Politechnika Śląska Wydz. Inżynierii Środowiska i Energetyki Projekt Przejściowy
TEMAT: PROJEKT BUDYNKU FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH
POZIOMYCH DLA ZADANYCH DANYCH WYJŚCIOWYCH
Wykonał: Wydział: ISiE Kierunek: Inżynieria Środowiska Specjalność: Wodociągi i kanalizacja Rok: I Semestr: II (studia II-go stopnia)
OPIS TECHNICZNY TECHNICZNY............................................................................................................................................. 4 1. 2. 3.
PODSTAWA I ZAKRES OPRACOWANIA .............................................................................................................. .............................................................................................................. 4 DANE WYJŚCIOWE ..................................................................................................................................... 4 PROJEKTOWANE ROZWIĄZANIA..................................................................................................................... 5 3.1. Technologi Technologia a uzdatniania uzdatniania wody ................................................................................................ ..... 5 3.2. Konstrukcj Konstrukcja a hali i wymagani wymagania a przestrze przestrzenne nne .................................................................................. 9 4. SPOSÓB ZABEZPIECZENIA CIĄGŁOŚCI PRACY .................................................................................................... 11 4.1. System System dualny. dualny. Urządzenia Urządzenia rezerwowe rezerwowe ....................................................................................... ....................................................................................... 11 4.2. Personel Personel ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 12 4.3. Typowe Typowe uszkodzeni uszkodzenia a i sposoby sposoby ich usuwania. usuwania............................................................................... 12 5. UKŁAD AUTOMATYKI I STEROWANIE ............................................................................................................. 14 5.1. Informacje Informacje ogólne ogólne ...................................................................................................................... 14 5.2. Sterownik Sterownik PLC ............................................................................................................................ 14 5.3. Pomiar Pomiar parametrów parametrów ................................................................................................................... ................................................................................................................... 14 5.4. Sterowani Sterowaniee pozostałymi pozostałymi elementam elementamii .......................................................................................... 15 6. ZALECENIA EKSPLOATACYJNE ...................................................................................................................... 15 6.1. Uruchamianie Uruchamianie filtrów filtrów ................................................................................................................. 16 6.2. Obsługa Obsługa i konserwac konserwacja ja filtrów filtrów .................................................................................................... 16 6.3. Kontrola Kontrola fizyko-che fizyko-chemicz miczna na wody................................................................................................. wody................................................................................................. 17 6.4. Wymagane Wymagane dokumenty dokumenty .............................................................................................................. 17 6.5. Przeprowadzanie remontów pospiesznych filtrów zamkniętych ................................................... 17 OBLICZENIA .................................................................................................................................................... 20 1. 2. 3. 4.
WIELKOŚCI WYJŚCIOWE ............................................................................................................................ 20 RÓWNOWAŻNA ŚREDNICA ZIAREN ZŁOŻA FILTRACYJNEGO .................................................................................. 20 WSPÓŁCZYNNIK FILTRACJI ......................................................................................................................... 20 DŁUGOŚĆ CYKLU FILTRACYJNEGO ................................................................................................................. ................................................................................................................. 21 .......................................................................................................... 21 5. CAŁKOWITA POWIERZCHNIA FILTRÓW: .......................................................................................................... 6. PARAMETRY WARSTWY PODTRZYMUJĄCEJ ..................................................................................................... 21 .................................................................................................................................... 22 7. DOBÓR FILTRÓW ..................................................................................................................................... 8. PARAMETRY RZECZYWISTE PRACY FILTRÓW ................................................................................................... 22 9. OBLICZANIE DRENAŻU .............................................................................................................................. 22 10. DOBÓR PRZEWODÓW .......................................................................................................................... 23 10.1. Przewody Przewody doprowadzając doprowadzającee wodę surową ................................................................................... 23 10.2. Przewody Przewody odprowadzając odprowadzającee wodę przefiltro przefiltrowaną waną ........................................................................ 24 10.3. Przewody doprowadzające wodę do płukania i odprowadzające wody popłuczne ....................... 24 11. DOBÓR URZĄDZEŃ .............................................................................................................................. 25 11.1. Dobór przepływomier przepływomierza za ............................................................................................................. 25 11.2. Dobór pompy płuczącej płuczącej .............................................................................................................. .............................................................................................................. 25 ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ I MATERIAŁÓW ...................................................................................................... 27 CZĘŚĆ RYSUNKOWA ....................................................................................................................................... 29 RYSUNEK 1. SCHMAT DO DOBORU RUROCIĄGÓW ................................................................................................... 29 RYSUNEK 2. R ZUT HALI FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH POZIOMYCH .................................................................................... 29 RYSUNEK 3. HALA FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH POZIOMYCH. PRZEKRÓJ A-A .................................................................... 29 RYSUNEK 4. HALA FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH POZIOMYCH. PRZEKRÓJ B-B..................................................................... 29 RYSUNEK 5. PRZEKRÓJ PRZEZ FILTR CIŚNIEINOWY ..................................................................................................... ..................................................................................................... 29 RYSUNEK 6. DETALE: SCHEMATY MOCOWAŃ RUROCIĄGÓW ...................................................................................... 29
2|S t r o n a
OPIS TECHNICZNY TECHNICZNY............................................................................................................................................. 4 1. 2. 3.
PODSTAWA I ZAKRES OPRACOWANIA .............................................................................................................. .............................................................................................................. 4 DANE WYJŚCIOWE ..................................................................................................................................... 4 PROJEKTOWANE ROZWIĄZANIA..................................................................................................................... 5 3.1. Technologi Technologia a uzdatniania uzdatniania wody ................................................................................................ ..... 5 3.2. Konstrukcj Konstrukcja a hali i wymagani wymagania a przestrze przestrzenne nne .................................................................................. 9 4. SPOSÓB ZABEZPIECZENIA CIĄGŁOŚCI PRACY .................................................................................................... 11 4.1. System System dualny. dualny. Urządzenia Urządzenia rezerwowe rezerwowe ....................................................................................... ....................................................................................... 11 4.2. Personel Personel ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 12 4.3. Typowe Typowe uszkodzeni uszkodzenia a i sposoby sposoby ich usuwania. usuwania............................................................................... 12 5. UKŁAD AUTOMATYKI I STEROWANIE ............................................................................................................. 14 5.1. Informacje Informacje ogólne ogólne ...................................................................................................................... 14 5.2. Sterownik Sterownik PLC ............................................................................................................................ 14 5.3. Pomiar Pomiar parametrów parametrów ................................................................................................................... ................................................................................................................... 14 5.4. Sterowani Sterowaniee pozostałymi pozostałymi elementam elementamii .......................................................................................... 15 6. ZALECENIA EKSPLOATACYJNE ...................................................................................................................... 15 6.1. Uruchamianie Uruchamianie filtrów filtrów ................................................................................................................. 16 6.2. Obsługa Obsługa i konserwac konserwacja ja filtrów filtrów .................................................................................................... 16 6.3. Kontrola Kontrola fizyko-che fizyko-chemicz miczna na wody................................................................................................. wody................................................................................................. 17 6.4. Wymagane Wymagane dokumenty dokumenty .............................................................................................................. 17 6.5. Przeprowadzanie remontów pospiesznych filtrów zamkniętych ................................................... 17 OBLICZENIA .................................................................................................................................................... 20 1. 2. 3. 4.
