VIII Konferencja Techniczna IGCP Warszawa 6-7 listopad 2013 r.

Transkrypt

1 Warunki techniczne projektowania i budowy sieci cieplnych preizolowanych układanych w gruncie. VIII Konferencja Techniczna IGCP Warszawa 6-7 listopad 2013 r. mgr inż. Ireneusz Iwko iri@logstor.com VIII Konferencja Techniczna IGCP

2 Warunki techniczne projektowania i budowy sieci cieplnych preizolowanych układanych w gruncie. Założenia: 1. Ocena aktualnej literatury i norm dotyczących sieci cieplnych preizolowanych 2. Uaktualnienie zasobów wiedzy i literatury na temat rurociągów ciepłowniczych. 3. Opracowanie założeń do wytycznych dotyczących rurociągów preizolowanych 4. Ankieta i uwagi dotyczące wytycznych 5. Publikacja: Warunki techniczne wykonania i odbioru rurociągów preizolowanych w płaszczu osłonowym HDPE układanych bezpośrednio w gruncie. VIII Konferencja Techniczna IGCP

3 Literatura w języku polskim i normy dotyczące sieci cieplnych preizolowanych : 1. Na skutek postępu technologicznego i rozwoju wiedzy dotyczącej stosowania rur preizolowanych w znacznym stopniu zdezaktualizowały się pozycje: - Warunki techniczne projektowania, wykonania, odbioru i eksploatacji sieci ciepłowniczych z rur i elementow preizolowanych (wyd. I,1996r.) COBRTI INSTAL - Warunki Techniczne COBRTI INSTAL Zeszyt nr4 "warunki techniczne wykonania i odbioru sieci ciepłowniczych z rur i elementów preizolowanych" (wyd.i, czerwiec 2002r.) 2. W związku z wejściem Polski do Unii Europejskiej normy polskie PN zostały zastąpione normami europejskimi PN-EN: - Np. PN-B-10405:1999 Ciepłownictwo Sieci ciepłownicze Wymagania i badania przy odbiorze normą - PN-EN Rurociągi przemysłowe metalowe - Część 5: Kontrola i badania VIII Konferencja Techniczna IGCP

4 Uaktualnienie zasobów wiedzy i literatury na temat rurociągów ciepłowniczych : 1. Opracowania i wytyczne dotyczące projektowania i montażu sieci cieplnych z rur preizolowanych wydane w języku polskim: - Peter Randlov, Podręcznik ciepłownictwa system rur preizolowanych EDHPMA, wydanie polskie PNT CIBET, Warszawa PN-EN 13941:2006, Projektowanie i montaż systemu preizolowanych rur zespolonych - Poradniki Techniczne, Projektowania i Montażu producentów rur preizolowanych - Warunki, wytyczne Projektowania i Montażu Przedsiębiorstw Ciepłowniczych np.: a. Wytyczne Projektowania Sieci Cieplnych MPEC Białystok b. Wytyczne wykonania, montażu, odbioru i eksploatacji rurociągów preizolowanych w płaszczu osłonowym HDPE (układanych bezpośrednio w gruncie), opracowanie OBRC SPEC Wrzesień 2012 c. inne VIII Konferencja Techniczna IGCP

5 Uaktualnienie zasobów wiedzy i literatury na temat rurociągów ciepłowniczych : 2. Normy europejskie i wytyczne dotyczące projektowania oraz montażu sieci cieplnych z rur preizolowanych wydane w języku angielskim lub niemieckim: - Np. PN-EN 13941:2010+A1 Projektowanie i budowa sieci ciepłowniczych z systemu preizolowanych rur zespolonych - PN-EN Rurociągi przemysłowe metalowe - Część 3: Projektowanie i obliczenia - Wytyczne AGFW FW 401 projektowania i montażu preizolowanych rur zespolonych Wrzesień Aktualne normy europejskie związane z rurami preizolowanymi: - Grupa norm bezpośrednio związanych z rurociągami preizolowanymi jak: PN-EN 253+A1:2013; PN-EN 448:2009; PN-EN 488:2010; PN-EN 489: Grupa norm PN-EN Rurociągi przemysłowe metalowe - Część Aktualne normy europejskie dotyczące rur stalowych, wykonania złączy spawanych i ich kontroli VIII Konferencja Techniczna IGCP

6 Opracowanie założeń do wytycznych dotyczących rurociągów preizolowanych : Przyjęte zostały założenia, że opracowanie składać się będzie z następujących części: 1. Wprowadzenie 2. Dokumentacja projektowa 3. Wymagania techniczne odnośnie materiałów i gotowych elementów 4. Transport, rozładunek i składowanie elementów preizolowanych 5. Montaż rurociągów preizolowanych 6. Roboty towarzyszące 7. Nadzór i odbiory 8. Literatura z wykazem przywołanych norm 9. Załączniki informacyjne VIII Konferencja Techniczna IGCP

