszczeniach typu centralacieplna, dyspozytornia, mieszkanie dozorcy itp. W przypadku instalowania drukarkinale¿y j¹ umieœciæ w pobli¿u aparatu centralnego.

Okreœlenie odcinków do kontrolowania pêtli pomiarowych

Projektowan¹ sieæ ciep³ownicz¹ nale¿y podzieliæ na odcinki pomiaroweo max. d³ugoœci 1000m (uwzglêdniaj¹c tak¿e odga³êzienia). Odcinek 1000m sieciciep³owniczej oznacza dwie niezale¿ne pêtle pomiarowe zasilenia i powrotu czynnikagrzewczego.

Nadzór z automatyczn¹ lokalizacj¹ lub bez

Dla ruroci¹gów preizolowanych mog¹ byæ stosowane:

aparaty kontrolne bez automatycznej lokalizacji

aparaty kontrolne z automatyczn¹ lokalizacj¹

Aparaty kontrolne (liczniki trasowe) musz¹ byæ zainstalowane w suchychpomieszczeniach, dozwolony przedzia³ temperatur otoczenia 0 40 C.Wilgotne lub mokre pomieszczenia stwarzaj¹ zagro¿enie dla bezawaryjnej pracyurzadzeñ elektronicznych. Jako miejsce instalacji mo¿emy wykorzystywaæ wszystkieznajduj¹ce siê na danej trasie wêz³y cieplne. Aparaty nie musz¹ byæ przy³¹czane napocz¹tku kontrolowanych odcinków (patrz¹c od strony ciep³owni). Ka¿dy koniecprzewodu rurowego stwarza mo¿liwoœæ pod³¹czenia odpowiedniego aparatu. Je¿elizaistnieje koniecznoœæ instalowania aparatów na zewn¹trz budynków, urz¹dzenianale¿y umieœciæ w specjalnie do tego celu przystosowanych obudowach.

Celem projektowania czêœci technicznej dotycz¹cej wyposa¿enia ruroci¹gu jestokreœlenie, jakie elementy systemu (i w jakiej iloœci) s¹ niezbêdne dla sprawnejkontroli sieci ciep³owniczej. Korzystaj¹c z tabeli 9 mo¿na okreœliæ czêœci sk³adowesystemu BRANDES dla preizolowanych rur stalowych (rura wewnêtrzna, przez któr¹przep³ywa czynnik, wykonana z materia³u przewodz¹cego pr¹d elektryczny)z p³aszczem z tworzywa sztucznego.Monta¿ poszczególnych elementów musi byæ wykonywany zgodnie z zaleceniamisystemu BRANDES i obowi¹zuj¹cymi regu³ami techniki.

¸o

7.2.4.2. Czêœæ techniczna dotycz¹ca wyposa¿enia ruroci¹gu


Tabela 9. Czêœci sk³adowe systemu BRANDES

NAZWA ILOŒÆ1. przewód czujnikowy BS-FA* (czerwony) DN 400, 1m na 1m rury

DN>400, 2m na 1m rury

2. przewód powrotny BS-RA* (zielony) DN 400, 1m na 1m ruryDN>400, 2m na 1m rury

3. ³¹cznik (BS-RFA*, ZPB**) w miejscu zainstalowania aparatukontrolnego lub puszki pomiarowej- 1szt. na koniec ka¿dego

przewodu rurowego,gdy DN>400 - 2szt.

4. puszka przy³¹czeniowa (BS-AD*, PPA**) 1szt. na koniec pary rur,gdy DN>400 - 2szt.

5. puszka pomiarowa (BS-MD*, PPM**) 1szt. na koniec pary rur,gdy DN>400 - 2szt.

6. tulejka zaciskowa BS-QU* 2szt. na mufê7. koszulka termokurczliwa BS-SRA* 2szt. na mufê8. przewód dwu¿y³owy (BS-SL2*, ME2019K2**) 3m na ka¿de zamkniêcie pêtli9. przewód cztero¿y³owy 3m na punkt pomiarowy10. protokó³ pomiarowy ze szkicem pêtli conajmniej 1 szt. na pêtlê

£

£

(BS-SL4*, ME2019TK4**)

* - firmy BRANDES** - firmy LEVR

7.2.4.3. Projektowanie - czêœæ aparaturowa

Czêœæ ta obejmuje ustalenie aparatów kontroluj¹cych poszczególne pêtle,zaprojektowanie ich okablowania wraz z przygotowaniem dokumentacji.

