ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Η/Μ ΕΡΓΩΝ

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΝΟΜΟΣ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ ΔΗΜΟΣ ΚΑΣΣΑΝΔΡΑΣ Δ/ΝΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟ: Κατασκευή ενδιάμεσων αντλιοστασίων ύδρευσης οικισμών Ν. Σκιώνης και Κασσανδρινού (Μηχανολογικές επεμβάσεις) ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 98/2015 ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Η/Μ ΕΡΓΩΝ Στόχος του έργου είναι η αύξηση της μεταφορικής ικανότητας των υφισταμένων αγωγών μεταφοράς νερού προς τους οικισμούς Ν. Σκιώνης, Λουτρών και Αγ. Παρασκευής και η επανενεργοποίηση της γεώτρησης πλησίον της δεξαμενής Α4 (Καλάνδρα). ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ - ΠΑΡΟΧΗ Από την Δεξαμενή Α4 με υψόμετρο Η=80m, που βρίσκεται στην Καλάνδρα, ξεκινά αγωγός PVC 10 atm DN 280 μήκους 13,5 km ο οποίος καταλήγει στην Δεξαμενή Δ3 με υψόμετρο Η=50m, η οποία υδρεύει την Ν. Σκιώνη. Μεταξύ των 2 δεξαμενών υφίσταται υψομετρική διαφορά 30m ήτοι διαφορά πίεσης 3 bar. Με αυτό το μανομετρικό η παροχή του συγκεκριμένου αγωγού είναι περίπου 110 m3/h όπως απεικονίζεται στον παρακάτω πίνακα : Τμήμα Δικτύου Μήκος Σωλήνα m Παροχή Αιχμής m³/h Διάμετρος Σωλήνα mm Ταχύτητα Υγρού m/s Τριβή Σωλήνων mυσ Ολική Τριβή mυσ DN Η παροχή αυτή επιμερίζεται στην ύδρευση των οικισμών Ν. Σκιώνης, Λουτρών και Αγ. Παρασκευής. Από την δεξαμενή Δ3 της Ν. Σκιώνης τροφοδοτείται ο οικισμός της Ν. Σκιώνης και με αγωγό PVC 10 atm DN 280 μήκους 6,2 km τροφοδοτείται το αντλιοστάσιο στη θέση Λουτρά. Από εκεί με αγωγό PVC 10 atm DN 200 μήκους 1,2 km τροφοδοτείται το αντλιοστάσιο στη θέση Αμπάρες και από εκεί με αγωγό PVC 10 atm DN 200 μήκους 3,5 km τροφοδοτείται ο οικισμός τα Αγ. Παρασκευής. ΝΕΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ - ΠΑΡΟΧΗ Οι απαιτήσεις ύδρευσης των παραπάνω οικισμών είναι 180 m3/h. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος πρέπει : Να ενεργοποιηθεί η γεώτρηση πλησίον της δεξαμενής Α4 με την αντικατάσταση του υποβρύχιου αντλητικού συγκροτήματος με νέο παροχής Q=25 m3/h και μανομετρικού 220 mυσ και 1