WIELKOŚCI WYJŚCIOWE ............................................................................................................................ 20 RÓWNOWAŻNA ŚREDNICA ZIAREN ZŁOŻA FILTRACYJNEGO .................................................................................. 20 WSPÓŁCZYNNIK FILTRACJI ......................................................................................................................... 20 DŁUGOŚĆ CYKLU FILTRACYJNEGO ................................................................................................................. ................................................................................................................. 21 .......................................................................................................... 21 5. CAŁKOWITA POWIERZCHNIA FILTRÓW: .......................................................................................................... 6. PARAMETRY WARSTWY PODTRZYMUJĄCEJ ..................................................................................................... 21 .................................................................................................................................... 22 7. DOBÓR FILTRÓW ..................................................................................................................................... 8. PARAMETRY RZECZYWISTE PRACY FILTRÓW ................................................................................................... 22 9. OBLICZANIE DRENAŻU .............................................................................................................................. 22 10. DOBÓR PRZEWODÓW .......................................................................................................................... 23 10.1. Przewody Przewody doprowadzając doprowadzającee wodę surową ................................................................................... 23 10.2. Przewody Przewody odprowadzając odprowadzającee wodę przefiltro przefiltrowaną waną ........................................................................ 24 10.3. Przewody doprowadzające wodę do płukania i odprowadzające wody popłuczne ....................... 24 11. DOBÓR URZĄDZEŃ .............................................................................................................................. 25 11.1. Dobór przepływomier przepływomierza za ............................................................................................................. 25 11.2. Dobór pompy płuczącej płuczącej .............................................................................................................. .............................................................................................................. 25 ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ I MATERIAŁÓW ...................................................................................................... 27 CZĘŚĆ RYSUNKOWA ....................................................................................................................................... 29 RYSUNEK 1. SCHMAT DO DOBORU RUROCIĄGÓW ................................................................................................... 29 RYSUNEK 2. R ZUT HALI FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH POZIOMYCH .................................................................................... 29 RYSUNEK 3. HALA FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH POZIOMYCH. PRZEKRÓJ A-A .................................................................... 29 RYSUNEK 4. HALA FILTRÓW CIŚNIENIOWYCH POZIOMYCH. PRZEKRÓJ B-B..................................................................... 29 RYSUNEK 5. PRZEKRÓJ PRZEZ FILTR CIŚNIEINOWY ..................................................................................................... ..................................................................................................... 29 RYSUNEK 6. DETALE: SCHEMATY MOCOWAŃ RUROCIĄGÓW ...................................................................................... 29
2|S t r o n a
IELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE ZBIORNIKÓW FILTRÓW . ....................................................................................................... 8 T ABELA 1. W IELKOŚCI T ABELA 2. P ARAMETRY ZŁOŻA FILTRACYJNEGO . ................................................................................................................................ 8 ESTAWIENIE PARAMETRÓW CHARAKTERYZUJACYCH PROCES FILTRACJI . ...................................................................................... 9 T ABELA 3. Z 3. Z ESTAWIENIE ESTAWIENIE PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH HALI ......................................................................................................... 11 T ABELA 4. Z 4. Z ESTAWIENIE T ABELA 5. DOBÓR ŚREDNIC PRZEWODÓW DOPROWADZAJĄCYCH WODĘ SUROWĄ ..................................................................................... 24 T ABELA 6. DOBÓR ŚREDNIC ODPROWADZAJACYCH WODĘ PRZEFILTROWANĄ ............................................................................................ 24 T ABELA 7. DOBÓR ŚREDNIC PRZEWODÓW DOPROWADZAJĄCYCH WODĘ DO PŁUKANIA ORAZ PRZEWODÓW ODPROWADZAJĄCYCH POPŁUCZYNY ............ 25
3|S t r o n a
Opis techniczny 1. Podstawa i zakres opracowania Podstawą opracowania jest temat wydany przez Zakład Wodociągów i Kanalizacji Politechniki Śląskiej oraz dane wyjściowe określone przez Prowadzącego. Przedmiotem opracowania jest projekt hali filtrów ciśnieniowych poziomych. Projekt obejmuje swoim zakresem: Obliczenia filtrów Dobór filtrów z katalogu Producenta Dobór urządzeń pomocniczych (pompa, zawory, wodomierz etc.) Dobór przewodów doprowadzających i odprowadzających wody do filtra Rzut hali filtrów (skala 1:50) Przekroje A-A oraz B-B (skala 1:25 oraz 1:50) Przekrój przez warstwy pojedynczy filtr poziomy (skala 1:25) Szczegół mocowania przewodów do podłoża i konstrukcji wsporczych (skala 1:5) Zestawienie materiałów
2. Dane wyjściowe Rozpatrywana w niniejszym projekcie hala filtrów ciśnieniowych poziomych jest częścią obiektu Stacji Uzdatniania Wody do spożycia przez ludzi. Filtry współpracują z innymi urządzeniami SUW, takimi jak zbiornik wody czystej i odstojnik popłuczyn, jednakże ze względu na zakres projektu, obiekty te nie zostały uwzględnione w obliczeniach, jak i nie przedstawiono ich na załączonych rysunkach. Hala filtrów ciśnieniowych poziomych została zaprojektowana dla danych:
3
Ilość wody na dopływie:
= 78 mh
Zakres prędkości filtracji:
= 10 − 12 mh
Zawiesina w dopływie:
mg = 6 − 28 dm 3
Temperatura wody:
= 6 − 8℃
Rzędna terenu w miejscu posadowienia:
340,75 m n.p.m.
4|S t r o n a
3. Projektowane rozwiązania 3.1. Technologia uzdatniania wody 3.1.1. Uzasadnienie rozwiązania Woda uzdatniania w hali filtrów pochodzi z ujęcia powierzchniowego - ilość zawartej w niej zawiesiny waha się w granicach 6-28 . W związku z tym głównym zadaniem filtrów ciśnieniowych
będzie usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych - ww. zawiesin oraz cząstek koloidalnych - do poziomu określonego w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z 29 marca 2007r. (Dz. U. nr 61, poz. 417) w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi , tj. do wartości 1 . Dla osiągnięcia
wymaganego rezultatu w pełni wystarczy zastosowanie filtracji ciśnieniowej na złożu w postaci piasku antracytowego. Nie przewiduje się wspomagania procesu środkami chemicznymi. Ze względu na brak danych wyjściowych dotyczących pozostałych parametrów wody surowej (pH, twardość, agresywność, zawartość związków żelaza, manganu, stopień zanieczyszczenia bakteriami itd.) nie uwzględnia się instalacji i urządzeń dla tych wskaźników. Założono, iż ewentualne uzdatnianie wody z pozostałych zanieczyszczeń ma miejsce na innych obiektach rozpatrywanej SUW, których nie obejmuje niniejszy projekt.
3.1.2. Ogólna zasada działania filtrów ciśnieniowych Napływ cieczy do komory zbiornika ciśnieniowego stalowego następuje króćcem dopływowym znajdującym się w górnej części filtra. Medium rozprowadzane jest równomiernie na powierzchni złoża za pomocą trzech lejów skierowanych ku górze, znajdujących się w filtrze. Woda surowa przelewa się przez krawędzie lejów, a następnie przepływa z góry na dół przez złoże filtracyjne. Następuje zatrzymanie zawiesin w porach złoża filtracyjnego. Ciecz po filtracji zostaje odebrana za pomocą drenażu rurowego i skierowana do króćca odpływu filtratu znajdującego się w dolnej części komory filtra. Proces płukania filtra odbywa się w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu medium. W jego trakcie następuje zamknięcie zasuwy na przewodzie spustowym filtratu i doprowadzającym wodę surową. Otwierane natomiast zostają zasuwy na przewodach doprowadzających wodę do płukania i odprowadzających popłuczyny. Woda do płukania jest pobierana ze zbiornika wody czystej i rozprowadzana w danym filtrze przez drenaż rurowy. Popłuczyny są odprowadzane z górnej części filtru za pośrednictwem leja, którego krawędź musi być bezwzględnie pozioma.
