1. Zakres opracowania Podstawa opracowania Obliczenia technologiczne piaskowników... 17

Transkrypt

1 SPIS TREŚCI: 1. Zakres opracowania.... Podstawa opracowania Bilans ścieków Obliczenia technologiczne urządzeń w budynku krat Obliczenia technologiczne pompowni ścieków Obliczenia technologiczne piaskowników

2 1. Zakres opracowania Zakres opracowania obejmuje obiekty: Budynek krat Pompownię ścieków Piaskowniki. Podstawa opracowania Podstawa opracowania stanowią: Specyfikacja istotnych warunków zamówienia Raport Oddziaływanie Przedsięwzięcia Na Środowisko Notacje ilości dopływających ścieków za lata Zestawienie ilości skratek wywożonych z oczyszczalni w latach Zestawienie piasku wywożonego z oczyszczalni w latach Bilans ścieków Według danych Inwestora oraz aktualnego Pozwolenia Wodnoprawnego, wymagana przepustowość oczyszczalni wynosi: Qd śr. = m 3 /d Qd max. = m 3 /d Qh max. = m3/h =,50 m 3 /s Qhśr. = m 3 /h = 1,39 m 3 /s Qhdśr. = (1/18) Qdśr = 6700 m 3 /h = 1,86 m 3 /s Qhmin. = (1/37) Qdśr. = 343 m 3 /h = 0,900m 3 /s Współczynnik nierównomierności dobowej N d = 1,15 Współczynnik nierównomierności godzinowej maksymalnej N h = 1,60 Współczynnik nierównomierności godzinowej dziennej N hd = 1,33 Aktualne dopływy ( za lata ) Qśr..d = m 3 /d Qdmax. = 99 88m 3 /d Qdmin. = 43 00m 3 /d Qhmin = (1/37) Qdśr= 1795m 3 /d

3 Qhmax = (1/14) Qdmax = 709m 3 /h = 1,97m 3 /s Qhśr. = 767m 3 /h = 0,769m 3 /s Współczynnik nierównomierności dobowej N d = 1,49 Współczynnik nierównomierności godzinowej N h =,56 4. Obliczenia technologiczne urządzeń w budynku krat Dobór krat Aktualnie zainstalowane są 3 kraty Meva o prześwicie b=5mm Firma Huber udostępniła nam wyniki badań stopnia separacji na kratach różnych, typów, producentów oraz o różnych parametrach, przeprowadzonych przez The National Screens Evaluation Facility ( NSEF) w Wielkiej Brytanii. Stopień separacji SCR, określany jest jako procentowy wagowy stosunek masy odseparowanej na kracie Z do całkowitej masy skratek dopływających do kraty, Z+X, gdzie X masa skratek przechodzących przez kratę i zatrzymanych w specjalnym worku. SCR = Z Z + X 100% Wyniki badań stopnia separacji, dla krat schodkowych o prześwicie b=3mm oraz krat taśmowych EscaMax z otworami o średnicy d=6 mm SA następujące: Krata schodkowa Huber Hydropress Stepscreen o prześwicie b=3mm osiągnęła najwyższy wśród krat schodkowych stopień separacji SCR = 56% Krata hakowo - taśmowa Huber Esca-Max Sreen o średnicy otworów d=6mm osiągnęła w 1 badaniach testowych SCR = 67 77%, średnio SCR śr = 71,83% Tak wysoki stopień separacji jest wynikiem tworzenia się na kracie taśmowej dywanika filtracyjnego z zatrzymywanych skratek. Przy akceptacji Inwestora projektuje się zainstalowanie 4 krat EscaMax 5000x155x6 o przepustowości każdej Q kr = 0,833m 3 /s, dla 4 krat pracujących 4x0,833m 3 /s= 3,33m 3 /s m 3 /h. Jest to jednocześnie optymalna liczba krat z punktu widzenia współpracy z pompownią, gdyż kraty będą pracowały na jedną komorę zbiornika czerpalnego i układ pompowy powiązany z komorami zbiornika będzie symetryczny. 3