2 αντικατάσταση τμήματος σωληνώσεων, γεγονός που θα εξασφαλίσει πρόσθετη παροχή 25 m3/h στην δεξαμενή Α4. Να αυξηθεί η παροχή του αγωγού από Α4 προς Δ3 με την εγκατάσταση αντλητικού συγκρότηματος booster στα 180 m3/h. Μετά από εξέταση διάφορων σεναρίων επιλέχτηκε σαν βέλτιστη τεχνοοικονομικά λύση, θέση πλησίον του γηπέδου της Ν. Σκιώνης για την εγκατάσταση ενός αντλητικού συγκροτήματος booster με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά : Q=180 m3/h και μανομετρικού Η=50 mυσ όπως αναλύεται στην συνέχεια στην παράγραφο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ BOOSTER. Να αντικατασταθούν λόγω παλαιότητας ο συλλέκτης κατάθλιψης του Α/Σ Λουτρών και το υποβρύχιο αντλητικό συγκρότημα με νέο παροχής Q=80 m3/h και μανομετρικού 180 mυσ. Να προστεθεί εφεδρικό υποβρύχιο αντλητικό συγκρότημα παροχής Q=120 m3/h και μανομετρικού 150 mυσ στο αντλιοστάσιο στην θέση Αμπάρες. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΝΤΛΗΤΙΚΟΥ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑΤΟΣ BOOSTER ΛΥΣΗ ΠΟΥ ΕΠΙΛΕΧΘΗΚΕ : (ΘΕΣΗ ΓΗΠΕΔΟ Ν. ΣΚΙΩΝΗΣ) (Η=20m) Βαρυτικά η παροχή του αγωγού από την Α4 μέχρι το γήπεδο της Ν. Σκιώνης Η=20m είναι 180 m3/h. Με την λύση αυτή μπορούμε να αυξήσουμε την παροχή από τα 100 στα 180m3/h, εγκαθιστώντας ένα booster Q=180 m3/h και μανομετρικού Η=50 mυσ. (30 mυσ γεωδαιτικό ΚΑΙ 23 mυσ απώλειες αγωγού) Τμήμα Δικτύου Μήκος Σωλήνα m Παροχή Αιχμής m³/h Διάμετρος Σωλήνα mm Ταχύτητα Υγρού m/s Τριβή Σωλήνων mυσ Ολική Τριβή mυσ DN DN Το αντλητικό συγκρότημα θα τοποθετηθεί εντός φρεατίου 2.00x2.50x1.50 m (ΜxΠxΥ) που θα κατασκευαστεί πλησίον του τοιχίου του υφιστάμενου μετρητή της ΔΕΗ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΑ ΑΝΤΛΙΑΣ Η παροχή των αντλιών του φρεατίου είναι: 3 3 Q 180m / h 0,05m / s και το μανομετρικό θα είναι κατ ελάχιστο 50,00m. Έτσι, για τον υπολογισμό του ηλεκτροκινητήρα της αντλίας έχουμε: 3 Q g H 0,05m / s ,00m P H / K ( kw) 31, 00kW ,80 όπου: Q : η συνολική παροχή ρ : η πυκνότητα του νερού σε kg/m 3, g : 9,81 m/s 2, η επιτάχυνση της βαρύτητας, 2

3 Ημαν : το ολικό μανομετρικό η : ο βαθμός απόδοσης της αντλίας Οπότε θεωρούμε ηλεκτροκινητήρα με ελάχιστη ισχύ 31,00 kw. Για λόγους ασφαλείας θα επιλεγεί κινητήρας με ονομαστική ισχύ αρκετή ώστε η αντλία να έχει τουλάχιστον 10% περίσσεια ισχύος στο σημείο λειτουργίας, ώστε η αντλία να μην υπερφορτίζεται σε όλη την περιοχή της καμπύλης λειτουργίας της. Άρα, επιλέγουμε τυποποιημένο αντλητικό συγκρότημα λυμάτων, με τριφασικό ηλεκτροκινητήρα ονομαστικής ισχύος 37,00 kw, που καλύπτει την ανωτέρω απαίτηση. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΙΣΧΥΡΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα μελέτη έγινε σύμφωνα με το Ελληνικό Πρότυπο ΕΛΟΤ ΗD 384 "Απαιτήσεις για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις", χρησιμοποιώντας και τα ακόλουθα βοηθήματα: α) Εlectrical Installations handbook, Vol 1 & 2, SIEMENS β) Kανονισμοί Ηλεκτρικών Εσωτερικών Εγκαταστάσεων γ) Κανονισμοί ΔΕΗ δ) Ειδικά Κεφάλαια Ηλεκ/κών εγκαταστάσεων και Δικτύων, Δ. Τσανάκα ε) Τεχνικό Εγχειρίδιο FULGOR στ)εσωτερικές Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις, Μ. Μόσχοβιτς 2. ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ & ΚΑΝΟΝΕΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ (α) Βασικές σχέσεις: U = I x R W = I² x R x t (νόμος του Ωμ) (θερμότητα ρεύματος) 2 l R = (Αντίσταση Κυκλώματος) K x A P = U x I P = U x I x cosφ P = 1.73 x U x I x cosφ (ισχύς στο συνεχές ρεύμα) (ισχύς στο εναλλασσόμενο μονοφασικό) (ισχύς στο τριφασικό) (β) Πτώση τάσης και διατομή καλωδίων (β1) Πτώση τάσης u (V) - Μονοφασικό cosφ u = 2 x ( ω x L x sinφ ) x I x l Κ x Α - Τριφασικό cosφ u = 1.73 x ( ω x L x sinφ ) x I x l Κ x Α όπου: U: Τάση δικτύου σε V σε σύστημα 2 αγωγών μεταξύ των αγωγών, σε σύστημα συνεχούς 3 αγωγών μεταξύ των 2 κυρίων αγωγών, σε τριφασικά συστήματα μεταξύ δύο κυρίως αγωγών u: Πτώση τάσης σε V από την αρχή μέχρι το τέλος του κυκλώματος I: Ενταση ρεύματος σε A R: Αντίσταση σε Ωμ W: Ενέργεια σε W x s P: Ισχύς σε W 3