3.1.3. Filtr ciśnieniowy Dla osiągnięcia wymaganych rezultatów zaprojektowano 8 filtrów ciśnieniowych (7+1 rezerwowy), ustawionych w dwóch rzędach pomiędzy którymi znajduje się galeria rur. Dobrano filtry zwojone poziome firmy AstralPool o średnicy nominalnej DN1400 mm i długości 1900 mm. Każdy filtr wyposażony jest we właz rewizyjny górny, odpowietrznik, wziernik oraz króćce przyłączeniowe z manometrami. Zbiorniki filtrów wykonane są z tworzywa sztucznego 5|S t r o n a
(poliester wzmacniany włóknem szklanym i żywicą). Konstrukcja powłok filtra składa się z następujących warstw począwszy od wewnętrznej strony zbiorni ka:
Chemiczna osłona żelkotowa typu CSS-UP3 odporna na ścieranie, piasek i wodę słoną. Zgodna z niemiecką normą KTW. Żywica poliestrowa laminowana, wzmacniana włóknem szklanym typu GF-UP1. Maty włókna szklanego o różnym splocie ułożone naprzemiennie (w miejscach narażonych na większe naprężenia. Włókna typu GF-UP1 nakładane promieniowo na cylindrycznej części oraz biegunowo na całej powierzchni zbiornika. Zewnętrzna powłoka poliuretanowa .
Filtry wypełnione są piaskiem kwarcowym o równoważnej średnicy ziaren równej 1,2mm. Warstwę podtrzymującą wykonano z cząstek żwiru o średnicy 5mm. Wymagana wysokość złoża filtracyjnego wynosi 700 mm, natomiast grubość warstwy podtrzymującej przyjęto zgodnie z zaleceniami, jako 100 mm. Płukanie filtrów odbywa się po osiągnięciu strat ciśnienia 4,0-5,0 m słupa wody lub przynajmniej raz na dwie doby. Filtry płukane są wodą pobieraną ze zbiornika wody czystej. Wymagana intensywność płukania wynosi
3
, a odpowiadająca jej ekspansja złoża 40 %. Woda 14 dm s∙m2
po płukaniu filtrów kierowana do odstojnika, a następnie do zewnętrznej kanalizacji sanitarnej. Każdy filtr płukany jest oddzielnie. Płukanie nie może zostać przerwane.
3.1.4.
Rurociągi i armatura
Wszystkie przewody i kształtki znajdujące się w obrębie hali filtrów są wykonane z PVC-U firmy GAMRAT typu 125. Wszystkie elementy pracują na maksymalne ciśnienie robocze 1 MPa. Połączenie kielichowe poszczególnych segmentów rur wykonane zostanie na kl ej agresywny. Wykorzystano przewody o średnicach: 63 mm, 90 mm, 110 mm, 160 mm, 200 mm . Rury należy oznaczyć kolorami w następujący sposób:
Woda surowa Woda uzdatniona Woda do płukania Woda popłuczna
-
jasno zielony niebieski ciemno zielony brązowy
Kształtki powinny oznaczono obrączkami w kolorach, jak przewody. Przewody główne będą zaopatrzone w strzałki, wskazujące kierunek przepływu. Rurociągi spoczywające na podłożu zostaną do niego przymocowane z wykorzystaniem elementów konstrukcyjnych w postaci stalowych ceowników. Ceowniki zostaną w sposób stały przytwierdzone do płyty żelbetowej za pomocą śrub kotwiących. Przy użyciu obejm stalowych o wymiarach dopasowanych do średnicy przewodu, rury zostaną przymocowane do ceowników śrubami ze stali nierdzewnej. Takie rozwiązanie ułatwi demontaż przewodów w przypadku zaistniałej awarii. Rurociągi znajdujące się nad posadzką i biegnące do niej równolegle zostaną przymocowane do elementów konstrukcyjnych (dwie konstrukcje wsporcze ze stali 6|S t r o n a
nierdzewnej połączone wspornikiem) za pomocą obejm stalowych. Uchwyty rur posiadają gumowe tłumiki drgań. Całość armatury wykorzystanej w obrębie hali filtrów wykona jest z żeliwa łączonego kołnierzowo. Zaprojektowano następujące elementy:
Zawory odcinające automatyczne Zawór zwrotny Wodomierz Termometry Manometry na dopływie i odpływie filtra (elementy w komplecie do filtrów)
Zawory zostaną zaopatrzone w tabliczki z naznaczeniem numeru i przeznaczenia (np. woda surowa, woda przefiltrowana, spust itd.). Numery na tabliczkach powinny być zgodne z numerami w instrukcjach i na rysunkach instruktażowych. Dokładne zapotrzebowanie na rury o poszczególnych średnicach, kształtki, zawory etc. określono w zestawieniu materiałów, natomiast umiejscowienie tych elementów w instalacji przedstawiono na rysunkach.
3.1.5.
Pompa do płukania filtrów
Do płukania filtrów dobrano jednostopową pompę monoblokową NB 100-250/125 wyprodukowaną przez firmę Grundfos. Nominalna wysokość podnoszenia pompy wynosi 9 m, a jej wydajność: 110
. Maksymalne ciśnienie robocze wynosi 1.0 MPa.
Korpus pompy wykonany z żeliwa szarego z osiowym króćcem ssawnym i promieniowo ustawionym króćcem tłocznym. Zaprojektowany został na pracę przy ciśnieniu 1,6 MPa. Wirnik wykonany jest z żeliwa szarego. Jest to wirnik zamknięty z podwójnie zakrzywionymi łopatkami o gładkich powierzchniach. Zastosowano typowe uszczelnienie wału (węgiel/węglik krzemu) o oznaczeniu BAQE. Dopuszczalna wartość maksymalnej temperatury dla uszczelnienia wynosi 90 oC. Z karty katalogowej producenta pompy dobrano silnik dwubiegunowy MMG model D o klasie sprawności 1 (typoszereg Premium) . Silnik pracuje w zakresie mocy od 11 do 40 kW. W obrębie pompy należy zamontować dodatkową armaturę w postaci: zaworu zwrotnego tłoczeniu przepustnicy odcinające j na ssaniu, wodomierza
3.1.6.
Przepływomierze
Do pomiarów strumieni objętościowych wody surowej oraz wody do płukania dobrano stacjonarne, bezinwazyjny przepływomierz ultradźwiękowy. Urządzenia są przystosowane do pracy na rurociągach o średnicach w zakresie 25 do 2500 mm i w temperatury maksymalnej wody do
7|S t r o n a
100°C. Oprócz pomiarów przepływu objętościowego, przepływomierze przeznaczone są do określania prędkości przepływu. Każdy przepływomierz składa się z sensorów mocowanych do przewodu za pomocą opaski, które połączone są z cyfrowym procesorem sygnałowym (DSP).
Producent: Dokładność : Temperatura medium: Średnica nominalna: Typ wyjścia: Pomiar: Stopień ochrony: Odcinki proste: Wielkość mierzona:
Flexim poniżej ± 2 % < 100 °C 25-2500 mm analogowe bezinwazyjny IP66 10 x DN przed i 5 x DN za przepływ objętościowy prędkość przepływu stacjonarny 100 ... 240 V AC 20 ... 32 V DC
Montaż: Zasilanie:
3.1.7.