4 W przypadku konieczności przeglądu i wyłączenia jednej z krat, pozostałe 3 kraty zapewnią przepustowość równą maksymalnemu godzinowemu przepływowi Qh max. = m3/h =,50 m 3 /s Szerokość koryt w miejscu montażu krat zostanie przewężona z szerokości istniejącej 10 mm do szerokości B = 1800mm. Projektowane są taśmowo hakowe kraty o szerokości efektywnej 155 mm, szerokości całkowitej 1800 mm. Częścią cedząca kraty jest perforowana taśma wykonana ze stali VA (1.341). Średnica oczka wynosi 6 mm,zapewniając wysoki stopień separacji skratek średnio 7%, to jest średnio o 8% więcej niż może zapewnić krata szczelinowa o szerokości szczelin b=3 mm. Ponadto kraty taśmowe otworowe zapewniają lepszą separację zanieczyszczeń włóknistych niż kraty szczelinowe. Kanały w miejscu montażu krat. Będą to kanały prostokątne o szerokości B=1,80m i wysokości do stropu H =,08m, na długości L = 4,50 m, następnie kanały zwężają się do szerokości B k = 1,50m Maksymalne dopuszczalne spiętrzenie przed kratą z uwagi na poprzeczne żebra stropu kanału wynosi H s = 1,75m. Kanały odpływowe z komory krat Kanały odpływowe z komory krat do zbiornika pompowni 5 szt. żelbetowe prostokątne o szerokości B k = 1,50m każdy, ułożone w spadku i=0,001 Wysokość kanałów H=1,80m, przy czym wysokość okna ( przejścia przez ścianę budynku krat ) H o =1,50m, narzuca maksymalne napełnienie po kracie H max odp = 1,50m.. Napełnienia oraz prędkości w kanale odpływowym B k = 1,50m za kratą, obliczone z 0, 5 formuły Manninga v ( R ) i 1 0,66 = h [m/s], Q = F*h [m 3 /s], z wykorzystaniem n sporządzonej charakterystyki sprawności kanału prostokątnego przy założonym współczynniku chropowatości n = 0,018, dla przepływów charakterystycznych wyniosą: 4

5 Krzywa sprawności przekrojuprostokatnego B=1,5m 1,6 1,4 przepływy [m3/s] 1, 1 0,8 0,6 0,4 0, Serie napełnienia 1=0,m Dopływ do komory krat Dopływ do 1 kraty przy 4 kratach pracujących Dopływ do 1 kraty przy 3 kratach pracujących [m 3 /h] [m 3 /s] [m 3 /h] [m 3 /s] h[cm] v [m/s] [m 3 /h] [m 3 /s] h[cm] v [m/s] , , ,88 x x x x 9 000, ,65 5 0, , ,88 Q hmax , , , ,60 5 0,80 Q hdśr , , , , ,74 Q hśr , ,5 6 0, , ,66 Q hmin Dla wszystkich przepływów charakterystycznych prędkości w kanale odpływowym B = 1,5m będą wyższe od 0,4 m/s i wystarczające dla uniknięcia sedymentacji piasku. W rozszerzonym kanale montażowym kraty B kr = 1,80m prędkości będą wahały się od 0,48m/s przy Q hmin - do 0,67 przy Q hmax, co również zabezpiecza kanał przed osiadaniem w nim piasku. Obliczenia strat na kratach Wielkość strat na kratach oblicza się według wzoru: 5

6 Q Q 1 A netto bg h 1 H strat = g c Gdzie: C d współczynnik = 0,49 b g - szerokość koryta przed kratą A netto powierzchnia netto = h 1 b r - napełnienie przed kratą - szerokość kraty α - kąt nachylenia kraty = 65% d h1 br f bb sinα f - współczynnik wolnej powierzchni otworów = 0,51 b b - stopień zatkania kraty, przyjęto max 40%, b b = 0,4 Dane: Napełnienie w kanale za kratą : h = 0,5 m dla Q hmax = 0,65 m 3 /s ; b r = 1,55 ; założone h 1 = 0,88 ; h 0,88 br f 1 bb = 1,55 0,51 0,60 = sin α 0,90 1 A netto = ( ) 0,464m, H strat = 0,37 m H strat = 1 Q A Q bg h 1 g c netto d 0,65 0,65 1 0,464 1,80 0,88 = 9,81 0,49 = 0,37m Prędkość w kanale przed kratą wyniesie v = 0,39 m/s Prędkość w otworach kraty wyniesie : v kr = 1,34 m/s Przy czystej kracie : założone h 1 = 0,70m ; b b = 0 h 0,70 br f 1 bb = 1,55 0,51 1,00 = sin α 0,90 1 A netto = ( ) Prędkość w kanale przed kratą wyniesie v = 0,50 m/s Prędkość w otworach kraty wyniesie : v kr = 1,01 m/s 0,615m, H strat = 0,17m Wstępnie przyjmuje się, że włączenie krat następować będzie przy różnicy poziomów przed i za kratą H = cm. Wartości eksploatacyjne poziomów włączenia i wyłączenia kraty ustalone zostaną w czasie rozruchu 6

