cursul-nr-7-hidroedilitare

5/10/2018 cursul-nr-7-hidroedilitare - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cursul-nr-7-hidroedilitare 1/10

Artera

Alimentare C.S.

Conducta Serviciu

RCsRI

RG A

VI

Domeniu privat Domeniu public

Bransament

CCIA II

9.7 Reţea de distribuţie

9.7.1 Elemente generale

Reţeaua de distribuţie reprezintă ansamblul de: conducte, construcţii, accesorii,armături, staţii de pompare prin care se asigură distribuţia apei loco-branşament la

debitul şi la presiunile stabilite.Este un sistem tehnologic complex datorită: lungimilor mari (1.5-2.5 m/loc),

funcţionării cu parametrii hidraulici variabili, problemelor dezvoltării urbane şi corelaţieicu celelalte reţele subterane urbane; de funcţionarea corectă a reţelei de distribuţiedepinde asigurarea calităţii apei la robinetul consumatorului (condiţie impusă de O.M.S.).

Schema reţelei de distribuţie depinde de:

- reţeaua stradală şi dezvoltarea urbanistică a localităţii din punct de vedere alsistematizării actuale şi de perspectivă;

- amplasarea consumatorilor importanţi;- relieful şi natura terenului în amplasament;

- configuraţia celorlalte reţele subterane.

Configuraţia obisnuită a reţelei de distribuţie este inelară cu ramificaţiimarginale. În această configuraţie se asigură:

- siguranţa asigurării apei la consumator şi în caz de combatere a incendiului pe două circuite;

- asigură presiunile la branşamente în condiţii mai bune;

- funcţionarea inelară se realizează când secţiunile barelor care formează inelulsunt sensibil apropiate.

Conductele care formează reţeaua de distribuţie sunt:

- artere care asigură transportul apei pe zone (Dn ≥ 250 mm);

- conducte de serviciu; alimentate din artere la 300-500 m, în general Dn ≤ 200mm;

- branşamente – alimentate din conductele de serviciu, realizează legaturadintre reţeaua publică şi reţeaua privată (interioară).

Pe unele străzi există pozate atât artere cât şi conducte de serviciu.Fig.9.25 Schema bransament



Camin branşament:

- apometru (A);

- robinet închidere (RI);- robinet golire (RG);

- vana de izolare (VI);RCs – robinet de concesie.

Figura 9.29 Schema hidraulică optimă pentru reţeaua de distribuţie

Cele mai favorabile scheme sunt determinate de:

- tranzitarea unor cantităţi reduse prin reţea; aceasta conduce la reducereadiametrelor tronsoanelor;

- pomparea cu turaţie variabilă, care permite adaptarea funcţionării staţiei de

pompare la solicitarea de presiune a reţelei;

- asigurarea consumului maxim orar pe o zona a reţelei prin contra-rezervor,alimentat în perioadele de consum orar minim;

Valorile presiunii la branşament: Numărul de nivele al construcţiei 1 2 3 4 peste 4

Presiunea minimă la branşament H b, înm. col. H2O

8 12 16 20 4.5 m pentrufiecare nivel

9.7.2 Dimensionarea reţelei de distribuţie



110

1

120

100

4

8

7

2

96

3

5

ki

QQi T

[l/s.m]l

Qq

maxor

sp

∑=

Debitul de dimensionare:

∑=

+=

n

1i

j jmaxorar CII qnQQ p K ;

Qorar max – debitul orar maxim al cerinţei de apă;n j⋅q j – numărul de jeturi si debitul la un jet pentru hidranţiil interiori din clădiri

publice şi de locuit peste p+2Repartizarea debitului de calcul sub forma qsp (l/s,m sau l/s,ha), se realizează prin

raportare la lungimea reţelei sau la suprafaţa, în condiţiile în care densitatea branşamentelor (populaţiei) este considerata uniforma iar dotarea cu echipamente pentruasigurarea încălzirii şi apei calde este identica.

Pentru fiecare tronson debitul de calcul rezultă ca o medie a debitului influent cudebitul de tranzit (ltr ≤ 300 m):

2

QQ

2

lqQQ Tiik sp

Tik

+=

⋅+= .

Debitul hidranţilor interiori se adaugă ca o constantă pe tronsoanele unde suntamplasate clădiri publice şi pe baza distanţei teoretice între două incendii simultane.