Zestawienie parametrów:
Tabela 1. Wielkości charakterystyczne zbiorników filtrów.
Wielkość Ilość filtrów Średnica nominalna Średnica wewnętrzna Długość całkowita Długość wewnętrzna Materiał
Symbol
Wartość 8
Jednostka szt. mm 1400 1340 mm 1900 mm 1850 mm poliester wzmacniany włóknem szklanym i żywicą
Tabela 2. Parametry złoża filtracyjnego .
Wielkość Typ złoża Wypełnienie Średnica minimalna ziaren Średnica maksymalna ziaren Równoważna średnica ziaren Wysokość złoża
Symbol
Wartość Jednostka Jednowarstwowe Piasek kwarcowy 0,5 mm 1,25 mm 1,2 Mm 700 mm ł
8|S t r o n a
Tabela 3. Zestawienie parametrów charakteryzujacych proces filtracji.
3.2.
Wielkość
Symbol
Wartość
Osiągnięta prędkość filtracji
10,99
Strumień objętości / filtr
13,37
Nominalny czas pracy filtrów w ciągu doby Liczba płukań filtrów na dobę Średni czas płukana filtru
T
24
3 0,1
Intensywność płukania
14
Jednostka
m h m3 h
h d
d-1 h dm3 s·m2
Konstrukcja hali i wymagania przestrzenne
3.2.1. Ściany Hala filtrów została wykonana z prefabrykowanych dwuwarstwowych płyt żelbetowych. Do ich produkcji wykorzystano beton klasy C30/37 oraz stal zbrojeniowa klasy A-IIIN. Grubość warstwy nośnej wynosi 30 cm. Od zewnątrz płyty pokryte są tynkiem z zaprawy cementowopolimerowej. Maksymalna modułowa wysokość prefabrykowanej ściany jest równa 120 cm. Projektowana wysokość obiektu będzie możliwa do uzyskanie dzięki docięciu płyty wzdłuż jej krawędzi. Maksymalna długość prefabrykowanej ściany wynosi 15 m. Prefabrykaty posiadają gotowe otwory okienne i drzwiowe. Odporność ogniowa ścian – do REI 120. Ściany hali filtrów muszą być pokryte materiałami nienasiąkliwymi i łatwo zmywalnymi – przewiduje się wykonywanie powłok przeciwwilgociowych poprzez pokrycie ścian farbą IZOHAN EKOFOLIA.
3.2.2. Dach Zaprojektowano dach dwuspadowy z blachy dachowej stalowej ocynkowanej typu trapezowego. Konstrukcja opierać się będzie na kratownicach, umieszczonych na belkach dachowych w postaci dwuteowników stalowych, biegnących wzdłuż dłuższego boku budynku. Ciężar całej konstrukcji, jak i obciążenia zewnętrzne zostają przekazywane na ściany nośne , a następnie na grunt. Niniejszy projekt nie obejmuje obliczeń statyczno-wytrzymałościowych konstrukcji dachowej. Pokrycie hali zostało zaprojektowane jako rozbieralne. Takie rozwiązanie umożliwia transport zbiorników filtracyjnych (w przypadku awarii , wymiany etc.). Transport filtrów będzie miał miejsce poprzez zastosowanie wyciągarki łańcuchowej o napędzie mechanicznym.
9|S t r o n a
3.2.3. Fundamenty i posadzka Wykonano ławy fundamentowe żelbetowe pod każdą z projektowanych ścian hali. Szerokość ławy wynosi 825 mm . Fundament , podłoga hali, jak i ściany znajdujące się poniżej poziomu terenu, zostaną dodatkowo zaizolowane przeciwwilgociowo masą bitumiczną. Szczegół fundamentu wraz zabezpieczeniami zostały ukazane w części rysunkowe projektu. Podłoga hali wykonana jest również w postaci płyt betonowych, wykonanych bezpośrednio na miejscu budowy. Płyty nośne zostały zaprojektowane jako trwałe i odporne na obciążenia statyczne. Klasa wykorzystanego betonu to C35/45. W pobliżu miejsc ustawienia filtrów płyta została dodatkowo wzmocniona zbrojeniem z prętów stalowych klasy AIII-N o średnicy DN25. Do zbrojenia zaleca się stal typu BST500S, która przeznaczona jest do zbrojenia konstrukcji pracujących pod obciążeniem statycznym stałym i wielokrotnie zmiennym oraz dynamicznym. Jako materiał zabezpieczający powierzchnię posadzki zastosowano mineralny utwardzacz do posadzek przemysłowych Multitop Enduro. Preparat nakładano metodą natryskową niskociśnieniowym opryskiwaczem. Posadzka została wykonana w dwóch kolorach: szarym naturalnym i ceglastym. Czerwona posadzka betonowa została ułożona na ciągach komunikacyjnych.
3.2.4. Pozostałe pomieszczenia Poza głównym pomieszczeniem, w którym umiejscowiono komplet filtrów wraz z armaturą, w hali znajdują się pomieszczenia takie jak:
Dyspozytornia (pow. 19 m2) – będąca miejscem pracy obsługi hali. Przegrody wydzielające granicę pomieszczania zostały wyposażone w otwory okienne, umożliwiające ciągłą obserwację pracy urządzeń. Dyspozytornia jest ogrzewana i wentylowana zgodnie z warunkami wymaganymi dla pomieszczeń pracy. WC (pow. 6 m2) – w którym znajduje się w pełni wyposażony węzeł sanitarny (miska ustępowa, prysznic, umywalka). Pomieszczenie ogrzewane i wentylowane. Warsztat (pow. 7,5 m2) – pomieszczenie techniczne , do magazynowania urządzeń i narzędzi niezbędnych do prac kontrolnych i naprawczych elementów wyposażenia hali.
3.2.5. Oświetlenie W miarę możliwości w hali zapewniono oświetlenie naturalne. Okna umiejscowiono w taki sposób, aby oświetlały korytarz oraz aparaturę kontrolno pomiarową. Stosunek powierzchni okien w świetle ościeżnic do całkowitej powierzchni pomieszczenia zapewnia minimalną wymaganą wartość tj. 1/8. Powierzchnia okien w świetle ościeżnic Powierzchnia hali Stosunek powierzchni
-
23,4 m2 187 m2 0,125 10 | S t r o n a
Dodatkowo zaprojektowano oświetlenie elektryczne boczne i górne, wykorzystywane w przypadku niedostatecznego naświetlenia naturalnego . Do oświetlenia bocznego obiektu zastosowano: Oprawy : Źródła :
-
LugSfera IP65, wysokoprężne lampy metalohalogenkowe
Do oświetlenia górnego obiektu zastosowano: Oprawy : Źródła :
-
Atlantyk 2 T5 świetlówki liniowe T5
3.2.6. Wymagania ogólne dot. budowy i wymiarowania hali filtrów ciśnieniowych Odległość od ścian: min. 1000 mm Odległość pomiędzy filtrami: min. 1000 mm Przejście między rzędami filrtów: min. 3000 mm Szerokość bramy: min. 2000 mm
-
zapewniono 1460mm zapewniono 1200 mm zapewniono 6000 mm zapewniono 2900 mm
3.2.7. Parametry konstrukcyjne hali Tabela 4. Zestawienie parametrów konstrukcyjnych hali
Wielkość Szerokość wewnętrza hali Długość wewnętrza hali Grubość ścian Powierzchnia Materiał ścian Pokrycie wewnętrzne ścian Pokrycie zewnętrzne ścian Grubość posadzki Materiał posadzki Pokrycie posadzki Sumaryczna powierzchnia okien w świetle ościeżnic
Symbol
Wartość Jednostka 13 m 17,5 m 300 mm 226,8 m2 Dwuwarstwowe płyty żelbetowych C30/37 wzmocnione prętami stalowymi klasy AIII-N Powłoki przeciwwilgociowe IZOHAN Zaprawa cementowo-polimerowa 320 mm Płyta betonowa C35/45 wzmocniona w miejscach ustawienia filtrów prętami stalowymi typu BST500S klasy AIII-N Mineralny utwardzacz do posadzek przemysłowych Multitop Enduro