7 Pomiar poziomu ścieków dokonywany jest automatycznie przy pomocy sondy pneumatycznej. Gromadzące się na taśmie skratki powodują,że ścieki piętrzą się przed kratą uzyskując poziom max przy którym taśma wykonuje ruch (obrót) aż do osiągnięcia zadanego poziomu min. Poziom min. ustalony zostanie w czasie rozruchu. Jeśli poziom minimalny nie zostanie osiągnięty po 30 s. czas pracy kraty zostaje wydłużony.. Ilość i transport skratek Ilość skratek dla kraty gęstej wyliczona z równoważnej ilości mieszkańców RLM przy wskaźniku 15 l/rm.rok wyniesie 9000 m 3.rok tj. ok. 5m 3 /d oraz uwzględniając współczynnik nierównomierności, maksymalnie ok. 1,66m 3 /h, co bez prasowania daje ok. 18,75 t skratek /d i maksymalnie 1,5 t/h. Obliczenie wg. ATV-DVWK-M369 Jednostkowa ilość skratek uwodnionych ( 8%s.m.) dla kraty o prześwitach 3mm wynosi, l/m,rok. W oparciu o wyniki badań The National Screens Evaluation Facility stopień separacji dla krat taśmowo-hakowych Hubera o średnicy oczek d=6mm jest średnio o 8% wyższy niż dla krat o prześwitach 3mm. Przyjmuje się do obliczeń jednostkową ilość skratek,x1,8= 8,4l/M,rok Roczna ilość skratek uwodnionych wyniesie: V r,skr,u = m 3 /rok co odpowiada 46,7 m 3 /d Końcowe parametry skratek kierowanych po prasopłuczce, to redukcja objętości o 75% i wzrost stężenia suchej masy do 50%, co oznacza, że dobowa średnia ilość skratek sprasowanych wyniesie V d,skr = 11,7m 3 /d Obliczenia te poddano weryfikacji ; 1. Obliczenia porównawcze dla krat o prześwicie b=5mm ( istniejące kraty MeVa) wykazują, że wg. ATV, przy jednostkowej ilości skratek 0,36 l/m,rok, roczna ilość skratek uwodnionych wyniosłaby V r,skr = 33,4 m 3 /d przy RLM, a po sprasowaniu V d,skr = 8,3 m 3 /d. Aktualnie średnia dobowa ilość ścieków dopływających stanowi ok. 50% ilości projektowanej, a średnia dobowa ilość skratek wynosi V d,skr =, m 3 /d Można więc przyjąć, że docelowo byłaby -krotnie wyższa i wynosiła V d,skr = 4,4m 3 /d przy pozostawieniu krat o prześwicie 5 mm. Biorąc pod uwagę fakt, że zamiana na kraty hakowo-taśmowe, otworowe, Esca-Max Hubera spowodowałaby wzrost współczynnika separacji stosunku do krat o prześwicie 7

8 5mm, o 40%, szacowana średnio dobowa ilość sprasowanych skratek wyniesie V d,skr = 6, m 3 /d Można więc przyjąć, że średniodobowa ilość wypłukanych i sprasowanych skratek nie przekroczy 10m 3 /d, a max godzinowe wyniesie 0,6-0,75 m 3 /h i 1 kontener o pojemności V kont = 10m 3 będzie wystarczający docelowo. Przepustowość urządzeń do transportu i obróbki skratek dobiera się na maksymalne ilości V hmax,skr = 3,5 m 3 /h, t.j. przy pracujących 4 kratach V 1 = 0,875 m 3 /h na jedna kratę Zaprojektowano przenośniki poziome Ro8 T,odbierające uwodnione skratki z krat każdy.wydajność każdego z nich wynosi 7 m 3 /h. Przyjęta wydajność zapewnia możliwość odbioru zwiększonych ilości skratek przy awarii jednego z nich. Przenośniki transportują skratki do wstępnej płuczki skratek WAP 6L o wydajności 6 m 3 /h. Następuje w niej redukcja objętości ok. 50%. Następnie przenośnik pionowy Ro8V o wydajności 4 m3/h transportuje skratki do prasopłuczki WAP SL HP BG 4 Prasopłuczka posiada wydajność maksymalną,4 m 3 /h, co limituje przepustowość całej linii obróbki skratek do 4,8m 3 /h skratek uwodnionych. Kraty oraz płuczki posiadają system płukania z doprowadzeniem wody technologicznej Wstępnie przyjmuje się, że ustalenie poziomu włączenia krat następować będzie przy szacunkowej różnicy poziomów przed i za kratą H = cm. Wartości eksploatacyjne poziomu włączenia ( ustalone zostaną w czasie rozruchu i będą mogły być zmieniane w czasie eksploatacji. Pomiar poziomu ścieków dokonywany jest automatycznie przy pomocy sondy pneumatycznej. Gromadzące się na taśmie skratki powodują,że ścieki piętrzą się przed kratą uzyskując poziom max przy którym taśma wykonuje ruch (obrót) aż do osiągnięcia zadanego poziomu min. Poziom min. ustalony zostanie w czasie rozruchu. Jeśli poziom minimalny nie zostanie osiągnięty po 30 s. czas pracy kraty zostanie wydłużony. Wytyczne sterowania Opis sterowania kratami ESCAmax oraz systemem transportu i odwadniania skratek. W skład instalacji wchodzą następujące urządzenia : -kraty ESCAmax - szt. 4. -transportery poziome Ro8T skartek transportujące skratki odseparowane na kratach szt. - prasopłuczka wstęna skratek WAP6L szt. 1 8

