Upload
tranthu
View
223
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
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¸
£
6 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
* 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)
7Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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(wartoϾ interpolowana liniowo)
8 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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:
9Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
10 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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]
OpornoϾ 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
11Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
12 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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.
13Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
14 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
¸
15Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
16 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
[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
17Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
18 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
19Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
20 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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)
21Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
22 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
23Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
L’f’ LL L’f
D³ugoœætarciowa
D³ugoœætarciowa
Ruroci¹gunieruchomiony
DL`DL`
L”f LL L”f
D³ugoœætarciowa
D³ugoœætarciowa
Ruroci¹gunieruchomiony
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
£
24 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
25Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
te o re tyczn ylu brze czywisty
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£
£
26 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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”
27Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
28 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
Okreœlenie d³ugoœci ramienia swobodnego
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:
Sprawdzenie maksymalnej d³ugoœci instalacyjnej
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"
29Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
te o re tyczn ylu brze czywisty
p u n kt sta ³y
„Z” i „U”
DN
250
7,2
m
5,9
m
5,8m
3 poduszkikompensacyjnetypu „B”
2 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”
»
30 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
99 mm
86 mm
„Z” i „U”
8.2 m 7.8 m
75 m65 m
Dt=
110°
CDN
250
Wymagania:
L L (d³ugoœæ tarciowa)
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.
Sprawdzenie maksymalnej d³ugoœci instalacyjnej
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
Okreœlenie d³ugoœci ramienia swobodnego
Wg nomogramu:
1 f
swob x swob. swob1 swob2
x swob
1 2
1 2
f
1
2
1 2
£
£ £
D
Þ
L L (d³ugoœæ tarciowa)
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"
31Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
„Z” i „U”
DN
250
5,8 m
3 poduszkikompensacyjnetypu „B”
2 poduszkikompensacyjnetypu „B”
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)
!
!
32 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
rzeczywistypunkt sta³y
pozornypunkt sta³y
pozornypunkt sta³y
rzeczywistypunkt 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
33Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
rzeczywistypunkt sta³y
rzeczywistypunkt sta³y
mak
sym
alnie
12 m
maksymalnie 12 m
45 60o o¼
poduszki kompensacyjne
teoretyczny lub rzeczywistypunkt sta³y
teoretyczny lub rzeczywistypunkt sta³y
45 ...60o o
teoretyczny lub rzeczywistypunkt sta³y
teoretyczny lub rzeczywistypunkt sta³y
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
34 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
35Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
36 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
37Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
38 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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.
!
!
39Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
40 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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 szerokoϾ bloku [m]- szerokoϾ bloku z tabeli 7 [m]- nowa wysokoϾ bloku [m]- wysokoϾ bloku z tabeli 7 [m]
L
L
L
B'BC'C
1
2
f
m
Rys. 50. Wymiary bloku betonowego
41Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
oϾ
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
42 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
oϾ
gru
ntu
1800 k
g/m
Wsp
ó³c
zynnik
tarc
ia=
0.4
Naprê
¿enia
dopusz
czaln
e 1
50M
Pa
3
! !
m
1gru
boϾ
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
43Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
oϾ
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
44 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
oϾ
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
45Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
oϾ
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
46 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
goϾ
ram
ion s
wobodnyc
h„L
” (m
)D
³ugoœæ
ruro
ci¹gu
(m)
Wyd³u¿enie (mm)
D³u
goϾ
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
47Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
48 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
49Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
50 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
%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
51Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
52 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
53Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
54 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
!
!
!
!
"
"
"
55Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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 ILOή
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
Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
uszczelka koñcowatermokurczliwa
min. 100 mm
57Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
uszczelka koñcowatermokurczliwa
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
Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
¸
?
?
60 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
61Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
62 Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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 ILOή 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
63Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
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
Finpol Rohr - Poradnik Projektanta
LPS-2C