23,4
m2
4. Sposób zabezpieczenia ciągłości pracy 4.1.
System dualny. Urządzenia rezerwowe
W celu zniwelowanie ryzyka braku dostaw wody z powodu awarii i zapewnienia ciągłej pracy instalacji, zainstalowano dodatkowe urządzenia awaryjne:
Dodatkowy filtr ciśnieniowy poziomy (7+1) Drugą pompę do tłoczenia wody płuczącej 11 | S t r o n a
Ponadto filtry ciśnieniowe ustawione są w sposób dualny - dwa rzędy filtrów zbudowane zostały naprzeciw siebie. Układy te są od siebie niezależne. W przypadku awarii na przewodach głównych po jednej ze stron hali, druga strona może dalej spełniać swoje funkcje. Na terenie hali zostało przewidziane pomieszczenie warsztatowe, wyposażone w niezbędne urządzenia i narzędzia, służące do naprawy powstałych awarii. Naprawa awarii będzie wykonywana przez wyspecjalizowany personel.
4.2.
Personel
Ponadto w celu zapewnienia ciągłości ruchu, trwałości urządzeń i ich ekonomicznej pracy zostanie powołana tzw. służba eksploatacyjna. W skład służby wchodzą: kierownik ruchu, mistrz ruchu, maszyniści oraz operatorzy filtrów. Są oni zobowiązani do: dokładnego zapoznania sie w najdrobniejszych szczegółach z konstrukcją i działaniem urządzeń opanowania instrukcji obsługi i konserwacji filtrów dokładnego opanowania instrukcji i przeglądowo-remontowej filtrów umiejętnego zastosowania w praktyce poznanych zasady i instrukcji
Ponieważ praca filtrów jest ciągła, a obsługa pracuje zwykle na zmiany, przewiduje się wprowadzenie zdawanie urządzeń od pracownika do pracownika. Sporządzane przez każdą zmianę codzienne raporty będą rejestrować wszystkie zaszłe w czasie służby wypadki i spostrzeżenia, które później na szczeblu kierowniczym będą omawiane. Ponadto do zadań personelu należy: wpisywanie pomiarów kontrolnych do formularza dobowego przebiegu pracy filtru (raportu) kontrolowanie działania filtru przez regularne wykonywanie analiz fizycznochemicznych wody surowej i przefiltrowanej możliwa szybka naprawa powstałych awarii lub w przypadku zniszczenia całości elementu (gdy brak możliwości naprawy) zgłoszenie tego stanu kierownictwu
4.3.
Typowe uszkodzenia i sposoby ich usuwania.
4.3.1. Uszkodzenie drenażu W przypadku uszkodzenia jednego lub więcej przewodu drenażowego w filtrze może dojść do przedostawania się żwiru filtracyjnego pod dno filtrowe. W efekcie przy spuszczeniu wody spustem wypływa żwir. W takim, przypadku należy:
natychmiast wyłączyć filtr z ruchu, wymienić uszkodzony przewód
12 | S t r o n a
4.3.2. Przerwa w dopływie wody surowej W przypadku przerwy w dopływie wody surowej do filtru należy:
natychmiast wyłączyć filtry z ruchu sprawdzić przyczynę przerwy dopływu wody surowej i starać się ją usunąć
Przykład l. Przyczyną przerwy w dopływie wody surowej do filtru jest uszkodzenie pompy tłoczącej wodę do filtru. W takim przypadku należy włączyć pompę rezerwową i następnie uruchomić filtr. Przykład 2. Przyczyną jest pęknięcie rurociągu tłocznego. W takim przypadku należy wyłączyć uszkodzony odcinek rurociągu i przystąpić do natychmiastowej naprawy uszkodzonego rurociągu.
4.3.3. Uszkodzenie zaworów W przypadku uszkodzenia jednego z zaworów należy: wyłączyć z ruchu filtr lub odcinek rurociągu wymienić uszkodzony zawór.
4.3.4. Zmętnienie wody za filtrem Zmętnienie wody za filtrem może być spowodowane przebiciem warstwy filtracyjnej i wytworzeniem się tzw. ,,dróg wodnych w filtrze" na skutek zbyt dużego zanieczyszczenia warstwy filtracyjnej i nadmiernego wzrostu oporów przepływu. W takim przypadku należy filtr wyłączyć z ruchu, przepłukać i sprawdzić ponownie jego działanie. Jeżeli po dwukrotnym przepłukaniu woda za filtrem w dalszym ciągu jest mętna należy zbadać, czy nie został uszkodzony rusztu drenażowy. Sprawdzenie odbywa się poprzez otwieracie spustu skontrolowanie czy wraz z wodą nie wypływa żwir filtracyjny. Jeżeli nie stwierdzono uszkodzenia dysz, należy sprawdzić stan warstwy filtracyjnej oraz stopień jej zanieczyszczenia. Może się zdarzyć, że przez wadliwe płukanie, warstwa filtracyjna została wyniesiona wraz z wodą płuczącą do kanału i zmętnienie wody jest spowodowane niedostateczną grubością warstwy filtracyjnej. Jeśli wysokość warstwy filtracyjnej jest za mała, należy ją uzupełnić i ponownie sprawdzić działanie filtru. Jeśli natomiast okaże się, że warstwa filtracyjna jest zbrylona i silnie zanieczyszczona, należy odstawić filtr do remontu celem wymiany złoża filtracyjnego.
13 | S t r o n a
5. Układ automatyki i sterowanie 5.1.
Informacje ogólne
Projektowana instalacja pracuje w trybie automatycznym i realizuje wszystkie wynikające z technologii regulacje i blokady. Sterowanie odbywa się z wykorzystaniem sterownika centralnego dla całej hali filtrów, znajdującego się w pomieszczeniu dyspozytorni. Za pomocą układu sterowania prowadzi się: sterowanie pracą pomp doprowadzających wodę na filtry sterowanie pracą pomp do płukania sterowanie przepustnicami i zaworami elektromagnetycznymi do obsługi filtrów, umożliwiające prowadzenie pełnego procesu płukania złóż filtracyjnych zależności od odnotowanych spadków ciśnienia na filtrach
5.2.
Sterownik PLC
Kierowanie, nadzór nad pracą oraz płukaniem, a także wszystkie stany alarmowe są sterowane Programowanym Logicznym Sterownikiem PLC. Sterownik PLC musi zostać dopasowany do obiektu sterowania t. filtrów poprzez wprowadzenie do jego pamięci żądanego algorytmu działania obiektu. Istnieje możliwość zmiany algorytmu przez zmianę zawartości pamięci programu. Zastosowano komputery z zainstalowanym systemem sterowania i wizualizacji SCADA firmy Control Maestro, pracujące w środowisku MS Windows. Umożliwia on zbieranie danych pochodzących z różnych źródeł w rożnych formatach dzięki czemu możliwa jest stała kontrola, wizualizacja i monitoring parametrów mierzonych w obrębie hali filtrów. Przy jego pomocy użytkownik będzie miał wgląd we wszystkie odczytywane pomiary oraz będzie mógł sterować zaworami, pompami itd. Komputer SCADA będzie także wyposażony w program DreamReport, który umożliwi użytkownikowi sporządzanie bieżących raportów z pracy obiektu.