9 - transporter pionowy skratek R08V, szt.1 - prasopłuczka skratek WAP SLHP 4 szt.1 - transporter poziomy skratek usuwający skratki do kontenera szt.1 Całość instalacji sterowana będzie z jednej szafki sterowniczej wyposażonej w dwa sterowniki S7300. Każdy sterownik zaprogramowany będzie do sterowania cała instalacją. W przypadku awarii jednego sterownika automatycznie zostanie uruchomiony będzie drugi sterownik zapewniający ciągłość pracy instalacji. Szafka wyposażona będzie w panel dotykowy. Krata załącza się po osiągnięciu ustawianego w czasie rozruchu a później w eksploatacji poziomu ścieków przed kratą. Przewidywany czas pracy kraty wynosi 30 sekund. Jeśli poziom ścieków po 30 sekundach nie spadnie i będzie utrzymywał, krata będzie kontynuowała pracę. Impulsem do załączenia się transporterów poziomych Ro8T skratek będzie liczba załączeń się kraty lub sumaryczny czas pracy kraty. Jeśli dwie lub jedna krata załączy się w sumie trzy razy transporter ślimakowy uruchamia się i pracuje przez 40 sekund. Transporter może być także uruchomiony w przypadku jedno lub dwukrotnego załączenia się krat jeśli czas pracy kraty przekroczy 90 sekund. Wstępna prasopłuczka WAP6L skratek uruchamia się jeśli czas pracy transporterów poziomych wyniesie 10 sekund. Czas pracy prasopłuczki skratek wynosi 150 sekund. Uruchomienie parsopłuczki skratek jednocześnie uruchamia prace transportera pionowego skratek, którego cykl pracy jest o 30 sekund dłuższy od pracy WAP6L. Prasopłuczka skartek WAPSL HP uruchomiona zostaje po zakończeniu pracy transportera pionowego. Cykl pracy WAP SL HP składa się z następujących etapów : Napełnianie leja medium płuczącym aż osiągnięcia zadanego poziomu w zakresie 4-0 A. Po napełnieniu leja uruchamiany jest wirnik rozdrabniający skratki. Zabieg ten ma na celu ekspozycję jak największej powierzchni skratek na płukanie. Umożliwi to maksymalne wypłukanie rozpuszczalnych związków organicznych. Po cyklu rozdrabniania następuje opróżnienie leja z wody płuczącej i przesył skratek do strefy prasowania. W tym czasie uruchamiany jest transporter ślimakowy skratek. 9

10 Odpowiednie odwodnienie skratek zapewnia stożek dociskowy zamontowany na wyjściu prasopłuczki. Jednocześnie z transportem skratek z WAP SL HP uruchamia się poziomy transporter skratek Ro8T zrzucający skratki do kontenera. Czas pracy transportera Ro8T jest dłuższy o 30 sekund od pracy transportera ślimakowego skratek prasopłuczki WAP SL 4 HP. W celu równomiernego rozmieszczenia skratek w kontenerze Ro8T wyposażony jest w dwie rynny zrzutowe skratek. Na jednej z rynien zrzutowych zainstalowana jest zasuwa która zamykana jest w przypadku przepełnienia kontenera. Uwaga: podane w opisie nastawy czasowe ulegną są nastawami zmiennymi. Można je będzie zmieniać z poziomu panelu sterowniczego, tak aby zoptymalizować pracę urządzenia dla warunków panujących w oczyszczalni. 5. Obliczenia technologiczne pompowni ścieków Pompownia główna posiada dwa zbiorniki czerpalne o pojemności x 50 m 3. Z każdym zbiornikiem współpracują trzy pompy wirowe pionowe typu 60F-85-6/50 produkcji Warszawskiej Fabryki Pomp o wydajności Q = 4000 m3/h każda i wysokości podnoszenia H = 16,5 m sł. w., z silnikiem o N = 50 kw Projektuje się zabudowę 4 pomp pracujących + rezerwowe. KSB Sewatec K G V, z wirnikiem o średnicy 457,0mm, ( Każdą komorę zbiornika pompowni obsługują pompy pracujące i 1 rezerwowa Każde pompy współpracują z jednym rurociągiem o największej średnicy d=1400m Istnieje możliwość w okresach obniżonych przepływów niż docelowe wykorzystywanie przemienne tylko 1 przewodu tłocznego i armatury w komorze zasuw OB. 5 Jedynie przy wydajności maksymalnej 1 pompy prędkość przepływu w 1 rurociągu wynosi tylko 0,45m/s, co jest graniczna prędkością dla wypadania piasku. Stąd też w sterowaniu należy przewidzieć pracę 1 pompy, przerywaną( np., w ciągu nocy bez zmniejszania częstotliwości a nawet z jej podwyższaniem). Obliczenia wysokości strat ( wg.pn-76 M ) Współczynniki strat na rurociągu ssawnym: 1. Strata na wywołanie prędkości ζ V = 1,00 10

