Regionális vízellátás Magyarországon - PowerPoint PPT Presentation

Region lis v zell t s magyarorsz gon
Download
1 / 63

  • 80 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Regionális vízellátás Magyarországon. Okok. Vízigények növekedése, életforma váltás Térben és időben Nagyvárosok, lakótelepek Iparvidékek Üdülőterületek Felszínközeli vízbázisok elszennyeződése Ammónium, nitrát EU követelmények Arzén, ammónium, vas, mangán, stb. Következmények.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha

Download Presentationdownload

Regionális vízellátás Magyarországon

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Region lis v zell t s magyarorsz gon

Regionális vízellátásMagyarországon


Region lis v zell t s magyarorsz gon

Okok

  • Vízigények növekedése, életforma váltás

    • Térben és időben

    • Nagyvárosok, lakótelepek

    • Iparvidékek

    • Üdülőterületek

  • Felszínközeli vízbázisok elszennyeződése

    • Ammónium, nitrát

  • EU követelmények

    • Arzén, ammónium, vas, mangán, stb.


K vetkezm nyek

Következmények

  • Ipari fejlesztési területek (Északmagyarország, Dunántúl)

  • Nagyvárosok (Miskolc, Debrecen, Pécs)

  • Üdülőterületek (Balaton, Dunakanyar)


Rv rt

Mihálygerge

ÉRV Rt.

Hasznos

Lázbérc

Köszörűvölgy

Lázbérc

Csórrét


Dv rt

ÉDV Rt.


Drv rt

DRV Rt.


Region lis v zk zm rendszerek tervez se

Regionális vízközmű rendszerek tervezése


Region lis rendszerek tervez se

Regionális rendszerek tervezése

  • Célok

    • Fogyasztói igények

    • Ellátási kötelezettségek

    • Költséghatékonyság

  • Alapadatok

    • Meglévő állapot

    • Fogyasztási, terhelési trendek

  • Módszerek

    • Igény prognózis

    • Szállítási útvonal alternatívák

    • Műszaki megoldás az egyes alternatívákra

    • A műszaki megoldások költségeinek meghatározása


Hossz t v tervez s

Hosszútávú tervezés

  • A tervezés céljai

    • Költéség hatékonyság (befektetés – eredmény)

      • Beruházási költségek

      • Üzemeltetési költségek

      • Bevételek

      • Megtérülés (+haszon !)

    • A számítások problematikája abból adódik, hogy az egyes költségek és bevételek időben eltérő módon, illetve tendenciával jelentkeznek

    • Vigyázzunk arra, hogy ezt különböző megközelítésből értelmezik

      • Tulajdonos (minél olcsóbban)

      • Üzemeltető (minél jobbat)

      • Befektető (mindkettő)

    • A tervező ezekhez képest elfogulatlan, kívülálló kell legyen

    • A manipulációk és félreértések elkerülésére a számításokat mindig egy meghatározott időszakra, időtávlatra célszerű elvégezni !


Hossz t v tervez s1

Hosszútávú tervezés

  • Alapadatok

    • Meglévő állapot

      • Meglévő rendszerek állapotának felvétele

        • Termelő-,

        • Szállító-,

        • Tároló kapacitások felmérése

      • Üzemeltetési adatok, trendek elemzése

        • Termelési adatok elemzése – évszakos változások

      • Igényprognózisok alapadatai, fajlagos fogyasztások

        • Fogyasztási adatok elemzése (díjszámlázás)

      • Veszteség elemzés


Hossz t v tervez s2

Hosszútávú tervezés

  • Távlati igények, igényprognózis

    • Település fejlesztési tervek

    • Lakossági igények

      • Lakosszám

      • Fajlagos igény prognózis

    • Ipar, nagyfogyasztók esetében egyedi prognózis

    • Veszteség prognózis


Hossz t v tervez s3

Hosszútávú tervezés

Igény trendek alapján termelési kapacitás fejlesztési alternatívák készítése


Hossz t v tervez s4

Ellátási változatok

Vízigények (Qdmax, Qdátl, Qdmin)

Betáplálási alternatívák (A,B,C)

Szállítási útvonal alternatívák (1,2,3)

Qdmax-A-1

Qdátl-A-1

Qdmin-A-1

Stb.

Műszaki megoldás az egyes változatokra

Azonos időhorizonthoz tartozó változatok

A műszaki megoldások költségeinek meghatározása

Hosszútávú tervezés


Hegyk z

Hegyköz


M k d si s ma

Működési séma


V zkorm nyz si strat gi k

Vízkormányzási stratégiák


Hegyk z1

Hegyköz


Hidraulikai alapfogalmak

Hidraulikai alapfogalmak

  • Folytonosság - Q = Ai * vi

    • a vizsgált szakaszon folyadék nem keletkezik, vagy vész el, oldalról sem hozzáfolyás, sem elfolyás, valamint a szakaszon tározódás vagy ürülés nincsen. Az a folyadékmennyiség, azaz Q hozam, amely a szakaszra belép, azon végig is halad és onnan ki is lép.