Czêœæ ta dzieli siê nastêpuj¹co:

narzêdzia i aparaty do monta¿u

aparaty do rêcznej kontroli i lokalizacji

aparaty do kontroli ci¹g³ej

aparaty kontrolne i urz¹dzenia z automatyczn¹ lokalizacj¹:

d³ugoœæ przewodów rurowych <400m

d³ugoœæ przewodów rurowych <2000m

d³ugoœæ przewodów rurowych >2000m i <250000m

!

!

!

!

"

"

"


Tabela 10. Narzêdzia i aparaty do monta¿u

Tabela 11. Aparaty do rêcznej kontroli i lokalizacji

Rys. 58. Schemat pomiarowy dla BS-MH2 (rêczna kontrola pêtli czujnikowej wewn¹trz izolacjitermicznej bez lokalizacji

ZADANIA NARZÊDZIE / APARAT

APARAT ILOŒÆ

dzielenie przewodów kontrolnych szczypce do ciêcia drutu z hartowanymiostrzami

odizolowywanie przewodów czujnikowychi powrotnychzaciskanie tulejek zaciskowych szczypce zaciskowe typ BS-QZ*nak³adanie koszulek termokurczliwych nagrzewnica powietrza np. typ DT 750pomiary stanu izolacji i d³ugoœci pêtli aparat do kontroli rêcznej (BS-MH2*,LH20S**)pomiary opornoœci czynnej cyfrowy miernik uniwersalny

rêczny aparat kontrolny(BS-MH2*, LH20S**) instalacjê alarmow¹

puszka pomiarowa (BS-MD*, PPM**)

wraz z przewodem przy³¹czeniowym

szczypce do odizolowywania typ BS-AZ*

1szt. dla zespo³u montuj¹cego

1szt. dla zespo³u pomiarowego

Aparaty do rêcznej kontroli i lokalizacji

Zakres zastosowania: tylko dla odcinków ruroci¹gu o d³ugoœci ok. 500m

Przyk³ad:

!

56

Puszkaprzy³¹czeniowa

Przewód2-¿y³owy

£¹cznik Przewód4-¿y³owy

BRANDES

BS - MH 2

0 .1

0 m0 %

40 m16 %

80 m32 %

250 m100 %

BS-MH2

190 m76 %

Przewód2-¿y³owy

Puszkaprzy³¹czeniowa

Puszkapomiarowa


Rys. 59. £¹czenie przewodów kontrolnych z przewodem dwu¿y³owym; przedstawionowyprowadzenie przewodu po stronie rury wewnêtrznej

Rys. 60. Wyprowadzenie i zamkniêcie pêtli w puszce przy³¹czeniowej (BS-AD*, PPA**)

Barwy ¿y³ w kablu

Kabel przewód czujnikowy przewód powrotnydwu¿y³owy czerwony zielony

Oznaczenie zacisków w puszce przy³¹czeniowej (BS-AD*, PPA**)

1. przewód czujnikowy ZASILENIE2. przewód powrotny ZASILENIE3. przy³¹czenie do rury4. rezerwa/uziemienie5. przewód czujnikowy POWRÓT6. przewód powrotny POWRÓT7. przy³¹czenie do rury8. rezerwa/uziemienie

uszczelka koñcowatermokurczliwa

rura stalowa

rura os³onowa

klamry podtrzymuj¹ce

przewód dwu¿y³owy

po³¹czenia przewodówizolowane koszulk¹termokurczliw¹ BS-SRA

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

przewóddwu¿y³owy


min. 100 mm


Rys. 61. Schemat okablowania przelotowego

Rys. 62. Po³¹czenie przewodów instalacji alarmowej z ³¹cznikiem (BS-RFA*, ZPB**)

Rys. 63. Schemat oprzewodowania odga³êzienia i ³uku

kabel ³¹cz¹cy puszki

ZASILENIE

POWRÓT

przewód czujnikowy

przewód powrotny


rura stalowa

rura os³onowa

przewód dwu¿y³owy

po³¹czenia przewodówizolowane koszulk¹termokurczliw¹ BS-SRA

koñcówka kablowa

przewód (niebieski)nie pod³¹czony

³¹cznik

kostka przy³¹czeniowa

klamra podtrzymuj¹ca

przewód czujnikowy

przewód powrotny

58

puszka przy³¹czeniowa


Regu³a prawostronnoœci

Aby po³¹czyæ przewody alarmowe odga³êzienia z przewodami alarmowymiruroci¹gu g³ównego montujemy odcinek rurowy odga³êzienia tak, abyprzewód czujnikowy (czerwony) w odga³êzieniu widziany od stronyruroci¹gu g³ównego by³ i ³¹czymy go z t¹ czêœci¹ obwoduczujnikowego ruroci¹gu g³ównego, która odchodzi , natomiastprzewód powrotny odga³êzienia (zielony) ³¹czymy z t¹ czêœci¹ obwoduczujnikowego (czerwonego) ruroci¹gu g³ównego, która odchodzi w lewo.Przewodu zielonego w ruroci¹gu g³ównym odga³êzienianie przecinamy.