11 . Wlot stożkowy Φ 1500/1000 ζ WL = 0,1 3. Kolano 90 0 r/d 1,0 Φ1000 ζ K = 0,1 4. Prostka Φ1000 λl 0,01,0 ζ L1 = = φ 1,0 = 0,044 Suma współczynników strat dla Φ1000 Σζ 1000 = 1, Zwężka (konfuzor) Φ 1000/800 ζ ZW = A λ = 1,33 0, 03= 0, Prostka Φ800 L=x0,5=1,00 λl 0,03 1,0 ζ L = = φ 0,8 = 0,09 7. Zasuwa Φ800 ζ ZAS = 0,15 8. Kompensator Φ800 ζ KOM = 3,81 Suma współczynników strat dla Φ800 Σζ 800 = 4, Zwężka (konfuzor) Φ 800/600 ζ ZW = 1,33x0,04 = 0,03 Suma współczynników strat dla Φ600 Σζ 600 = 0, Kolano zwężkowe Φ 600/400 ζ KZW =0,1+1,33*0,04 = 0,4 Suma współczynników strat dla Φ400 Σζ400 = 0,4 Obliczenie wysokości strat na przewodzie ssawnym H str = v 8Q ζ = ζ 4 g gπ d Dla przepływu Q = 0,65 m 3 /s straty wyniosą: Φ1000 Σζ 1000 = 1,464 8Q 8 0,65 h 1000 = ζ = 1,464 4 g π 4 d 9,81 3,14 1,0 = 0,047m Φ800 Σζ 800 = 4,019 8Q 8 0,65 h 800 = ζ = 4,019 4 g π 4 d 9,81 3,14 0,8 = 0,317m Φ600 Σζ 600 = 0,03 8Q 8 0,65 h 600 = ζ = 0,03 4 g π 4 d 9,81 3,14 0,6 = 0,008m Φ400 Σζ400 = 0,4 8Q 8 0,65 h 400 = ζ = 0,4 4 g π 4 d 9,81 3,14 0,4 = 0,305m 11

12 Suma strat na rurociągu ssawnym Σh ss = 0,677 m przyjęto h SS 0, 68m Obliczenie najwyższej geometrycznej wysokości ssania: H p NPSH H H SS max b r SS V S [m.sł.w.] h Gdzie: P b wysokość ciśnienia barometrycznego przyjęto 10, m NPSH r wymagana wysokość nadwyżki antykawitacyjnej = 7,40 m Obliczona wysokość strat h SS 0, 68m H v wysokość ciśnienia nasycenia w temp. 0 0 C = 0,4 m H S - przyjęta wysokość zapasowa = 0,5 m H SS max pb NPSH r hss HV H S = 10, 7,40 0,68 0,4 0,50 = 1, 38m Minimalna rzędna w komorze czerpalnej pompowni ( wyliczona od rzędnej środkowego przekroju wirnika, co daje dodatkowy zapas, gdyż dla pomp o osi pionowej liczy się od rzędnej dolnego obrysu wirnika) wyniesie Rzędna minimalnego poziomu ścieków w komorze czerpalnej pompowni: 156,3 1,38 = 154,85 m.n.p.m. Rzędna ta nie powinna być przeniżana w czasie normalnej eksploatacji przy maksymalnej wydajności pompy. Współczynniki strat na rurociągu tłocznym - do punktu włączenia do rurociągu zbiorczego Strona lewa: 1. dyfuzor stożkowy Φ 400/800 ζ DYF =,0. kompensator Φ800 ζ KOM = 3,81 1

13 3. łuki Φ800 x ζ KOM =x 0,014 = 0,08 4. Klapa zwrotna Φ800 ζ KL =0, 3 5. zasuwa Φ800 ζ ZAS = 0,15 6. kolana Φ800 x ζ K = x 0,1 = 0,4 λl 0,03,5 7. Prostki Σ L =,5m, Φ800 ζ L = = 0, 65 φ 0, Suma współczynników strat dla odc 1 Φ800 Σζ 800 = 9,36 8. Trójnik Φ800/100 (pierwszy) ζ T1 = 4,6 λl 0,01 5,0 9. prostka Φ100, L = 5,0m do trójnika nr ζ L = = 0, 09 φ 1, 10, trójnik drugi przelotowo ζ TP = 0,5 ( dla przepływów większych do 0,65m 3 /s 10. prostka Φ100, L = 0.70 do komory zasuw ζ L = 0, Trójnik nr 3 ( w przypadku przepięcia 1 pompy z drugiego rurociągu) ζ TP3 = 0,40 ( dla przepływów 3 pomp) 1 zasuwa Φ100 ζ ZAS = 0,15 13 prostka Φ100, L = 11,0m do dyfuzora ζ L = 0,0 14. dyfuzor Φ100/1400 ζ L = 1,0 15. kolana Φ1400 x ζ K = x 0,1 = 0,4 16. Prostka Φ1400 L = 144m λl 0,01 144,0 ζ L = =, 16 φ 1,4 17. Wylot ζ WYL = 1,00 Charakterystyka układu pompowego wzdłuż 1 nitki przewodu tłocznego: Rurociąg ssawny 1 pompy : Suma współczynników strat dla Φ1000 Σζ 1000 = 1,464 Suma współczynników strat dla Φ800 Σζ 800 = 4,019 Suma współczynników strat dla Φ600 Σζ 600 = 0,03 Suma współczynników strat dla Φ400 Σζ400 = 0,4 13