  • Bernoulli-egyenlet:

  • A geodéziai és nyomásmagasság a mozgó folyadék helyzeti energiáját adja meg, míg a sebességmagasság a mozgási energiára utal.

  • A geodéziai és sebességmagasság a mozgó folyadék saját energiája, míg a nyomásmagasság a környezetből származó külső, "kölcsönzött" energia.

  • Ha a vizsgált szakasz mentén a meghatározzuk az összes energiatartalmat (Z+p/+v2/2g) összekötő vonalat, az energiavonalat kapjuk.

  • Amennyiben ezen összegzésből a sebességmagasságot kihagyjuk, és csak a helyzeti energiára utaló Z+p/ tagokat vesszük figyelembe, a nyomásvonalat kapjuk


Hidraulikai alapfogalmak1

Hidraulikai alapfogalmak

  • Energiaveszteségek

    • Surlódási veszteség

      • Részben a mozgó folyadék és a csőfal közötti, részben a folyadék belső súrlódásából ered.

      • Az áramlás teljes hossza mentén hat, nagysága a mozgás irányában fokozatosan nő.

    • Helyi energia veszteség

      • Az okozza, hogy valamely csőszerelvény lokálisan megváltoztatja az áramlás sebességének nagyságát vagy irányát, esetleg mindkettőt.


Hidraulikai alapfogalmak2

Hidraulikai alapfogalmak

  • Cső-surlódási tényező 

    • Lamináris áramlás esetén=64/Re

    • Turbulens áramlás esetén - Colebrook-White képlet

Moody diagramm


Hidraulikailag hossz s r vid cs vezet k

Hidraulikailag hosszú és rövid csővezeték

  • Hidraulikailag hosszú csővezeték

    Ha egy csővezetéket jelentős hossz és viszonylag kevés szerelvény jellemez, a csőfal menti súrlódási veszteség nagyságrendekkel nagyobb lehet, mint a helyi veszteségek összege, hL,s >> hL,h. Ekkor a hL,hhelyi veszteségek elhanyagolhatók, a cső hidraulikailag hosszúnak tekinthető. Ez esetben gyakran a sebességmagasság figyelembe vételétől is el lehet tekinteni.

  • Hidraulikailag rövid csővezeték

    Ha a kétféle veszteség nagyságrendje közel azonos, hL,s  hL,h , a helyi veszteségek nem hagy­hatók figyelmen kívül.


Hidraulikai m retez s

Hidraulikai méretezés

  • Vezeték átmérők meghatározása

    • Q – 20 órás szivattyúzással számított vízszállítás

  • Tározók elhelyezése

    • Nyomásigények meghatározása

  • Szivattyú emelőmagasság meghatározása

    • Fajlagos nyomásveszteség ~ 10m/km, vagy a ténylegesen számított érték

    • Nyomásigény – Megengedett maximális nyomás


Esettanulm ny

Esettanulmány

A Hegyközi települések vízellátásának,

ivóvízminőség javításának megoldása

regionális rendszer kiépítésével


V zkorm nyz si strat gi k1

Vízkormányzási stratégiák


Region lis v zell t rendszerek kialak t sa

Regionális vízellátó rendszerek kialakítása


Rendszer t pusok elemi

Rendszer típusokElemi

1-1.ábra 1 nyomásövezet, ellennyomó tárolóval

1-2.ábra 1 nyomásövezet, átfolyásos tárolóval


Rendszer t pusok sszetett

Rendszer típusokÖsszetett

2-1. ábra - 2 nyomásövezet sorba kapcsolt kialakítása


Rendszer t pusok sszetett1

Rendszer típusokÖsszetett

2-2.ábra - 2 nyomásövezet párhuzamos kialakítása


Rendszer kialak t s

Rendszer kialakítás

Az általános eset - Több betáplálás - Több zóna


A t vvezet kek nyomvonala

A távvezetékek nyomvonala

  • A távvezetékek kötik össze víztermelő telepeket, a tározókat, az átemelő gépházakat és a fogyasztókat

  • Vízszintes vonalvezetés

    • Egyéb vonalas létesítmények, vízfolyások keresztezése

      • Út, vasút

      • Közmű vezetékek

      • Vízfolyások


  • A t vvezet kek nyomvonala1

    A távvezetékek nyomvonala

    • A nyomvonalnak lehetőleg jól megközelíthetőnek kell lennie (javítás, karbantartás)

    • Szakaszolás

  • Magassági vonalvezetés

    • Magas pontokon légtelenítés

    • Mély pontokon leürítés lehetőségének biztosítása


  • T roz s s szivatty z s region lis v zell t rendszerekben

    Tározás és szivattyúzás regionális vízellátó rendszerekben

    • Tározók és átemelők elhelyezés hegy- és dombvidéken

      • Térszíni tározók (medencék)

      • Ellennyomó és átfolyásos is lehet

      • Az átemelő gépházakat érdemes a tározó mellé telepíteni

      • Lásd pl. Hegyköz.


