Nowatorskie rozwiązania w dziedzinie rurociągów stosowanych w elektrowniach wodnych w Europie. Sylwester Sykulski HOBAS System Polska Sp. z o.o.
Energetyka wodna
3 Schemat organizacyjny koncernu HOBAS.
Zarys historyczny Pierwsza instalacja w 1961 r. Elektrownia wodna w Szwajcarii Parametry techniczne: DN1000, PN10, SN10.000 4
Surowce o Żywica o poliestrowa, o winylo-estrowa, o epoksydowa o Włókno szklane o Piasek kwarcowy o Węglan wapnia
Proces produkcji o Siła odśrodkowa ( 30 50 bar ) zapewnia otrzymanie zwartej i utwardzonej struktury. o o o Podajnik wprowadza do wnętrza wirującej matrycy kolejne komponenty. Kontrolowany komputerowo proces produkcji. Jakość potwierdzona certyfikatami ISO.
HOBAS Zakres produkcji DN 25 2900 (4000) SN 2500 SN 1000000 PN 1 PN 32
Przekrój poprzeczny Warstwy ochronne Warstwa zewnętrzna Warstwa wewnętrzna 1,2 1,5mm Warstwy strukturalne Włókno szklanerozciąganie Rdzeń (Sztywność) Włókno szklanerozciąganie
Parametry techniczne i przewaga konkurencyjna
Szczelność brak infiltracji do wnętrza i na zewnątrz rurociągu. Lepsza szczelność zmniejsza możliwość przecieków, a co za tym idzie obniżenia sprawności układu
Wysoka żywotność KW Wald Austria O DN 1600, PN 1, SN 10000 O Start 1987 O Około 2000 uderzeń hydraulicznych (dwa razy w tygodniu) O Woda zawierająca dużą ilość ściernych materiałów polodowcowych Podczas 20 letniej eksploatacji łopatki koła turbiny musiały zostać wymienione 4 -krotnie 11
Odporność na promieniowanie UV Materiał duroplastyczny brak konieczności stosowania powłok ochronnych, nie kurczy się jak jest zimno i nie rozszerza przy wysokiej temperaturze. Niweluje konieczność stosowania kompensatorów.
Odporność na korozję oraz sprężystość materiału Brak konieczności stosowania zabezpieczeń antykorozyjnych w postaci farb i emulsji. Mniejsza prędkość rozchodzenia się fali uderzeniowej
Analiza zachowania materiałów w skutek uderzenia hydraulicznego Zakres Materiał nr 1 Materiał nr 2 Analiza porównawcza : formuła - Joukowskiego Materiał rury Stal CC-GRP Przepływ Q 3 m³/s 3 m³/s Średnica nominalna DN DN 1000 DN 1000 Ciśnienie pracy p 0 10 bar 10 bar Grubość ścianki t Moduł elastyczności E p 13,5 mm (K9) 170.000 N/mm² 21,2 mm (SN 10000) 7.000 15.000 N/mm² (11.000) Prędkość rozchodzenia się fali uderzeniowej Ciśnienie uderzenia p 741,1 m/s 363,3 m/s 22,6 bar 11,2 bar
Bardzo wysoka odporność na ścieranie
Możliwość połączeń Łączniki DC Łączniki FWC Połączenia kołnierzowe 16 HOBAS System Polska Sp. z o.o.
Możliwość połączeń Łączniki montażowe Połączenia laminowane 17 HOBAS System Polska Sp. z o.o.
Możliwość połączeń Połączenia blokowane 18 HOBAS System Polska Sp. z o.o.
Ugięcia rurowe odchylenia kątowe na łącznikach 19
Łatwość montażu o Skrócony czas montażu. o Brak konieczności spawania i odwodnień wykopów na całej długości układanego rurociągu.
Straty miejscowe spowodowane zastosowaniem kształtek Straty miejscowe K Łuk 90 o 0,45 Łuk 60 o 0,3 Łuk 45 o 0,15 Łuk 30 o 0,12 Łuk 22,5 o 0,06 Łuk 11,25 o 0,03 Trójnik (na wprost) 0,2
Niewielki ciężar rur pozwalający skrócić czas montażu CC-GRP Ciężar w kg DN 300 ~ 16 kg/m Czas zabudowy (KNR 2-18): 100m DN 300-46,7 r-g Najszybszy czas zabudowy, montaż w każdych warunkach Beton DN 300 ~ 155 kg/m (KNR 2-18): 100m DN 300-81,6 r-g Konieczne użycie ciężkiego sprzętu, problemy z montażem na słabonośnych gruntach Stal DN 300 ~ 55 kg/m Czasochłonne wykonywanie połączeń spawanych PE-HD DN 300 ~ 16 kg/m Konieczność doprowadzenia energii elektr. do montażu, wrażliwość na duże wahania temperatury, wilgotność
Doskonałe parametry hydrauliczne Średnica Spadek Chropowatość CC-GRP 800 1% 0,01 Beton 800 1% 1,0 2,5 Stal 800 1% 0,1 (nowe) 3,0 (z większymi osadami kamienia) PE-HD 800 1% 0,05 (rura pełnościenna) 0,15 (rura typu SPIRO) Mała chropowatość wpływa na prędkości przepływu, ilość wody podawanej na turbiny w jednostce czasu
Sposoby instalowania Instalacje napowietrzne - na estakadach - na podporach - na zawiesiach Instalacje podziemne - wykop otwarty - mikrotunel Instalacje wewnątrz budynków
Zalety metody przecisku / mikrotunelingu Duże ograniczenie prac ziemnych Brak wykonania odwodnień Brak ograniczeń w ruchu samochodowym Ograniczenie wpływu na mieszkańców i środowisko naturalne Możliwość wykonywania prac przez cały rok, 24 h/dobę 25 HOBAS System Polska Sp. z o.o.