14 Q= 0,65 m 3 /s h SS = 0,68m Q = 0,31 h SS = 0,17 Rurociąg tłoczny 1 pompy odc 1 Φ800 Σζ 800 = 9,36 Q= 0,65 m 3 /s h ST = 0,74m v= 1,4 m/s Q = 0,31 h ST = 0,19 Rurociąg tłoczny Φ100 Σζ 100 = 5,4 dla przepływów do 0,65 m 3 /s Q= 0,65 m 3 /s h ST = 0,085 v = 0,55 m/s Q = 0,31 h ST = 0,01 Rurociąg tłoczny Φ100 Σζ 100 = 5,94 dla przepływów do 1,5m 3 /s Q= 0,65 m 3 /s h ST = 0,093 Q = 0,310 h ST = 0,03 Q = 1,5 h ST = 0,37 v = 1,10 m/s Rurociąg tłoczny Φ100 Σζ 100 = 6,34 dla przepływów do 1,87m 3 /s Q= 0,65 m 3 /s h ST = 0,099 Q = 0,310 h ST = 0,05 Q = 1,5 h ST = 0,39 Q= 1,87 h ST = 0,89 v = 1,65 m/s Q =,5 h ST = 1,58 m v =,0 m/s Rurociąg tłoczny Φ1400 Σζ 1400 = 4,95 dla wszystkich przepływów Q= 0,65 m 3 /s h ST = 0,066 v = 0,40 m/s Q = 0,310 h ST = 0,0165 v-0,0 m/s Q = 1,5 h ST = 0,64 v = 0,80 m/s Q= 1,87 h ST = 0,594 v = 1,0 m/s Q =,5 h ST = 1,056 m v = 1,60 m/s Zestawienie wysokości strat na przepływie 1 nitką rurociągu tłocznego dla przepływów: Q [m 3 /s] 0,310 0,65 1,5 1,87,5 ΣH strat [m] 0,44 1,76,53 3,3 4,51 Projektowane poziomy : - 161,60 poziom pomostu ( istniejący) - 161,00 - poziom zamknięcia zasuw w budynku krat ( istniejący) - 159,00 - poziom alarmowy górny w zbiorniku pompowni 14

15 - 158,64 poziom dna koryt dopływowych do komory czerpalnej pompowni ( istniejący) - 158,50 maksymalny poziom ścieków ( bez podtapiania koryta dopływowego) - 157,75 poziom krawędzi ściany przelewowej - 156,6 średni poziom ścieków w pompowni - 154,85 poziom alarmowy dolny- minimalny poziom ścieków w pompowni z uwagi na kawitację Wysokość geometryczna podnoszenia pomp: Poziom zwierciadła ścieków w komorze wlotowej piaskowników - 171,35 H gmax = 171,35 154,85 = 16,50 m H gmin = 171,35 158, 50 = 1,85 H gśr = 171,35 156,65 =14,70 Możliwości pracy układu pompowego: 1. Praca równoległa dwóch przewodów tłocznych przy zamkniętej w komorze zasuw Ob.5 zasuwie ZS9 i otwartych zasuwach ZS8 i ZS7. W układzie tym w czasie normalnej eksploatacji każda z nitek rurociągu tłocznego współpracuje z pompami z możliwością włączenia 3-ciej pompy rezerwowej. Praca pojedyńczą nitką rurociągu. Przy zamknięciu w komorze zasuw OB. 5 zasuwy ZS8 (100) oraz otwarciu zasuwy ZS 9 (100) jedna nitka rurociągu Φ1400 poprzez otwartą zasuwę ZS7 (100), może współpracować z 3 pompami, natomiast przy zamknięciu w zasuwy ZS7 (100) i otwarciu zasuwy ZS8(100) jedna nitka rurociągu może współpracować z 4 pompami. W załączniku graficznym przedstawiono współpracę 1 nitki przewodu z 4 pompami KSB Sewatec K G V, z wirnikiem o średnicy 457,0mm, połączonymi równolegle, dla 3 geometrycznych wysokości podnoszenia : 1,85m;14,70m;16,50m Charakterystyki pomp dla częstotliwości 50Hz. Przy pracy 1 pompy zakres wydajności wynosi ( ) średnio 418 m 3 /h Przy pracy pomp zakres wydajności wynosi ( ) średnio 4597 m 3 /h Przy pracy 3 pomp zakres wydajności wynosi ( ) średnio 6989 m 3 /h 15