5.3.
Pomiar parametrów
5.3.1. Pomiar strumienia przepływu i prędkości w przewodach – woda surowa Pomiar przepływu wody surowej zrealizowano za pomocą przepływomierza magnetycznego. Wyżej wymieniony przepływomierz jest zasilany napięciem 230VAC i generuje na wyjściu sygnał prądowy (4…20mA), informujący o aktualnym przepływie wody. Sygnał analogowy przekazano do sterownika PLC i poprzez niego do systemu wizualizacji (SCADA) oraz dotykowego panelu sterującego w dyspozytorni.
5.3.2. Pomiar przepływu wody do płukania Pomiar przepływu wody do płukania zrealizowano w sposób analogiczny do pomiarów strumienia objętościowego wody dopływającej na filtry.
14 | S t r o n a
5.3.3. Pomiar ciśnienia za i przed filtrem Pomiary zrealizowano za pomocą manometrów wbudowanych fabrycznie w króćce przyłączeniowe każdego z filtrów. Do manometrów dołączono przetworniki ciśnienia, generujące sygnał prądowy (4…20mA), informujący o aktualnym ciśnieniu medium w rurociągu. Sygnał analogowy przekazano do sterownika PLC i poprzez niego do systemu wizualizacji (SCADA) oraz dotykowego panelu sterującego.
5.4.
Sterowanie pozostałymi elementami
5.4.1. Sterowanie zaworami Zastosowano zawory automatyczne, posiadające napęd pneumatyczny, sterowany elektromagnetycznie. Sygnały o trybie pracy poszczególnych filtrów przekazywane są do sterownika PLC i poprzez niego do systemu wizualizacji (SCADA).
5.4.2. Sterowanie pompami Pompa płucząca (PP) oraz pompa wody surowej są sterowane z dyspozytorni. Umożliwione są następujące tryby pracy:
Start - praca w trybie ręcznym wybranym przez operatora, załączenie pomp Stop - praca w trybie ręcznym wybranym przez operatora, wyłączenie pompy Automatyka - praca w trybie zdalnym, włączenie lub wyłączenie urządzeń wybierane jest przez system nadrzędny (SCADA)
Sygnały o trybie pracy pomp przekazywane są do sterownika PLC i poprzez niego do systemu wizualizacji .
5.4.3. Sygnalizacja stanów pracy Przewidziano sygnalizację stanów pracy, przedstawioną na ekranie (panelu) znajdującym się w dyspozytorni. Kolorem zielonym i czerwonym oznaczono następujących stany pracy:
praca filtrów w trybie płukania - zrealizowano za pomocą zielonej lampki kontrolnej na panelu dotykowym w dyspozytorni praca pompy płuczącej - zrealizowano za pomocą zielonej lampki kontrolnej awaria pompy płuczącej - zrealizowano za pomocą czerwonej lampki kontrolnej
6. Zalecenia eksploatacyjne Urządzenia mogą tylko wtedy dobrze pracować, o ile przestrzegana jest ściśle instrukcja dostarczona przez wytwórnię. Nie wolno dowolnie zmieniać szybkości filtracji, długości filtrocyklu, szybkości i intensywności płukania. Nie wolno również w przypadku opróżniania filtru wypełnić go nową masą filtracyjną o innym uziarnieniu niż zalecane.
15 | S t r o n a
O ile w toku kapitalnego remontu zamierza się przeprowadzić modernizację, połączoną ze zmianą któregokolwiek z wyżej wymienionych parametrów filtracji, to zmiana taka musi być dokładnie uzasadniona przez specjalistów.
6.1.
Uruchamianie filtrów
Przed uruchomieniem filtr powinien być przepłukany. Ponadto należy sprawdzić, czy wszystkie elementy urządzenia są należycie przygotowane do pracy ciągłej. Po czynnościach przygotowawczych sprawdzić, czy odpowiednie zawory są zamknięte/otwarte.
6.2.
Obsługa i konserwacja filtrów
Podstawową czynnością konserwacji filtrów jest ścisłe i surowe przestrzeganie przepisów obsługi. Zaniedbania i wadliwa obsługa zmniejszają sprawność filtrów i prowadzą do ich przedwczesnego remontu lub nawet całkowitego uszkodzenia. Obsługa filtrów obejmuje:
Kontrolę wskazań przepływomierzy na poszczególnych rurociągach. Jeśli wydatek filtru zmniejszy się poniżej założonego mimo całkowitego otwarcia zaworów odcinających, filtry należy kolejno przepłukać wg zaleceń. Kontrolę wskazań manometrów na króćcach wlotowych i wylotowych filtra. W przypadku braku automatycznego płukania mimo osiągnięcia zbyt granicznych strat hydraulicznych na filtrze, należy sprawdzić poprawność działania instalacji, sterownika PLC oraz przepłukać filtr włączając poszczególne elementy ręcznie. UWAGA! Przyrządów pomiarowych nie wolno naprawiać w jakikolwiek sposób dyżurnej obsłudze i osobom niefachowym. N ależy je w przypadku uszkodzenia i nieprawidłowości
wskazań wymontować i przekazać do naprawy specjalistom.
Przedmuchanie manometrów. W tym celu należy powoli obracając zawór trójdrogowy odciąć manometr od ciśnienia panującego w rurociągu i połączyć go z a tmosferą. Należy wykonywać co 3 dni. Kontrolę zaworów zwykle nie używanych (otwartych) - wymagają one okresowego przeglądu i sprawdzenia, czy nie zawiodą przy ewentualnym ich zamknięciu Sprawdzenie stanu żwiru i masy filtracyjnej, a w przypadku ubytku – uzupełnienie braków do wysokości podanej w karcie złoża filtracyjnego. Sprawdzenie należy wykonywać co trzy miesiące. Wykonywanie analiz fizyczno-chemicznych wody surowej i przefiltrowanej Natychmiastowe zgłaszanie powstałych uszkodzeń lub nieprawidłowości kierownictwu oraz wpisanie informacji o zajściu do raportu dziennego. Do czynności konserwatorskich należy:
Zabezpieczenie przed korozją powierzchni konstrukcji zbiorników przez powlekanie dodatkowymi środkami konserwującymi Usuwanie nieszczelności połączeń kołnierzowych rur przez dokręcanie śrub. Jeśli to zawodzi należy wymieniać szczeliwo, 16 | S t r o n a
Sprawdzanie zamocowania rurociągów w podporach stałych i ruchowych co 3 miesiące, Sprawdzenie i ewentualnie zabezpieczenie rurociągów narażonych na zamrożenie przed sezonem zimowym
6.3.
Kontrola fizyko-chemiczna wody
Fizyczno-chemiczna kontrola pracy filtrów powinna obejmować następujące własności wody surowej i czystej:
temperaturę zapach mętność barwę
Fizyczno-chemiczna kontrola własności i składników wody surowej i czystej, powinna być dokonywana codziennie.
6.4.