4 K: Αγωγιμότητα cosφ: συντελεστής Ισχύος Α: Διατομή καλωδίου σε mm 2 l: Μήκος της γραμμής σε m t: χρονική διάρκεια σε s L: Επαγωγική αντίσταση του καλωδίου σε Η/m (ω=2πf, f=50 Ηz) (β2) Διατομή Α (mm 2 ) Επιλέγεται καλώδιο τέτοιο, ώστε το ρεύμα που περνάει απο τη γραμμή να είναι μικρότερο από το επιτρεπόμενο ρεύμα του καλωδίου και ταυτόχρονα η προκύπτουσα πτώση τάσης να είναι μικρότερη από την επιθυμητή (προκύπτει από τις σχέσεις της παραγράφου β1). Για την εύρεση του επιτρεπόμενου ρεύματος λαμβάνονται υπόψη το είδος του καλωδίου, το μέσο όδευσης, η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία καλωδίου, και ο τρόπος διάταξης και λειτουργίας. (β3) Οργανα προστασίας Ο υπολογισμός γίνεται σε κάθε γραμμή με έναν από τους δύο παρακάτω τρόπους: Επιλέγεται όργανο προστασίας ώστε το επιτρεπόμενο ρεύμα να είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα της γραμμής Επιλέγεται όργανο προστασίας ώστε το επιτρεπόμενο ρεύμα να είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα της γραμμής, και το μέγεθός του να είναι το αμέσως μικρότερο της επιτρεπόμενης έντασης του καλωδίου (β4) Ρεύμα Βραχυκυκλώσεως το επιτρεπόμενο ρεύμα βραχυκυκλώσεως υπολογίζεται από την σχέση: A I = t όπου Ι σε ka, A διατομή καλωδίου και t διάρκεια βραχυκυκλώματος Το ρεύμα βραχυκυκλώσεως στους πίνακες υπολογίζεται με την σχέση: V I = z όπου z η συνολική αντίσταση σε όλη την διαδρομή του καλωδίου. Η παραπάνω σχέση υπερκαλύπτει και την σχέση Ι = (3 V)/2z που ισχύει για την περίπτωση τριφασικού βραχυκυκλώματος. 3. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Τα αποτελέσματα των γραμμών του δικτύου παρουσιάζονται πινακοποιημένα με τις ακόλουθες στήλες: Τμήμα Γραμμής Μήκος Γραμμής (m) Φορτίο (kw) Είδος Φορτίου Cosφ Φάση Πτώση Τάσης (V) Διατομή Καλ. (mm 2 ) Ασφάλεια (Α) Επίσης, για κάθε πίνακα της εγκατάστασης πραγματοποιείται αναλυτικός υπολογισμός, με αποτελέσματα που εμφανίζονται όπως ακολούθως: Στο επάνω μέρος εμφανίζεται πινακάκι με τις ακόλουθες στήλες: Είδος Φορτίου Εγκατ. Πραγμ. Ισχύς (kw) Cosφ (KVxA) Εγκατ. Φαιν. Ισχύς (KVxA) Ετεροχρονισμός Μέγιστη πιθανή ζήτηση Τα στοιχεία αυτά αναγράφονται ανά είδος φορτίου (συγκεντρωτικά) και στο κάτω μέρος αναγράφεται το σύνολο της μέγιστης πιθανής ζήτησης. Με βάση τα αποτελέσματα αυτά αναγράφονται πιό κάτω τα εξής: 4