16 Przy pracy4 pomp zakres wydajności wynosi ( ) ( uwaga układ 4 pomp nie powinien pracować na najwyższej geometrycznej wysokości podnoszenia, lecz tylko zakresie od 14,70 do 1,85 Można stwierdzić, że przy pracy 1 pompy wystarczająca minimalna prędkość w rurociągu dla uniknięcia sedymentacji piasku zostaje osiągnięta jedynie przy maksymalnym poziomie ścieków w pompowni 158,50. Praca pomp na średnim poziomie ścieków 156,6 zapewnia prędkość v=0,8m/s Praca 3 pomp zapewnia prędkość v = 1,6 m/s Praca 4 pomp zapewnia prędkość v max = 1,56 m/s Załącznik graficzny wykres współpracy pomp z układem popowym może być wykorzystywany dla obu wymienionych przypadków eksploatacji przewodów tłocznych. Wytyczne sterowania pompownią ścieków Użytkownik ustala stały poziom w zbiorniku czerpalnym pompowni, w zakresie rzędnych od 156, 65 do 158,50 mnpm. Wstępnie przyjmuje się poziom średni 157, 55, niższy o 0,0m od poziomu krawędzi przelewowej ściany. Taki zakres pozwala na utrzymanie pracy pomp w obszarze maksymalnej sprawności 80,6% Wszystkie pompy współpracują z przemiennikami częstotliwości, stąd też sterowanie pompami może być przy założeniu stałego poziomu zwierciadła w zbiorniku. Regulacja prędkości obrotowej w zakresie od /min do 811 1/min. Współpraca pompowni z 1 rurociągiem tłocznym Jeśli pracuje tylko 1 pompa powinna pracować tylko na obrotach nominalnych i mieć określony poziom włączenia ( wstępnie 157, 55) i wyłączenia ( 156,65 ) Jeśli pracują pompy to minimalne obroty ( jednakowe) obu pomp nie powinny być mniejsze niż 856 1/min Jeśli pracują 3 lub 4 pompy obroty mogą zmieniać się w pełnym zakresie od /min do 811 1/min. Jeśli przy pracy 3 lub 4 pompami ( z jednakowa prędkością obrotową) zadany poziom będzie się obniżał, kolejno wyłączać się powinny pompa nr 4 a następnie kolejne Dla utrzymania maksymalnej sprawności przy pracy na 1 rurociąg tłoczny przy włączaniu 3 i 4 pompy, poziom sterujący ścieków w pompowni powinien być podwyższany. 16

17 Praca dwoma rurociągami tłocznymi Jeśli pracuje tylko 1 pompa powinna pracować tylko na obrotach nominalnych i mieć określony poziom włączenia ( wstępnie 157, 55) i wyłączenia ( 156,65 ) Utrzymywanie stałego, wybranego przez Użytkownika poziomu ścieków dla sterowania pompami przy pracy -ch pomp w zakresie poziomów w pompowni (156,65 158,50) wstępnie 157,55 Jeśli pracują pompy to minimalne obroty ( jednakowe) obu pomp nie powinny być mniejsze niż 856 1/min. Jeśli przy pracy z minimalną ilością obrotów poziom ścieków obniża się, pompa nr powinna zostać wyłączona, a pompa nr 1 pracować na obrotach nominalnych. Jeśli zwierciadło dalej się obniża, pompa powinna się wyłączyć przy zadanym poziomie, a po okresie postoju włączyć na poziomie ustalonym jako poziom sterujący W każdym przypadku ponowne włączenie pompy po jej wyłączeniu może nastąpić po ustalonej zwłoce czasowej lub podwyższeniu zwierciadła o określoną wielkość np. 0,0m 6. Obliczenia technologiczne piaskowników Istniejący piaskownik przedmuchiwany 4 komorowy, starej konstrukcji z dwoma wózkami jezdnymi. projektuje się likwidację wózków jezdnych i zmianę systemu odbioru, usuwania piasku oraz zastosowanie separatora-płuczki piasku Projektuje się rozwiązanie ze zgarniaczami liniowymi o ruchu posuwisto-zwrotnym, firmy Zickert,. Zgarniacze te będą posiadały napędy hydrauliczne z obu stron, natomiast pompy piaskowe WILO, FA 08.5WR z silnikiem T 17-6/8H o wydajności Q =8,4 l/s przy wysokości podnoszenia H = 4,m z głowicą spulchniającą piasek zainstalowane będą jako stacjonarne w lejach piaskowych. Na rurociągach tłocznych zainstalowane będą zasuwy regulacyjne do ustawienia wydajności pompy 8 l/s Piasek pompowany będzie do separatora płuczki piasku ( jedno Urzadzenie) Coanda RoSF4-BG1 firmy Huber, oddzielnymi przewodami zamkniętymi z każdego piaskownika. Przyjmuje się, że pulpa piaskowa będzie w chwili pompowania z piaskownika zawierała 5% s.m. Charakterystyczne parametry piaskownika: Powierzchnia przekroju poprzecznego A = 7,3 m Szerokość komory B = 3,50m 17