Wymagane dokumenty
W celu właściwej kontroli i analizy pracy urządzeń stacji filtrów należy prowadzić jednolite raporty dobowe. Na powyższych raportach dyżurny personel powinien notować w określonych odstępach czasu wskazania przyrządów kontrolnych poszczególnych filtrów i agregatów oraz uwagi o pracy i zakłóceniach w pracy urządzeń stacji z podaniem przyczyn. Wyznaczony i odpowiedzialny za wykonanie analiz fizyczno-chemicznych pracownik powinien wypełniać na bieżąco wyniki badań. Raporty dobowe należy drukować raz na 24h i łącznie z wynikami analiz fizyczno-chemicznych mistrzowi, kierownikowi ruchu oraz głównemu mechanikowi przedsiębiorstwa, którzy mają obowiązek zapoznania się z nimi i potwierdzenia ich oględzin podpisem. Maksymalny czas zwłoki za ubiegłą dobę wynosi 12h. Raporty dobowe powinny być przechowywane w specjalnych segregatorach w aktach kierownika ruchu.
6.5.
Przeprowadzanie remontów pospiesznych filtrów zamkniętych
6.5.1. Remonty przeglądowe filtrów. Stosuje się metodę remontów poprzeglądowych. W zakres przeglądu wchodzą:
przegląd stanu i ujawnienie stopnia zużycia wszystkich części urządzenia wraz z przeprowadzeniem odpowiednich pomiarów ustalenie zakresu naprawy i wymiana części ustalenie terminów następnych oględzin, czyszczenia i remontu
17 | S t r o n a
Filtry zamknięte należy przeglądać zasadniczo co 3 miesiące. Dłuższe okresy między przeglądami zostaną dopuszczalne po kilkuletniej pracy miejscowego zakładu. I uzyskaniu odpowiedniego doświadczenia. Zbiornik filtru jest zbiornikiem ciśnieniowym i podlega kontroli Urzędu Dozoru Technicznego. Po każdym remoncie zbiornik filtru powinien posiadać dopuszczenie do pracy wydane przez w/w. urząd. Ponadto należy przeglądać:
Manometry w miejscu zabudowania należy przeglądać — raz na 3 miesiące Manometry w laboratorium — raz na rok Termometry — raz na rok Wodomierze — raz na rok Przyrządy samopiszące — raz na rok
Po każdym przypadku uszkodzenia, które wywołało nieplanowe zatrzymanie urządzeń, należy przeprowadzić oględziny uszkodzonego elementu oraz innych części urządzeń, które mogły ulec uszkodzeniu. Zakres tych oględzin uzależniony jest od wielkości powstałej szkody.
6.5.2. Sposób dokonywania przeglądu Przegląd należy rozpocząć od oględzin zewnętrznych urządzeń w czasie ruchu, sprawdzając szczelność połączeń, zaworów rurociągów i aparatury. Należy sprawdzić przez spuszczenie wody spustem, czy przez dysze filtracyjne względnie przez dno ni e przedostaje się masa filtracyjna Za pomocą przeprowadzenia analiz wody sprawdzić sprawność działania filtru. Sprawdzić sprawność działania armatury i przyrządów pomiarowych urządzenia. Wyłączyć filtr z ruchu po jego płukaniu, otworzyć włazy w filtrze i sprawdzić wysokość napełnienia filtru masą filtracyjną. Stwierdzić, czy płukanie obejmuje całą powierzchnię filtru. Sprawdzić stan żwiru i masy filtracyjnej, celem wykluczenia zbrylenia i sprawdzenia czystości. Po okresie pracy filtru od l do 3 lat należy wyrzucić złoże filtracyjne, oczyścić filtr z zanieczyszczeń i zbadać stan drenażu filtracyjnego i wewnętrznych urządzeń filtru. W czasie przeglądu należy usuwać drobne usterki np.: uzupełnić żwir lub złoże filtracyjne wymienić uszczelki wymienić zużyte części zamienne itp.
W protokóle zespół przeglądowy musi szczegółowo opisać wynik przeglądu oraz podać wnioski o zdatności urządzenia do dalszej eksploatacji, zakresie i terminie remontu, terminie następnego przeglądu. Protokół powinien być spisany w książce remontów lub dołączony do karty remontów.
18 | S t r o n a
6.5.3. Zakwalifikowanie urządzeń do remontu poprzeglądowego Poniżej wymieniono typowe uszkodzenia i usterki , które kwalifikują urządzenia do natychmiastowego remontu poprzeglądowego:
poszczególne
uszkodzenia systemu rurowego do wodnego płukania filtru uszkodzenie drenażu filtracyjnego zbrylenie masy filtracyjnej daleko posunięta korozja urządzeń nieszczelność zbiorników filtrów
6.5.4. Zakres robót remontowych. W zakres prac remontowych wchodzą:
rozebranie części dokładne oczyszczenie wymiana względnie naprawa części zużytych, pomalowanie podwójne konstrukcji metalowych i zbiorników, wmontowanie urządzeń próba sprawności
Dla pomp współpracujących z urządzeniami filtracyjnymi należy stosować metodę remontów okresowych. Bliższe dane dotyczące do remontów tych maszyn są podane w instrukcji dla pomp i silników.
19 | S t r o n a
Obliczenia 1. Wielkości wyjściowe Dane : 3
3
Temperatura wody:
̇ = 78 mh = 1872 md = 10 − 12 mh = 0,33 cms mg = 28 dm 3 = 8 ℃
Przyjęto: Wypełnienie filtra Uziarnienie:
Złoże jednowarstwowe piaskowe Drobnoziarniste
Odczytano z tabeli [1]: Średnica minimalna ziaren: Średnica maksymalna ziaren: Współczynnik nierównomierności:
= 0,5 mm = 1,25 mm = 2,1
Ilość wody dopływie: Prędkość filtracji: Zawiesina w dopływie:
2. Równoważna średnica ziaren złoża filtracyjnego 1 0,7 = ln − 1 0,7 1,25 = ln 1,25 − 0,5 0,5 1 = 0,85 → = 1,2 mm
3. Współczynnik filtracji Dane: Kinematyczny współczynnik lepkości wody:
2
( = 8℃) = 1,39 ∙ 10 ms 2
( = 8℃) = 0,0139 cms Przyjęto: Współczynnik kształtu ziaren (ziarna kanciaste) : Początkowa porowatość złoża filtracyjnego:
= 1,6 = 0,4
∙ 0,12 ∙0,5 =5,343 ( = 5,343 ( = 0,39 1 − ) ∙ 1,6 1−0,5) ∙ 0,0139 20 | S t r o n a
4. Długość cyklu filtracyjnego Dane: Wysokość złoża : Graniczna wysokość strat ciśnienia dla filtrów ciśnieniowych: Stała wyrażająca szybkość przyrostu strat ciśnienia:
= 0,7m ∆ℎ = 5m =1
Początkowa strata wysokości ciśnienia:
∆ℎ =
∙ 0,7 ∙ 0,33 = = 0,59m 0,39
Długość cyklu:
=
∆ℎ − ∆ℎ 5 − 0,59 = =7,5 h ∆ℎ ∙ 0,59∙1