po prawej stroniew prawo

Rys. 64. Regu³a prawostronnoœci

Rys. 65. Schemat okablowania rozga³êzieñ

FINPOL produkuje jeden typ ³uków i odga³êzieñ preizolowanych (tzw. prawe). Przyzmianie kierunku ruroci¹gu w lewo lub odga³êzieniu w lewo przewody instalacjialarmowej musz¹ byæ krzy¿owane przy po³¹czeniu.

Ÿród³ociep³a

kierunek patrzeniana odga³êzienie

kierunek patrzeniana odga³êzienie

przewód powrotnyzielony

przewód czujnikowy czerwony

59

bu

dyn

ek

lub

ko

mo

raka

be

l ³¹

cz¹

cy p

usz

ki

ZA

SIL

EN

IE

ZA

SIL

EN

IE

PO

WR

ÓT

PO

WR

ÓT

W LEWO

Ÿród³o

ciep³a

budyn

ek

lub k

om

ora

kabel ³

¹cz

¹cy

pusz

ki

ZA

SIL

EN

IE

ZA

SIL

EN

IE

PO

WR

ÓT

PO

WR

ÓT

W PRAWO

prz

ew

ód c

zujn

ikow

y

prz

ew

ód p

ow

rotn

y

Ÿród³o

ciep³a

puszkaprzy³¹czeniowa puszka

przy³¹czeniowa


Ÿród³ociep³a

Ÿród³ociep³a

przewód miedziany bielony

przewód miedziany

Rys. 66. Pêtla pomiarowa bez odga³êzienia

Rys. 67. Pêtla czujnikowa z odga³êzieniami

Rys. 68. Schemat oprzewodowania odga³êzienia i ³uku

7.3. Charakterystyka systemu impulsowego

Na ¿yczenie klientów FINPOL wyposa¿a ruroci¹gi i armaturê w przewody instalacjialarmowej impulsowej.

S¹ to przewody miedziane go³e o przekroju 1.5mm u³o¿one w izolacji termicznej15 20mm od rury stalowej, w po³o¿eniu “za dziesiêæ druga". Przewody te ³¹czysiê za pomoc¹ specjalnych tulejek zaciskowych i lutowania. Miedziane przewodyinstalacji alarmowej ³¹czy siê w pêtle o maksymalnej d³ugoœci 2000m (1000mruroci¹gu). Jeden z przewodów miedzianych jest bielony. Ruroci¹gi uk³ada siêtak, aby przewód bielony by³ zawsze po prawej stronie, patrz¹c od Ÿród³a ciep³a.

Zakoñczenie przewodów alarmowych na koñcówkach rur mo¿e byæ wykonywane wdwojaki sposób:

Zamkniêcie pêtli pod uszczelk¹ koñcow¹ termokurczliw¹ lub w mufie

Stosowanie skrzynki koñcowej przymocowanej bezpoœrednio doruroci¹gu lub œciany. Korzyœci¹ tej metody jest bezpoœredni dostêp doprzewodów alarmowych w celu dodatkowej kontroli.

2

¸

?

?


7.3.1. Zasada dzia³ania systemu impulsowego CWA

System CWA zapewnia ci¹g³¹ kontrolê stanu suchoœci izolacji w sieciachciep³owniczych. Gdy warstwa izolacyjna staje siê wilgotna, impedancja malejei system alarmowy w³¹cza siê po osi¹gniêciu ustalonego poziomu alarmowego.Nastawia siê trzy poziomy alarmowe (np. 30, 15 i 8k ).Stosowana tutaj metoda pomiaru jest kombinacj¹ pomiaru impedancji i rezystancji.Wymienione urz¹dzenia alarmowe s¹ zasilane z centrali kablami dwu¿y³owymi,które s³u¿¹ równie¿ do przesy³u informacji pomiêdzy central¹ i punktami kontrolnymi.