Dimensionarea hidraulică a reţelelor inelare comportă dificultăţi legate denedeterminarea dată de: numărul de necunoscute – debitele şi diametrele pe fiecare

tronson dublu faţă de numărul ecuaţiilor. Se scriu ecuaţii de tip continuitate la toatenodurile (suma debitelor care alimentează fiecare nod este egală cu suma debitelor careies din nod) şi energie: suma pierderilor de sarcină pe fiecare inel egală cu zero.Rezolvarea se efectuează prin aproximaţii succesive, prin modelare şi programe de calculautomat.

O metodă simplificată este metoda secţionării fictive care transformă reţeaua într-o reţea ramificată, care să funcţioneze în aceleaşi condiţii.



Elementele dimensionării:

- se stabilesc sensurile de curgere probabile pe fiecare tronson; după panta terenşi după circuitul cu rezistenţa hidraulică minimă;

- se secţionează fictiv (n-1) bare care alimentează nodurile, lasând fiecare nodcu alimentare dupa circuitul cel mai favorabil;

- se pot calcula debitele ca pentru o reţea ramificată:( ) 89563936232825sp

2)(1

2 lllllqQ l l ++++++=−

;

12sp

2-1

2

2-1

1 lqQQ += ;

- se dimensionează fiecare tronson la debitul mediu la care se adauga debitulhidranţiilor interiori: domeniul de viteza 0.8 – 1.2 m/s; se calculează pierdereade sarcină pe fiecare tronson, cotele piezometrice şi presiunile disponibile înfiecare nod;

- în toate secţiunile fictive (secţiunile 5, 8, 6, 9) trebuie verificată corespondenţacotei piezometrice de o parte şi de alta a secţiunii:0.5CC 8)(2

P8

8)(7

P8 ±=−− m. col. H2O.

În dimensionarea şi verificarea reţelei de distribuţie ordinea priorităţilor este:

- prioritate 0 – asigurarea presiunii disponibile la incendiu exterior (minim 7 mcol H2O);

- prioritate 1 – asigurarea presiunii disponibile la consum normal (H b);

- prioritate 2 – dimensionarea conductelor în domeniu economic (v = 0.8 – 1.2m/s).

9.7.3Materiale execuţie reţea de distribuţie

În cadrul raportului IR5 (Congres IWSA, 1991) o sinteză efectuată privind situaţiamaterialelor pentru 1.5 milioane km de reţea de distribuţie care deservesc 300 milioanede oameni (USA, Olanda, Belgia, Japonia, Africa de Sud, Spania, Elvetia, Franta, Norvegia, Australia, Germania) pune în evidenţă situaţia prezentată în tabelul urmator.

Tabelul 9.4. Distributia tipurilor de materiale pe diametre (în % din total lungime).Material

Diametru

(mm)

OTEL FONTA AZBO BETON M.P. Alte mat.

Dn<200 4.4 40.6 24.7 0.1 29.2 1.0200≤Dn≤400 4.6 56.6 15.2 0.4 17.9 5.3Dn≥400 19.2 64.2 8.2 8.4 0. 0.

Nota: M.P. - Materiale plastice.



Se remarcă fonta (cenuşie sau ductilă) ca fiind materialul cel mai utilizat; pentrudiametre mici, următorul material ca pondere este masa plastică; utilizarea oţelului aparesemnificativ la diametre peste 400 mm.

Ca vechime, pe acelaşi eşantion, situaţia se prezintă astfel:- sub 10 ani .......... 24%

- 10 - 20 ani ......... 32%- 20 - 30 ani ......... 21%- 30 - 50 ani ......... 13%- peste 50 ani ........ 10%

Deci 75% din reţeaua studiată are sub 30 de ani şi numai 10% depăşeşte 50 deani.

În tabelul 9.5 se indică după datele ISWA tendinţele primului deceniulu almileniului în ceea ce priveşte utilizarea materialelor.

Tabelul 9.5. Tendinte privind alegerea materialelor.Material

Diametru (mm)

OŢEL FONTA AZBO BETON M.P.