Całkowita powierzchnia filtrów: Dane: T= 24
Liczba płukań filtrów na dobę: Średni czas wyłączenia filtru w zw. z jego płukaniem:
= 3 d-1 = 0,3 h = 0,1 h
Średni czas płukana filtru: Intensywność płukania:
=
Nominalny czas pracy filtrów w ciągu doby :
3
= 14 dm s∙m2
1,2 1,2 ∙ 1872 15,036m2 = = ∙ ( − ∙ ) − 3,6 ∙ ∙ 12 ∙ (24−3∙0,33) −3,6 ∙ 3 ∙ 14 ∙ 0,1
Parametry warstwy podtrzymującej Założono: Średnica cząstek żwiru warstwy podtrzymującej:
=5 mm
Odczytano: Wysokość warstwy podtrzymującej:
ℎ =0,1 m 21 | S t r o n a
Strata wysokości ciśnienia w warstwie podtrzymującej:
ℎ =0,08∙ℎ ∙ = 0,022 ∙ 0,1 ∙ 14 = 0,11 m
Dobór filtrów Dobrano: Filtr poziomy firmy Rodas o parametrach: Średnica nominalna: Średnica wewnętrzna: Długość filtra: Długość czynna filtra:
1400 1340 = 1900 m = 1850 m
Przepływ na jeden filtr:
= 16 = 1,15 m = 1,85 m
Wymiary złoża na wysokości 0,8 m:
Powierzchnia jednego filtra na wysokości złoża:
= ∙ = 1,15 ∙ 1,85 =2,10 m2 Ilość filtrów:
=
15,036 = = 7,06 ≈ 7 2.10
8. Parametry rzeczywiste pracy filtrów Wydajność jednego filtra: Prędkość filtracji: Prędkość filtracji przy założeniu awarii 1 filtra:
3
=13,37 mh =10,99 mh =13,37 mh
Ponieważ przekracza dopuszczalną prędkość filtracji doliczono jeden filtr awaryjny. Stąd: Ilość filtrów: Całkowita powierzchnia filtrów:
= 8 ł. = 10,65 (+2,1)m2
9. Obliczanie drenażu Założono: Drenaż rurowy o otworach okrągłych w przewodach bocznych Średnica otworów:
=10 mm 22 | S t r o n a
Powierzchnia wszystkich otworów:
=0,3%∙ =0,0003∙1,701=0,0051m 2 Dobór przewodów drenażowych: Dane:
Przepływ wody dla jednego filtra :
= 13,37
Przepływ dla przewodu bocznego:
= 0,56 ≤ 2 ms = 1 − 1,5 ms
Prędkość przepływu na początku przewodu głównego: Prędkość przepływu na początku przewodu bocznego: Dobrano przewód boczny: Materiał: Średnica: Długość: Prędkość przepływu: Strata jednostkowa ciśnienia: Strata na przewodzie:
PVC-U DN 90
= 0,50 m = 0,85 ms i=0,004
ℎ = 0,0039 ∙ 0,50 = 0,002 m Dobrano przewód główny: Materiał: Średnica: Długość: Prędkość przepływu: Strata jednostkowa ciśnienia: Strata na przewodzie:
PVC-U DN 110
= 1,55 m = 1,72 ms i=0,009
ℎ = 0,009 ∙ 1,55 = 0,014 m
10.
Dobór przewodów
10.1. Przewody doprowadzające wodę surową Na rysunku kolorem jasnozielonym przedstawiono oznaczenia rurociągów, doprowadzających wodę na filtry.
23 | S t r o n a
Wymagana prędkość w rurociągu:
= 0,8 ÷ 1,2
m s
Tabela 5. Dobór średnic przewodów doprowadzających wodę surową
Oznaczenie
Przepływ Q
1 2 3 4 5 6
m3/h 13,4 13,4 26,7 40,1 53,5 78,0
Przepływ Średnica Prędkość Strata Q DN v i l/s 3,7 3,7 7,4 11,1 14,9 21,7
mm 90 90 110 160 160 200
m/s 0,85 0,85 0,95 0,8 0,95 0,80
0,009 0,009 0,013 0,004 0,007 0,004
10.2. Przewody odprowadzające wodę przefiltrowaną Na rysunku kolorem niebieskim przedstawiono oznaczenia odprowadzających wodę przefiltrowaną. Wymagana prędkość w rurociągu:
. = 1,0 ÷ 1,5
rurociągów,
m s
Tabela 6. Dobór średnic odprowadzajacych wodę przefiltrowaną
Oznaczenie
Przepływ Q
1 2 3 4 5 6
m3/h 13,4 13,4 26,7 40,1 53,5 78,0
Przepływ Średnica Prędkość Strata Q DN v i l/s 3,7 3,7 7,4 11,1 14,9 21,7
mm 63 63 90 110 160 160
m/s 1,5 1,5 1,45 1,45 1,1 1,4
0,044 0,044 0,032 0,023 0,007 0,012
10.3. Przewody doprowadzające wodę do płukania i odprowadzające wody popłuczne Wszystkie rurociągi doprowadzające wodę do płukania (oznaczono kolorem ciemnozielonym) i odprowadzające wody popłuczne (kolor brązowy) mają jednakową średnicę. Wymagana prędkość w rurociągu:
. = 1,5 ÷ 2,0
m s
24 | S t r o n a
Tabela 7. Dobór średn ic przewodów doprowadzających wodę do płukania oraz przewodów odprowadzających po pł ucz yny
11.
Oznaczenie
Przepływ Q
PŁ/PPŁ
m3/h 105,84
Przepływ Średnica Prędkość Strata Q DN v i l/s 29,4
mm 160
m/s 1,85
‰ 0,021
Dobór urządzeń
11.1. Dobór przepływomierza Dane : Ilość wody dopływie: Średnica przewodu: Dobrano: Producent: Temperatura medium: Średnica nominalna:
3
3
̇ = 78 mh = 1872 md = 200 mm
Stacjonarny, bezinwazyjny przepływomierz ultradźwiękowy do pomiaru wody surowej Flexim < 100 °C 25-2500 mm
11.2. Dobór pompy płuczącej Dane: 3
Intensywność płukania:
= 14 dm s∙m2
Powierzchnia filtra:
=2,10 m 2
Strata jednostkowa na przewodzie wody płucznej:
= 0,021
Strata wysokości ciśnienia w warstwie podtrzymującej:
ℎ =0,11 m
Graniczna wysokość strat ciśnienia dla złoża:
∆ℎ = 5m
Strata na przewodzie bocznym drenażu:
ℎ = 0,002 m ℎ = 0,014 m
Strata na głównym przewodzie drenażu: Założono:
Różnica wysokości pomiędzy zwierciadłem wody w zbiorniku wody czystej, a górną krawędzią koryt popłuczyn w filtrze:
∆ℎ = 2,5 m
Sumaryczna długość rurociągu wody płuczącej od filtra do zbiornika wody czystej:
= 40 m 25 | S t r o n a
Straty liniowe na rurociągu wody płuczącej:
ℎ = ∙ = 40 ∙ 0,021 = 0,84 m Wydajność pompy płucznej:
dm3 m3 = ∙ = 14 ∙ 2,1 = 29,4 = 106 s h Wymagana wysokość podnoszenia pompy płucznej:
= ∆ℎ + ℎ + ℎ + ℎ + ℎ + ∆ℎ = 2,5 + 0,84 + 0,014 + 0,002 + 0,11 + 5 ≈ 8,5 m Dobrano: Pompę jednostopniową pompę odśrodkową NB 100-250/125 produkcji firmy Grundfoss o parametrach: Nominalna wysokość podnoszenia:
. = 9 m
Wydajność nominalna :
. = 110 mh = 78,8%
Sprawność przy parametrach projektowych:
3
26 | S t r o n a
Zestawienie urządzeń i materiałów
27 | S t r o n a
28 | S t r o n a
Część rysunkowa Rysunek 1. Schmat do doboru rurociągów Rysunek 2. Rzut hali filtrów ciśnieniowych poziomych Rysunek 3. Hala filtrów ciśnieniowych poziomych. Przekrój A-A Rysunek 4. Hala filtrów ciśnieniowych poziomych. Przekrój B-B Rysunek 5. Przekrój przez filtr ciśnieinowy Rysunek 6. Detale: Schematy mocowań rurociągów
29 | S t r o n a
³