7 Dokumentacja projektowa: Projektowanie rurociągów ma wpływ na całkowity koszt inwestycji, koszty eksploatacji oraz na przewidywaną trwałość sieci cieplnej. W związku z tym powinna zawierać informacje na temat: 1. Parametrów eksploatacyjnych rurociągów, ich wymiarów i lokalizacji względem innego uzbrojenia podziemnego, 2. Przyjętej klasy projektowej, 3. Przyjętej metody układania rurociągów (sposób kompensacji ), 4. Sposobu układania (przykrycie, wymiary wykopów itp.), 5. Zmiany kierunków (łuki, rury gięte ukosowania), 6. Trójników odgałęźnych, 7. Odpowietrzeń i odwodnień, 8. Armatury odcinającej i kontrolno pomiarowej, 9. Przejść pod drogami i przez przegrody budowlane VIII Konferencja Techniczna IGCP

8 Dokumentacja projektowa wymagania ciąg dalszy: 10. Punktów stałych zarówno kanałowych jak i preizolowanych w zakresie konstrukcji i sił pochodzących od wydłużeń, ciśnienia i zmian temperatury, 11. Rozwiązania sposobu połączenia sieci preizolowanych z kanałowymi, 12. Obliczeń strat ciepła, 13. Systemu nadzoru (tzw. system alarmowy), 14. Opracowania odnośnie robót ziemnych i budowlanych, 15. Nadzoru i dokumentacji powykonawczej, 16. Dokumentacji graficznej VIII Konferencja Techniczna IGCP

9 Ds= a(t) E(T) DT MPa Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci 1. Definicja i wprowadzenie klasy projektu sieci cieplnej w oparciu o normę PN-EN 13941:2010 z podziałem na klasy A, B i C Klasa projektowa B 250 Ds = Re(DT) 200 Klasa projektowa A Klasa projektowa C / / / / / d o /(2 t o ) VIII Konferencja Techniczna IGCP

10 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci Klasa projektu sieci cieplnej ciąg dalszy, Definicja klasy projektu: A. rurociągi o średnicach DN300 i grubościach ścianki rury stalowej wg PN-EN 253 oraz poziomie naprężeń osiowych od sił tarcia i różnicy temperatur Re w temp. pracy B. rurociągi o średnicach DN300 i grubościach ścianki rury stalowej wg PN-EN 253 oraz poziomie naprężeń osiowych od sił tarcia i różnicy temperatur > Re w temp. pracy C. rurociągi o średnicach DN350 wysokim ciśnieniu wewnętrznym (więcej niż 25bar), szczególne warunki gruntowe np. osiadanie gruntu. VIII Konferencja Techniczna IGCP

11 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci Klasa projektu sieci cieplnej ciąg dalszy, Wymagania odnośnie dokumentacji projektowej: - Dla klas projektowych A i B nie są wymagane szczegółowe obliczenia statyczne. Wystarczającym jest oparcie się na wytycznych projektowych producenta/dostawcy rur preizolowanych w zakresie długości instalacyjnych, długości ramion kompensacyjnych, przykrycia rur itp. - Dla klasy projektowej C wymagane są szczegółowe obliczenia statyczne sieci cieplnej obejmujące: a. obliczenia i analizy naprężeń i przemieszczeń na załamaniach trasy, trójnikach odgałężnych b. obliczenia stabilności konstrukcji i wpływu na otoczenie VIII Konferencja Techniczna IGCP

12 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci W konsekwencji przyjęcia założeń z normy PN-EN w opracowanych wytycznych pojawiły się dodatkowo zalecenia: 1. Przyjęcia maksymalnie zalecanego poziomu naprężeń osiowych od siły tarcia i ciśnienia wewnętrznego 190 MPa zamiast dotychczasowego 150MPa. odcinek zamknięty przez tarcie (obszar zmiany naprężeń) odcinek hamowany przez tarcie (obszar zmian naprężeń i wydłużeń) L FL 0.5s p L 190 L 150 DL s max =150MPa s= aedt-ns p s max =190MPa W wyniku tego długości instalacyjne dla rurociągów ulegają wydłużeniu VIII Konferencja Techniczna IGCP

13 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci 2. Przyjęcia określenia charakterystyk stosowanych poduszek kompensacyjnych na załamaniach kompensacyjnych i trójnikach zgodnych z wytycznymi FW 401, które znajda się w przyszłej edycji normy EN Budowa sieci ciepłowniczych z systemu preizolowanych rur zespolonych VIII Konferencja Techniczna IGCP