W

1. jednostka centralna 64002. zasilacz jednostki

centralnej3. modem4. zasilacz modemu5. sygnalizator awarii6. detektor stanu7. zasilacz wykrywacza

awarii

Rys. 69. Schemat ideowy systemu impulsowego - CWA

Rys. 70. Sygnalizator awarii CWA- 6303, LPS-2C - LEVR

CWA6303

CWA6400

CWA6800

CWA6303

CWA64170

CWA60170

CWA68170

CWA6450

~

~

~

CWA6303

CWA6303

1

2

3

4

5

6

7

Mains Power

Power Conection110-220 V AC

Fuse

Relay

Pipe Conection

Alarm Moisture

Wire Break Error

30 k ohmsAlarm Level 15 k ohms

8 k ohms

MoistureNormalLoop

CWA 6303

F


Rys. 71. Schemat kontroli jednej pêtli za pomoc¹ sygnalizatora awarii 6303 lub LPS-2C

Rys. 72. Lokalizator CWA

Rys. 73. Zwarcie

Rys. 74. Przerwa

W przypadku kontroli sieci za pomoc¹ urz¹dzenia 6303 lub LPS-2C (bez budowysystemu) do zlokalizowania awarii s³u¿y przenoœny lokalizator awarii (reflektometr).

Przenoœny lokalizator awarii do lokalizacji rêcznej zalecany jest tylko dla systemu CWA.Zasilanie bateryjne (8 godzin bez ³adowania).Wa¿y 8kg.Mo¿e byæ pod³¹czony do drukarki.Miejsce awarii wyœwietlane jest na monitorze w postaci wyraŸnej amplitudy wykresu.

Przenoœny lokalizator awarii

LPS-2C


Rys. 75. Zawilgocenie

Tabela 12. Iloœci poszczególnych elementów systemu impulsowego na projekt

Rys. 76. Tulejka zaciskowa

Rys. 77. Puszka koñcowa

7.3.2. Ogólne zasady projektowania systemu impulsowego

NAZWA ILOŒÆ dla

W fazie wstêpnej projektowania systemu impulsowego obowi¹zuje ustalenie:

sposobu kontrolowania projektowanej siecipodzia³u sieci na kontrolowane odcinki (pêtle)miejsc zamontowania urz¹dzeñ kontrolnych i zamkniêcia pêtlisposobu okablowania urz¹dzeñ kontrolnych

Kontrolowane odcinki mog¹ mieæ maksymalnie 1000m d³ugoœci rury, a 2000mprzewodu CWA.Korzystaj¹c z poni¿szej tabeli mo¿na ustaliæ iloœci poszczególnych elementówsystemu impulsowego na dany projekt.

przewód Cu 1.5mm (”go³y”)

tulejki zaciskowe CWA

puszka koñcowa PKC 1szt. na zamkniêcie pêtli(alternatywne do zamkniêciaw mufie)

d³ugoœæ 8.2mmœrednica wewnêtrzna 3.2mmœrednica zewnêtrzna 5.7mm

j

j

j

j

DN 400 DN > 400

przewód Cu 1.5mm (bielony)

£ ILOŒÆ dla2

1m na 1m rury 2m na 1m rury

1m na 1m rury 2m na 1m rury2

2szt. na 1 po³¹czenie mufowe 4szt. na 1 po³¹czenie mufowe


Przyk³ad:

D³ugoœæ ca³kowita sieci 500m<Lc 1000m

Wybrano kontrolê w punkcie 1 za pomoc¹ pojedynczego sygnalizatora awarii LPS-2Cbez przesy³u informacji.

Przewód Cu czujnikowy bielony

W przypadku monta¿u odga³êzieñ obowi¹zuje zasada, i¿ przewody alarmoweodga³êzienia ³¹czone s¹ zawsze do przewodu bielonego ruroci¹gu g³ównego.

Przewód bielony w ruroci¹gu uk³ada siê zawsze po prawej stronie patrz¹c odŸród³a ciep³a.

£

Rys. 78. Schemat sieci preizolowanej

Rys. 79. Schemat pêtli pomiarowej

Przewód Cu “go³y”

Uwaga

"

"

1

3

2K-1

64

puszki koñcowePKC

puszki koñcowePKC

0 m

1200 m

80 m

220 m

490 m

560 m

760 m

310 m 420 m

630 m

700 m

Ÿród³ociep³a

130 m


LPS-2C

Documents

PORADNIK PROJEKTANTA - Radpol · m e20 e200 e135 o-6 ¸ a ¸ l l l Wyd³u¿enie po zerwaniu: Wspó³czynnik przewodzenia ciep³a: 5 C 20 C C 100 C C 200 C o o o o o (wartoœæ interpolowana