5 KATANOMH ΦΑΣΕΩΝ R S T Mέγιστη Εμφανιζόμενη Ενταση (A) Συνολικός Συντελεστής Ζήτησης Ενταση για Ισοκατανομή Φάσεων (A) Πιθανή Μέγιστη Εμφανιζόμενη Ενταση (A) ΠΡΟΣΑΥΞΗΣΕΙΣ Λόγω Εφεδρείας (%) Λόγω Κινητήρων (Α) Λόγω Εναυσης Λαμπτήρων (Α) ΤΕΛΙΚΟ ΡΕΥΜΑ (A) τύπος καλωδίου επιτρεπόμενο ρεύμα καλωδίου σε Κ.Σ. (Α) συντελεστής διόρθωσης επιτρεπόμενο ρεύμα καλωδίου (Α) Γενικός Διακόπτης (A) Ασφάλεια ή Αυτ. Διακόπτης (A) Tροφοδοτικό Καλώδιο (mm2) Bαθμός Προστασίας πίνακα Στοιχεία Δικτύου Φασική Τάση Δικτύου (V) 230 Τύπος Καλωδίων Χαλκός Συντελεστής Αγωγιμότητας (S m/mm² Ω) 56 Δίκτυο Ηλεκτρικής Εγκατάστασης Τμήμα Δικτύου Μήκος Γραμμής (m) Φορτίο Γραμμής (KW) Είδος Φορτίου CosΦ Φάση Πτώση Τάσης (V) Είδος Γραμμής Επιθ. Διατομή (mm²) Υπολ. Διατομή (mm²) Μέγιστη Ασφάλεια (A) Α.Π Πίνακας Α Κινητήρας Α Ρευματοδ ότες Υπολογισμοί Ηλεκτρικής Εγκατάστασης Τμήμα Δικτύου Μήκος Γραμμής (m) Φορτίο Γραμμής (KW) Είδος Φορτίου CosΦ Είδος Καλωδίου Υπολ. Διατομή (mm²) Επιθ. Διατομή (mm²) Επιτρ. Ρεύμα Κ.Σ. Συντ. Διορθ. Επιτρ. Ρεύμα (Α). Μέγιστη Ασφάλεια (A) Ρεύμα Γραμμής (Α) Α.Π Πίνακας J1VV-R Α Αντλία 0.8 J1VV-R Α Ρευματοδότ ες 1 Η05VV-U 'Ελεγχοι Καλωδίων Δεν υπάρχουν γραμμές που δεν υπολογίζονται καλώδια Έλεγχοι Οργάνων Προστασίας Δεν υπάρχουν γραμμές που δεν υπολογίζονται όργανα προστασίας Πτώση Τάσης στις Γραμμές του Δικτύου Πτώση τάσης στη γραμμή A-->Α.1 : V ( 0.364%) Πτώση τάσης στη γραμμή A-->Α.2 : V ( 0.270%) Δυσμενέστερη γραμμή A-->Α.1 : V ( 0.364%) 5

6 Aνάλυση Φορτίου Πίνακα : Α.Π Ονομα Πίνακα : ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΝΤΛΙΟΣΤΑΣΙΟΥ Φορτία Πίνακα Είδος Φορτίου Εγκατεστημένη Ισχύς (kw) CosΦ Φαινόμενη Ισχύς (kva) Ετερο χρονι σμός Κινητήρας Ρευματοδότες ΣΥΝΟΛΑ Μέγιστη Ζήτηση (kva) Κατανομή Φάσεων L1 (KVA) : L2 (KVA) : L3 (KVA) : Μέγιστη Εμφανιζόμενη Ένταση (A) : Συνολικός Συντελεστής Ζήτησης : 1.00 Ένταση για Ισοκατανομή Φάσεων (A) : Πιθανή Μέγιστη Εμφανιζόμενη Ένταση (A) : Προσαυξήσεις Λόγω Εφεδρείας (%) : Λόγω Κινητήρων (A) : Λόγω Έναυσης Λαμπτήρων (A) : Τελικό Ρεύμα (A) : Τύπος Καλωδίου : J1VV-R Επιτρεπόμενο Ρεύμα Καλωδίου σε Κ.Σ (A) : Τρόπος τοποθέτησης : Γυμνό επίτοιχο Θερμοκρασία περιβάλλοντος : 33 Συντελεστής διόρθωσης θερμοκρασίας : Όδευση : Σε επιφάνεια δομικού υλικού, επίτοιχα γυμνά ή σε σωλήνα, εντoιχισμένα γυμνά ή σε σωλήνα Πλήθος κυκλωμάτων - πολυπολικών καλωδίων : 1 Συντελεστής ομαδοποίησης : Συντελεστής Διόρθωσης : Επιτρεπόμενο Ρεύμα Καλωδίου (A) : Επιλέγεται Γενικός Διακόπτης (A) : 100 Ασφάλεια ή Αυτόματος Διακόπτης (A) : 100 Τροφοδοτικό Καλώδιο (mm²) : 35 Βαθμός Προστασίας Πίνακα : IP55 Ενσωματωμένος σε άλλο Πίνακα : Όχι 6