    Hegyk z2

    Hegyköz


    M k d si s ma1

    Működési séma


    T roz s s szivatty z s region lis v zell t rendszerekben1

    Tározás és szivattyúzás regionális vízellátó rendszerekben

    • Tározók és átemelők elhelyezése síkvidéken

      • Víztornyok (magaslat hiányában)

      • Térszíni medencék inkább csak a víztermelő telepeken

      • A víztornyok sok esetben a regionális gerincről való leágazáson találhatók, ellennyomó üzemmódnak megfelelően elhelyezve

      • A nyomásfokozó gépház mellett az esetek többségében nincs térszíni szívó medence (csőből-csőbe)


    Region lis v zell t rendszerek kialak t sa1

    Regionális vízellátó rendszerek kialakítása


    Region lis v zell t rendszerek kialak t sa2

    Regionális vízellátó rendszerek kialakítása

    Szivattyúzás, nyomásfokozás

    • Hidraulikai alapok

      • Centrifugál szivattyú működési elv

      • Szivattyú jelleggörbe és jellemzők

        • Q,H,hatásfok, NPSH, fordulatszám

      • Csőhálózati jelleggörbék

    • Szivattyú választás


    Centrifug l szivatty

    Centrifugál szivattyú


    Hidraulikai felt telek s hat sok

    Hidraulikai feltételek és hatások

    • Hálózati elemek (vezetékek, szerelvények, ….)

    • Szívó és nyomóoldali tározók vízszintjei

    • A táplált zóna aktuális fogyasztása

    • Az azonos zónára dolgozó, vagy abból vételező gépházak

    Hsz = f(Qsz, Qf, Ht, Qb,…)


    Cs h l zati jellegg rbe

    Csőhálózati jelleggörbe


    Cs h l zati jellegg rbe sereg

    Csőhálózati jelleggörbe sereg

    • Felső határoló

      Maximális emelőmagasság

    • Alsó határoló

      Minimális emelőmagasság


    Szivatty kiv laszt sa

    Szivattyú kiválasztása

    • Vízszállítási igény meghatározása

      • Vízkormányzási stratégiák alapján a mértékadó terhelés kiválasztása

      • 20 órás szivattyúzás feltételezésével számított érték

    • Nyomás igény meghatározása

      • Szélső, határoló csőhálózati jelleggörbék előállítása a betáplálási, vagy átemelési pontra

    • Beépítendő gépek számának meghatározása

    • Energetikai szempontok …


    Mintap lda

    Mintapélda


    Szivatty v laszt s

    Szivattyú választás


    G ph zak kialak t sa

    Gépházak kialakítása

    • Épület illetve csarnok szerkezet a térszínen elhelyezve

    • Felszín alatt aknában

      • Száraz aknás

      • Nedves aknás (búvár szivattyúk aknában, vagy medencében)

    • Jellemző csővezeték elemek és szerelvények

      • Szívó és nyomóoldali kollektor (gyűjtő) vezeték

        • Párhuzamosan kapcsolt gépek esetében

      • Elzáró szerelvények (szívó és nyomó oldalon egyaránt)

      • Visszacsapó szelep (csappantyú) a nyomó csonkra szerelt elzáró után

      • Szívó és nyomó oldali nyomásmérés

      • Nyomóoldali vízhozam mérés (minimális távolság az utolsó szerelvénytől pl. a visszacsapótól min. 3D)


    G ph zak szab lyoz sa

    Gépházak szabályozása

    • Szívómedencével

      • Fordulatszám szabályozás szívó oldali medence szintről

    • Szívómedence nélkül (nyomásfokozó)

      • Szívóoldali nyomás min 1 bar (10 mvo)

      • Fordulatszám szabályozás szívó oldali nyomásról

    • Nyomóoldali tározóval

      • Fordulatszám szabályozás nyomó oldali tározó szintről

    • Nyomóoldali tározó nélkül

      • Fordulatszám szabályozás kimenő oldali nyomásra


    Region lis v zell t rendszerek kialak t sa3

    Regionális vízellátó rendszerek kialakítása

    • Távvezetékeken fellépő nyomáslengések

      • Hirtelen zárás és nyitás

      • Szivattyú hirtelen leállása, vagy túl gyors indulása

      • Vízszálszakadás, kavitáció


    Region lis v zell t s magyarorsz gon

    Hírtelen zárás esetén létrejövő nyomáslengés fázisai

    (Forrás: Szlivka Ferenc: Vízgazdálkodás gépei p: 136.)


