Projektowanie systemów 15.04.2013

Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowych

Podstawowe dane:

-geometryczny układ sieci z charakterystyką techniczną elementów składowych

-chropowatość przewodów

-wartości miarodajnych rozbiorów wody w sieci (w węzłach i odcinkach)

Zadania obliczeniowe:

- zadania projektowe ( na etapie projektowania nowych sieci)

-zadania symulacyjne (na etapie eksploatacji i modernizacji sieci w różnych warunkach eksploatacji i funkcjonowania)

-identyfikacja sprawności hydraulicznej sieci

-techniczno-ekonomiczny dobór średnic odcinków sieci do rehabilitacji

-analiza niezawodności sieci

Optymalna średnica to taka, która zapewnia nam minimalne nakłady eksploatacyjne i minimalne koszty.

Horyzonty czasowe:

Krótkoterminowe 5-6lat

Średnioterminowe do 20 lat

Długoterminowe >20 lat, najczęściej 25-30 lat

Wyniki obliczeń:

-natężenia przepływu i dopowiadających im strat ciśnienia na poszczególnych odcinkach sieci

-wysokości ciśnienia w węzłach sieci i pktach ich zasilania

-doboru średnic odcinków przewodów i doboru pomp

Dane:

-schemat układu sieci obejmujący wytrasowane przewody oraz ich długości

-przyjęty materiał i założona chropowatość rur

-rozbiory odcinkowe i węzłowe zmienne w czasie (rozkłady godzinowe), w tym rozbiory punktowe przez największych odbiorców wody wraz z ich lokalizacją

-wydajności źródeł zasilania sieci

-lokalizacja zbiornika/zbiorników sieciowych

-założony harmonogram pracy pomp

-topografia terenu

-wysokości wymaganych ciśnień minimalnych (gospodarczych, pożarowych) na obszarze pracy sieci

-lokalizacja miejsc wystąpienia pożaru

Zadania symulacyjne – na etapie eksploatacji, rozbudowy, modernizacji

Wyniki:

-uwzględnienie różnych zmieniających się w czasie i na obszarze jednostki osadniczej rozbiorów wody

-występowanie pożarów i awarii w różnych miejscach jedn.os.

-wyłączenie z pracy różnych odcinków sieci

-wyłączenie istniejących źródeł zasilania, ujęć, pomp czy zbiorników

-dołączenie nowych źródeł zasilania

-uwzględnienie różnych wariantów modernizacji sieci np. zmiana lokalizacji zbiorników lub uwzględnienie nowych zbiorników, zmiana średnic odcinków przewodu, uwzględnienie zmiany chropowatości przewodów (po rehabilitacji), zmiana długości przewodów, zmiana trasy przewodów, zainstalowanie innych pomp np. z płynną regulacją wydajności

Dane:

-chwilowe rozbiory wody (odcinkowe i węzłowe/punktowe) przez poszczególne kategorie odbiorców (gosp. domowe, przemysł, usługi – pozostali odbiorcy) z uwzględnieniem rozmieszczenia.

- struktura połączeń odcinków przewodów (zmiana układu sieci i tras przewodów)

- długości, średnice i chropowatość odcinków przewodów

-lokalizacja obiektów na sieci (pompownie, zbiorniki)

-charakterystyki hydrauliczne pomp

-stany wody w zbiornikach

-rozpoznany stan pracy zasuw (które zasuwy są zamknięte)

-rzędne terenu i wymagane wysokości ciśnienia w węzłach

Wyniki:

-rzeczywiste natężenia i prędkości przepływu wody w poszczególnych odcinkach

-wysokości strat ciśnienia na odcinkach oraz rzędne i wysokości ciśnienia w węzłach

-rzeczywiste wysokości podnoszenia pomp

Identyfikacja sprawności hydraulicznej:

Dane:

-układ geometryczny sieci wraz z długościami odcinków

-materiał i średnicę (nominalną lub pomierzoną) odcinków

-wiek poszczególnych odcinków (czas ich eksploatacji) i związana z tym chropowatość ścian odcinków (pomierzona lub oszacowana na podstawie wzorów empirycznych)

-pomierzone chwilowe zużycie wody w sieci lub w wybranym rejonie

-oszacowane chwilowe rozbiory wody i pomierzone rozbiory chwilowe np. przez skupionych dużych odbiorców wody (zakł.przem., centra usługowe etc.)

-pomierzone i w części oszacowane wysokości ciśnienia w węzłach

Wybór odcinków do odnowy:

Dane:

-wyniki identyfikacji sprawności hydraulicznej odcinków przewodów

-wskaźniki strat wody w sieci

-wskaźniki uszkadzalności (intensywność uszkodzeń i czas ich usuwania) odcinków

-koszty traconej wody w wyniku jej strat

-koszty naprawd uszkodzonych elementów (rur, zasuw, odwodnień etc.)

-koszty energii na tłoczenie wody, koszty rehabilitacji odcinkó

Wybrane odcinki: dla których w określonym przedziale czasu spełniony jest warunek kryterialnej sumy rocznych kosztów: odnowy, energii na tłoczenie wody przy zwiększonych oporach hydraulicznych w sieci, napraw i kosztów wynikających z traconej wody