Metoda mikrotunelingu 26 HOBAS System Polska Sp. z o.o.
Projekt: Magistrala wodociągowa Wrocław ul. Pełczyńska - Wyniki badań Badanie wytrzymałości na ciśnienie wewnętrzne zostało przeprowadzone w celu określenia ciśnienia niszczącego rury DN 300 PN 16 SN 10000 po czasie użytkowania 18 lat. Wymaganie dla czasu użytkowania 18 lat zostało określone z długoterminowej analizy regresji. Określone ciśnienie niszczące jest znacząco powyżej teoretycznej wartości określonej zgodnie z PN - EN 1796. 27
Wyniki badań Regresja liniowa (ciśnienie niszczące jako funkcja czasu) dla rury CC-GRP PN 16 i aktualne ciśnienie niszczące po 18 latach 28
29 ZNAK OKTAGON
Zalety systemów rurowych: Odporność na korozję CC-GRP zapewnia doskonałą odporność na korozję w porównaniu ze standardowymi materiałami do produkcji rur. Wytrzymałość strukturalna i niewielki ciężar Materiał kompozytowy zapewnia wyjątkową wytrzymałość na obciążenia hydrauliczne (ciśnienie, podciśnienie) przy niewielkim ciężarze, co ułatwia transport i obsługę Długi okres użytkowania Odporność na korozję i wytrzymałość strukturalna zapewniają długi okres użytkowania i tym samym przyczyniają się do znacznej redukcji kosztów eksploatacyjnych. Niewielki ciężar i dogodna długość odcinków Szczelność połączeń. Brak niepożądanej ingerencji z zewnątrz
Produkty i usługi: Średnica systemy rur HOBAS dla Przemysłu dostępne są w zakresie średnic od DN 25 do DN 4000 Klasa ciśnienia W zależności od średnicy i temperatury eksploatacyjnej rurociągi o klasie ciśnienia do PN 40 Sztywność dostosowanie w zależności od potrzeb, warunków gruntowych, obciążenia, głębokości posadowienia od SN 2.500 1.000.000 Wsparcie techniczne Kalkulacje strukturalne, analiza obciążeń, pomoc na etapie projektowania, dobór rozwiązań, obliczenia statyczne i hydrauliczne.
Elektrownia Kleewein Karyntia o DN 300 o PN 6 10 o SN 10000 o Rurociąg ułożony na belce o Długość - 582 m o Budowa 2002 r. 32
Elektrownia Tieferbach Karyntia Austria o DN 900 o PN 6-10 o Długość - 980 m o Budowa 2005-2006 o Brak konieczności stosowania łuków odchylenia kątowe na łącznikach 33
Elektrownia Schwarzach Tyrol Austria o DN 1400 1600 o PN 4-16 o SN 10000 o Długość - 4000 m o Budowa 2006 r. 34
Elektrownia Andakill Islandia o DN 2100, 2400 o PN 10 o Długość 550 m o Budowa 2007 o Duże nachylenie rurociągu 35
Sokolna Bułgaria o Rury DN 1200 PN 6-10 SN 5000 o Długość odcinka: 1570 m, o Czas realizacji: 2007 2008 (18 miesięcy), o Turbina o mocy 1MW produkowanej przepływem 2400 l/s przy spadku 62 m, o Montaż na podporach, przejście przez rzekę, o Redukcja liczby łuków zmiana kierunku poprzez odchylenia na 36 łącznikach
Zapora Labska, Czechy 2002 o Rury DN 1100 PN 6 SN 5000, o Długość odcinka: 45 m, o o Czas realizacji: 21 dni, Montaż na podporach w istniejącej zaporze sprzed 1918 r., renowacja istniejącego rurociągu z żeliwa szarego 37
Hillsborough, USA o Rury DN 2134 PN 6, o Długość odcinka: 305 m, o Czas realizacji: 2007 2008, o Wymiana drewnianego rurociągu zasilającego turbinę o Montaż na powierzchni terenu, w płytkim wykopie (częściowe obsypanie) oraz montaż na podporach 38
39 Wybrane referencje
40 Wybrane referencje
Dziękuje za uwagę Sylwester Sykulski HOBAS System Polska Sp. z o.o