14 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci 3. Wprowadza podział metody układania rurociągów czyli tzw sposobu kompensacji w funkcji naprężeń osiowych: Montaż z ograniczeniem wartości naprężeń osiowych od siły tarcia i ciśnienia wewnętrznego s Tamx s Tm in Realizowany poprzez zastosowanie: a. załamań trasy załamań trasy i kompensacji naturalnych typu L, Z lub U, b. kompensatorów osiowych, c. naciągu wstępnego z zastosowaniem kompensatorów jednorazowych, d. podgrzewu wstępnego. VIII Konferencja Techniczna IGCP

15 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci Ograniczenie długości prostych odcinków rurociągów 2x 2x 2x s max = 150 MPa s max = 150 MPa Zastosowanie kompensatorów osiowych s max = 150 MPa 2x 2x 2x s max = 150 MPa s max = 150 MPa s max = 150 MPa Podgrzew wstępny L smax = -150 MPa t podg s = 0 MPa s max = +150 MPa VIII Konferencja Techniczna IGCP

16 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci Montaż bez ograniczenia wartości naprężeń osiowych od siły tarcia i ciśnienia wewnętrznego (tzw. zimna instalacja) Realizowany poprzez układanie prostych odcinków rurociągów, na których poziom naprężeń osiowych limitowany jest maksymalna różnicą temperatury rurociągu. odcinek zamknięty przez tarcie (obszar zmiany naprężeń) odcinek hamowany przez tarcie (obszar zmian naprężeń i wydłużeń) L FL 0.5s p DL s= aedt-ns p VIII Konferencja Techniczna IGCP

17 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci 4. Przyjęcia maksymalnie dopuszczalnych ukosowań na spoinach spawanych w funkcji naprężeń ściskających w miejscu wykonania ukosowania Naprężenia ściskające osiowe, MPa Kąt ukosowania, Podaje metodę obliczania strat ciepła dla różnych średnic izolacji 6. Określa minimalne przykrycie rurociągów gruntem i podaje zalecenia odnośnie sposobu obliczeń minimalnego i maksymalnego przykrycia rur. 7. Wykonanie łoza piaskowego wokół rurociągów VIII Konferencja Techniczna IGCP

18 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci Wytyczne zawierają propozycje minimalnych odległości rur przy kolizjach z innym uzbrojeniem podziemym: Dla równoległego prowadzenia rurociągów: - kanalizacja min. 1,0 m z możliwością zmiany za zgodą właściciela - wodociąg min. 1,0 m z możliwością zmiany za zgodą właściciela - kable do 30 kv min. 0,5 m - kable powyżej 30 kv min. 1,0 m - gazociąg podstawowa min. 1,0 m z możliwością zmiany na podstawie [1] - sieci telekomunikacyjne min. 1,0 m z możliwością zmiany za zgodą właściciela oraz na podstawie [2] VIII Konferencja Techniczna IGCP

19 Istotne zmiany dotyczące projektowania sieci Wytyczne zawierają propozycje minimalnych odległości rur przy kolizjach z innym uzbrojeniem podziemnym: Dla skrzyżowań rurociągów z innym uzbrojeniem: - sieci telekomunikacyjne - gazociąg - kable elektroenergetyczne 30 kv - kable elektroenergetyczne > 30 kv 110 kv - wodociąg - kanalizacja min 0,5 m z możliwością zmiany na podstawie [2] przy zastosowaniu zabezpieczenia specjalnego (rura zbliżeniowa) lub szczególnego (rura przepustowa lub ława betonowa) lub za zgodą właściciela lub gestora przy zastosowaniu zabezpieczenia stykowego min 0,2 m z możliwością zmiany na podstawie [1] pod warunkiem zastosowania płyt izolujących lub innych środków zabezpieczających do uzgodnienia z gestorem sieci elektroenergetycznej [3], [4] jednak nie mniej niż 0,1 m między płaszczem osłonowym a osłoną kabla do uzgodnienia z gestorem sieci elektroenergetycznej [3], [4] do uzgodnienia z gestorem sieci wodociągowej, nie mniej niż 0,1 m do uzgodnienia z gestorem sieci kanalizacyjnej, nie mniej niż 0,1 m VIII Konferencja Techniczna IGCP

20 Montaż sieci Wytyczne zawierają wytyczne dotyczące montażu sieci cieplnych preizolowanych w zakresie: 1. Przygotowania wykopu i podłoża 2. Przygotowania i układanie elementów preizolowanych w wykopie 3. Spawania rur stalowych 4. Badania połączeń spawanych 5. Prób szczelności spoin 6. Montażu armatury, kompensatorów, podpór stałych i innych elementów 7. Montażu zespołów złączy oraz łączenie i kontrola przewodów instalacji wykrywania i lokalizacji awarii 8. Wykonania stref kompensacyjnych 9. Wykonania naciągu wstępnego 10. Wykonania zasypki i wypełnienie wykopu gruntem rodzimym 11. Wykonania dokumentacji powykonawczej systemu nadzoru. VIII Konferencja Techniczna IGCP

21 Dziękuję za uwagę VIII Konferencja Techniczna IGCP