Dn<200 2.3 14.3 6.1 0 77.3

200≤Dn≤400 6.2 34.5 12.9 0 46.4

Dn≥400 43.0 26 12.6 12.4 6.0

Se constatţ:- pentru diametre mari creşte ponderea oţelului şi a fontei ductile;- în zona diametrelor medii şi mici creşte spectaculos ponderea maselor plastice.În zona conductelor metalice apare problema coroziunii, ideile care s-au

generalizat fiind:

- pentru conductele din oţel conceptul este următorul: ori se protejeazăcorespunzător ori nu se instalează; pentru diametrele mari, acolo unde se cunoaşteexistenţa curenţilor vagabonzi se utilizează protecţia catodică; în ceea ce priveşte protecţia pasivă, toată lumea este de acord că trebuie asigurat un înveliş exterior; PEextrudată este cea mai utilizată şi îmbrăcăminţi bituminoase armate cu fibra de sticlă;

- fonta ductilă - când există riscul coroziunii externe se utilizează o protecţie cuzinc; în terenuri agresive se foloseşte îmbrăcăminte de polietilenă sau PE extrudată.

- masele plastice; tendinţa apare ca normală dacă ţinem seama de perfecţionareaexecuţiei acestui tip de conducte; aceasta se poate face individual de utilizator, fărăserviciul unui executant specializat.

9.7.4 Elemente accesorii în reţeaua de distribuţie

Armături: vane, hidranţi de incendiu, cismele, branşamente.

Vane – servesc izolării tronsoanelor; se amplasează în cămine la nodurile reţelei(nvane=n bare-1); se impune dotarea cu vane acţionate electric în contextul automatizăriioperării reţelei de distribuţie.



Hidranţi de incendiu – necesari pentru prelevarea apei în caz de incendiu; semontează la maxim 100 m pe toate conductele de serviciu.

Priza cu colier – elementul specific pentru racordarea conductei de branşament la

reţeaua de distribuţie. Aparate de masura si control – manometre (măsurarea presiunii), apometre(măsurarea volumelor de apă) şi debitmetre.

Debitmetrele pot fi: electromagnetice, ultrasonice sau hidraulice (cu diafragmăsau tub Venturi); sunt fundamentale condiţiile de montaj, eroarea la care lucreazăaparatul şi dotarea pentru transmiterea la distanţă a înregistrărilor.

Figura 9.30. Armături pe reţea: a - vana tip robinet cu sertar pană şi corp plat(oval), b - vana fluture, c - vana cu membrană, d - hidrant subteran, e - cismea de stradă, f - priza cu colier (execuţie).

9.7.5 Operarea reţelei de distribuţie

Pierderile de apă în reţeaua de distribuţie

În operarea reţelelor de distribuţie se pun în evidenţă următoarele aspecte:- pierderile de apă se datorează: avariilor în reţea, erorilor de măsurare la

contori , risipa de apă;



- în Germania practic nu există pierderi din eroare de măsurare, ceea cedemonstrează fiabilitatea şi calitatea contorilor;

- în Spania şi Singapore se raportează peste 50% din totalul pierderilor suntdatorate erorilor de măsurare a debitelor;

- situaţii normale apar în ţările: Italia (Roma), Suedia, Hong Kong, Taiwan,

Japonia unde pierderile datorită avariilor detectabile reprezintă 60-70% dintotalul pierderilor.

Pe baza acestor elemente se pun în evidenţă principalii factori care influenţează pierderile de apă:

- calitatea materialelor de construcţie a reţelei de distribuţie: vârsta defuncţionare după montare, calitatea execuţiei reţelei;

- elemente de infrastructură: unde este montată reţeaua de distribuţie din punctde vedere al agresivităţii solurilor, nivelul apei subterane, distribuţia curenţilor vagabonzi;

- calitatea apei distribuită de reţea;- elemente de exploatare a sistemului: variaţii de presiune (orare, zilnice,

săptămânale), funcţionare continuă/discontinuă a sistemului;- gradul de dotare al reţelei de distribuţie.Conceptul modern (actual) al abordarii pierderilor de apă în operarea reţelelor de

distribuţie, rezultat din materialele organizaţiei mondiale (IWSA actualmente IWA)consideră cele ce urmează:

− Evaluare prin depistare, control prin debitmetrie şi măsurarea presiunilor pesectoare de retea; întreaga operaţie conduce la costuri în aparatură de măsura,control şi dotări în reţea;

− Reabilitare, retehnologizare, înlocuire conducte sau sectoare din reţea pe bazadatelor de la paragraful de mai sus;