7 7

8 8

9 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Η λειτουργία του συστήματος θα γίνεται ως ακολούθως : Η εκκίνηση του αντλητικού συγκρότηματος θα γίνεται με διάταξη soft starter. Θα υπάρχει έλεγχος κάτω στάθμης στην δεξαμενή Α4 (ελάχιστη ποσότητα νερού), με την ενεργοποίηση της οποίας θα διακόπτεται η λειτουργία του αντλητικού συγκρότηματος και άνω στάθμης με την ενεργοποίηση της οποίας θα εκκινεί το αντλητικό συγκρότημα. Θα υπάρχει έλεγχος ροής στον αγωγό πριν το αντλητικό συγκρότημα Στην δεξαμενή Δ3 θα υπάρχει έλεγχος άνω στάθμης με την ενεργοποίηση της οποίας θα διακόπτεται η λειτουργία του αντλητικού συγκρότηματος και κάτω στάθμης με την ενεργοποίηση της οποίας θα εκκινεί το αντλητικό συγκρότημα. Ο αυτοματισμός θα αποτελείται από τρείς σταθμούς τηλεελεγχου (2 ΤΣΕ Δεξαμενών και 1 ΤΣΕ αντλιοστασίου) για την ασύρματη επικοινωνία των οποίων θα χρησιμοποιηθεί δίκτυο κινητής τηλεφωνίας 3G/4G, ενώ θα υπάρχει δυνατότητα μελλοντικής διασύνδεσης με κεντρικό σύστημα ελέγχου (με προοπτική τηλεελέγχου και τηλεχειρισμού). Το σύστημα θα είναι βιομηχανικού τύπου και θα δύναται να παρέχει λειτουργίες ασύρματης μετάδοσης (GSM) και ελέγχου από τις δεξαμενές στο Α/Σ και προοπτική για λειτουργίες ασύρματης μετάδοσης (GSM) και ελέγχου από δεξαμενές και Α/Σ σε ΚΣΕ (κεντρικό σταθμό ελέγχου). Μέσω των ψηφιακών εισόδων και εξόδων της κάθε τοπικής μονάδας αυτοματισμού σε κάθε ΤΣΕ (τοπικός σταθμός ελέγχου) γίνεται ο τοπικός έλεγχος και η παρακολούθηση, ενώ όλα τα δεδομένα μεταφέρονται μέσω της σειριακής θύρας στο προσφερόμενο modem που αναλαμβάνει την ασύρματη επικοινωνία με το Α/Σ και μελλοντικά στον κεντρικό σταθμό ελέγχου. Το κρίσιμο μέγεθος στην φιλοσοφία και το σενάριο λειτουργίας του όλου συστήματος είναι η στάθμη των δύο δεξαμενών, η μέτρηση της οποίας θα γίνεται από αντίστοιχο αναλογικό αισθητήριο καθώς θα υπάρχουν και για εφεδρεία φλοτέρ. Συγκεκριμένα, όσο η στάθμη στη δεξαμενή αναρρόφησης είναι πάνω από συγκεκριμένο όριο και ταυτόχρονα η στάθμη στη δεξαμενή κατάθλιψης είναι κάτω από συγκεκριμένο όριο η αντλία θα λειτουργεί, προωθώντας ποσότητα νερού στη δεξαμενή κατάθλιψης. Τα δεδομένα θα συλλέγονται από τοπικές μονάδες αυτοματισμού (σε κάθε ΤΣΕ) και θα μεταφέρονται μελλοντικά στο κεντρικό σταθμό ελέγχου (ΚΣΕ) ασύρματα μέσω των modem που θα είναι εγκατεστημένα τόσο σε κάθε ΤΣΕ όσο και στον ΚΣΕ. Όλες οι επείγουσες καταστάσεις (Alarms), οι οποίες θα χρήζουν άμεσης παρέμβασης, θα εμφανίζονται στον ΤΣΕ, ενώ παράλληλα θα αποστέλλεται μήνυμα σε κινητό τηλέφωνο για την ειδοποίηση των υπευθύνων Κασσάνδρεια, 11/3/2015 Συντάχθηκε Γκαζέπης Χρήστος Μηχανολόγος Μηχανικός Τ.Ε 9

10 Οι θέσεις των σημείων όπου θα γίνουν οι παρεμβάσεις απεικονίζονται στον ακόλουθο χάρτη : 10

11 Η θέση εγκατάστασης του αντλητικού συγκροτήματος booster απεικονίζεται στον ακόλουθο χάρτη : 11

12 Το ακόλουθο σχέδιο αποτελεί το διάγραμμα ροής του κεντρικού δικτύου ύδρευσης Ν. Σκιώνης, Λουτρών, Αγ. Παρασκευής. 12

13 Φωτογραφική αποτύπωση των σημείων όπου θα γίνουν οι παρεμβάσεις Υφιστάμενη γεώτρηση πλησίον της δεξαμενής Α4 (Καλάνδρα) Θέση εγκατάστασης booster (Γήπεδο Ν. Σκιώνης) Δεξαμενή Δ3 (Ν. Σκιώνη 13

14 Συλλέκτης αντλιοστασίου στη θέση Λουτρά Συλλέκτης αντλιοστασίου στη θέση Αμπάρες 14