    Tipikus helyek ahol tranziens jelens gek szlelhet ek

    Tipikus helyek ahol tranziens jelenségek észlelhetőek

    (Forrás: Bentley HAMMER V8i Edition p:901)


    P lda

    Példa

    • 150 m hosszú (L), merev falú cső

    • A vezeték kezdő pontján a nyomás 5 bar (p1)

    • A vezeték másik végén, egyenletes zárással, 5 m/s2-es lassítást (a) hajtunk végre

    • A zárás helyén rövid időre kialakuló nyomás (p2):


    K vetkezm nyek1

    Következmények

    • Csőtörés nyomás maximumok esetén

    • Ha a vízszál megszakad, a kavitáció miatt fokozódhat a csőtörés veszélye

    • Vákuum esetében a tömítetlenségeknél, talajvízben befertőződhet a hálózat

    • Iránytöréseknél, elágazásoknál, kellő megtámasztás hiányában elmozdulás, kötések szétcsúszása

    • Szerelvény károsodások (csappantyúk, szelepek,….)


    Matematikai modell alapok

    Matematikai modellAlapok

    Nyomáshullám terjedési sebessége rugalmas csőben

    • Nyomásnövekedés

    ahol

    a - nyomáshullám terjedési sebessége

    V - vízsebesség

    D -vezeték átmérő

    e-cső falvastagság

    Ecső-cső rugalmassági modulusa

    Ev-víz térfogati rugalmassági modulusa


    Sz m t s

    Számítás

    • Klasszikus stacioner állapotra vonatkozó egyenletekkel nem határozhatók meg a szélsőértékek

    • Közelítő módszerek (bizonyos jellemző értékeket jól közelítenek, teljes folyamat nem ismerhető meg):

      • Matematikai egyenletekkel (Joukowski, 1898; Allievi, 1902).

      • Grafikus, szerkesztő(Parmakian, 1963)

      • Tervezési diagrammok (Fok, 1978; Fok, 1980; Fok et al., 1982)

      • Laboratóriumi modellek

      • Üzemi tesztekkel


    Numerikus matematikai modell

    Numerikus matematikai modell

    • A differenciál egyenletek numerikus megoldásával pontosabb képet kaphatunk a jelenség lefolyásáról, amennyiben a permfeltételeket, illetve kezdeti feltételeket jól határozzuk meg.

    • Alapegyenletek:

      • Anyagmegmaradás (folytonossági egyenlet)

      • Energia megmaradás (impulzus/momentum egyenlet)


    Megold si m dszerek

    Megoldási módszerek

    • Euler-féle közelítés:

      • az események lefolyását rögzített, álló koordinátarendszerben vizsgáljuk

    • Lagrange módszer:

      • a koordinátarendszer együtt mozog az áramlással.


    Euler karakterisztik k m dszere

    EULERKarakterisztikák módszere

    • Cél

      • a csomópontokban adott időpillanatokban a nyomás,

      • a vezeték szakaszokon a sebesség meghatározása

    Folytonossági egyenlet:

    Momentum egyenlet:

    ahol:

    g - gravitációs gyorsulás

    a - nyomáshullám terjedési sebessége

    V - vízsebesség

    f -Darcy-Weisbach csősúrlódási veszteség

    D -vezeték átmérő

    H -nyomásmagasság


    V dekez s a k ros nyom sleng sek ellen

    Védekezés a káros nyomáslengések ellen

    • Gépházban

      • Szivattyú fordulatszám szabályozása

      • Kiegyenlítő medence, tartály

      • Bypass, megkerülő vezeték beépített szeleppel (szabályozottan megkerüljük a szivattyút)

      • Szivattyút lendítő kerékkel szereljük fel nagyobb tehetetlenségi nyomaték, lassaban pörög fel, illetve áll le

      • Hasadótárcsa

      • Többirányú energiabetáplálás


    V dekez s a k ros nyom sleng sek ellen1

    Védekezés a káros nyomáslengések ellen

    • Hálózatban

      • Automata légtelenítő/légbeszívó szelep magas pontokon

      • Állványcső alkalmazása távvezetéken (szabad vízfelszín)

      • Elzáró szerkezetek lassú zárása

        • tzárás>2La (vezetékszakaszra jellemző főidő))

        • zárási karakterisztika

        • tűzcsapok is kritikusak lehetnek

      • Kisebb sebesség a hálózatban, nagyobb csőátmérők.

      • A hálózat anyagának helyes megválasztása

        • rugalmasabb csövek kisebb nyomásváltozás

      • Hálózati csillapítás

        • A sok kifolyási pont, folytonossági hiba radikálisan csökkenti a hatást, ezért elosztóhálózatban kisebb a jelentősége.


    ad
  • Login