18 Głębokość komory H =,50m Objętość 1 komory piaskownika V = 131,4 m 3 Długość piaskownika L = 18,0m ( jest mniejsza od 10 szerokości), stąd w istniejącym piaskowniku zastosowano przegrodę dla wspomagania ruchu wirowego poprzecznego. Szczególnie korzystna jest z uwagi na stosunek B/H > 1,0,. Przegroda ta zostanie utrzymana Przepływ maksymalny Q max = 0,65 m 3 /s Minimalny czas przepływu t = 3 min. jest wystarczający Max. prędkość pozioma v p = 0,086 m/s < 0, m/s Ilość powietrza; Zalecana literaturowo przy przekroju poprzecznym piaskownika wynosi > od 5 m 0,5 1,3 [Nm 3 /m 3.h], co dla 1 komory piaskownika daje max. 171N m 3 /h. Istniejąca instalacja zapewnia ilość 70 Nm 3 /h wyliczoną ze wskaźnika 15 Nm 3 /m.h zabezpiecza z nadmiarem potrzeby technologiczne piaskownika. Ilość piasku: Dla założenia jednostkowej ilości piasku 8,44g /m 3 i dopływu Q śrd = m 3 /d masowa ilość piasku wyniesie 3413kg/d, co przy gęstości 1,6 daje,13 m 3 /d Licząc wg.imhoffa ( 5 l/m.rok) objętość piasku wyniosłaby przy RLM ok.8, m 3 /d Przyjmując masową ilość piasku 3413 kg/d oraz stężenie s.m. w leju osadowym równe 5% dobowa ilość odpompowywanej pulpy piaskowej wyniesie 68 m 3 /d. Wydajność pompy dostosowana do wydajności separatora-płuczki wynosi 8 l/s. Sumaryczny czas pracy pomp piaskowych w ciągu doby wyniesie,37 h. a przy stężeniu s.m. obniżonym do 3% wyniesie ok. 4 h. Przyjęta wydajność pomp piaskowych będzie wystarczająca nawet przy znacznie większych dopływach piasku. Na podstawie danych z oczyszczalni średnie ilości piasku dobowo wynosiły ok. 3 t/d co pozwala przyjąć, że przy dwukrotnym docelowo wzroście ilości dopływających ścieków (ale tylko w wyniku krotnego wzrostu długości sieci kanalizacyjnej) średnia dobowa ilość piasku mogłaby wzrosnąć dwukrotnie. W rzeczywistości taki wzrost nie może wystąpić. Maksymalna ilości piasku wystąpiła w październiku 008 i wynosiła 18,46 t/d. Co daje objętość 369 m 3 /d pulpy piaskowej. Sumaryczny czas pracy pomp piaskowych wyniósłby dla takiej ilości ok. h. 18

19 Separator-płuczka Rosf4może być obciążony 1t piasku//h co dałoby możliwość przyjęcia takiej ekstremalnej ilości piasku. Wytyczne sterowania: Zgarniacze będą sterowane czasowo i nadrzędnie sterowanie presostatami na agregatach hydraulicznych. Te czujniki ciśnienia włączają zgarniacze do ruchu po osiągnięciu ciśnienia agregatowego np. powyżej 100 barów. Oznacza to, ze na dnie jest za dużo piasku, który trzeba usunąć do leja. Maksymalna górna granica do ok. 10 barów. Po sygnale z takiego czujnika zamocowanego na agregacie hydraulicznym zgarniacz przechodzi w ruch ciągły i wykonuje odpowiednią ilość ruchów aż do momentu zejścia ciśnienia poniżej załozonych100 barów W piaskownikach nie ma innych czujników sterujących pracą zgarniaczy, np. sond mierzących poziom piasku. Włączenie pomp sterowane jest oddzielnie z szafek pompowych, które są po stronie dostawcy pomp. Sterowanie pomp czasowo po przejętej informacji o nastawie czasowej zgarniaczy. Pompy muszą być włączane z przesunięciem czasowym, tak aby jednocześnie pracowała tylko 1 pompa z wydajnością 8 l/s ( możliwe włączenie pomp z przydławieniem każdej do polowy wydajności ) Załączanie separatora Rosf4 w zależności od gęstości nasypowej pulpy piaskowej w powiązaniu z pracą pomp piaskowych. 19