− Întocmirea costurilor de manoperă, materiale, producţie de apă pierdută şiaprecierea daunelor provocate consumatorilor prin lipsa de asigurare a serviciuluide apă.Pe baza elementelor de mai sus, se întocmesc diagrame care pun în evidenţă

optimul reţelei de distribuţie. Componentele elementelor de reabilitare şi extindere areţelelor de distribuţie sunt prezentate mai jos. În perspectiva se apreciază ca reabilitareaşi dezvoltarea reţelelor de distribuţie urbane va avea la bază:

- monitorizarea şi controlul permanent (în timp real) a tuturor elementelor tehnologice:debite, presiuni, calitate apă – indice de biostabilitate şi oxidant rezidual;

- menţinerea presiunii constante în reţea (± 5% variaţia de presiune) pâna la branşament, pentru eliminarea solicitărilor dinamice ale reţelei;

- introducerea unui program de curăţire periodică a tronsoanelor reţelei pentruîndepărtarea biofilmului;

- pierderile de apă tehnic normale, în funcţie de configuraţie şi încărcare se situeazăîntre 20-25 % din producţie;

- contorizarea totală, inclusiv contorizarea secundară; relaţia contorizare branşament-contorizare secundară trebuie să se bazeze pe înţelegerea pe baza de contract între



producător-distribuitor şi consumator, astfel încât să se asigure închiderea balanţeicantităţii de apă consumate;

- conform Directivei CE nr. 2000/2002 reţeaua de distribuţie a apei nu mai este inclusăîn categoria aşa numitelor bunuri (marfă) de piaţă şi a fost introdusă în categoriaresursa pentru asigurarea sănătăţii oamenilor; care trebuie conservată şi păstrată.



9.7.6 Aplicaţie

Dimensionarea reţelei de distribuţie, figura de mai jos: Qorar max = 50 dm3/s, dincare 20 dm3/s sunt preluaţi concetrat pentru o industrie (nod 8). Lungimea totală aconductelor este de 3000 m.

Debitul de incendiu ce trebuie să fie asigurat este de 10 dm3/s. Presiunea la branşament cerută de beneficiar este de 16 m.col.H2O (inclusiv industria). Coeficientul devariaţie orară are valoarea 1.5.

Dimensionarea reţelei

Debitul specific distribuit uniform pe lungimea reţelei este:

0.013000

2050

l

Qq

maxor s=

−==

∑dm3/s⋅m.

Presiunea disponibilă se calculează punct cu punct, ca diferenţa între cota piezometrică şi cota topografică. Se constată ca punctul 1 este şi punctul dificil, având presiunea dispoibilă cea mai redusă. Se face observaţia ca diametrul minim se adoptă (1)din motive constructive (pentru a se putea monta hidranţii de incendiu exterior, al căror



diametru este de 60-80 mm) şi (2) pentru a nu se realiza viteze prea mari în caz deincendiu.

Tronsoanele cu viteze mici ale apei (4-6, 8-9) trebuie să fie periodic spălate prindeschiderea, timp de câteva minute, a hidranţilor de incendiu de la capătul aval.

Tronson

l Qc v Dn i hr =i.l Cote [m]

[m][dm3/

s [m/s] [mm] piezo topo

Presiunedisponibi

lă0 1 2 3 4 5 6 7 8 9R 1

1000 50 1.00 250 0.0036 3.60 160 160 0156.4 140 16.4

12

400 46 0.95 250 0.0031 1.24 156.4 140 16.4155.16 135 20.16

23

700 38.5 0.78 250 0.0022 1.40 155.16 135 20.16153.76 130 23.76

34

500 6.5 0.85(0.55)

100(125)

0.0080(0.0025)

4.50(1.25)

153.76 130 23.76152.51 125 27.51

46

200 1.0 0.20 80 0.0008 1.16 152.51 125 27.51151.35 126 25.35

38

200 23.0 0.75 200 0.0027 0.54 153.76 130 23.76153.22 130 23.22

89

200 1.0 0.20 80 0.0008 0.16 153.22 130 23.22153.06 134 19.06

Notă:Dacă se adoptă diametrul Dn 100 mm pe tronsonul 3-4, în nodul 6 nu se

realizează presiunea disponibilă. S-a marit diametrul la Dn 125 mm.

cursul-nr-7-hidroedilitare

Documents

Transcript of cursul-nr-7-hidroedilitare