Kiedyś, podczas projektowania rurociągu z rur PE dość mocno się nagłowiłem, jaką zastosować rurę, aby była zgodna z dalszym fragmentem instalacji projektowanym ze stali. Przewertowałem znaczna ilość materiałów i nie znalazłem, żadnej skondensowanej odpowiedzi. Postanowiłem, że nigdy nie poświęcę już czasu na szukanie potrzebnych danych!

Opracowałem więc tabelę, z której w szybki sposób, jednoznacznie można odczytywać średnice rur z PE i stali zarówno posługując się DN w postaci metrycznej jak i calowej. Dodatkowo w ostatniej kolumnie zestawiłem typowe średnice zewnętrzne rur stalowych.

Na końcu artykułu znajdziesz link do pobrania gotowej tabeli

JAK KORZYSTAĆ Z TABELI?

Korzystanie z tabeli jest banalnie proste!

Kolumna pierwsza to średnice zewnętrzne rur z PE, oznaczone na rurociągach jako OD, dz itp.

Druga kolumna to odpowiadające średnicom rur z PE średnice nominalne DN rur stalowych wyrażone w jednostkach metrycznych, czyli mm. Kolejna kolumna to przeliczenie średnic nominalnych na cale.

Ostatnia kolumna to typowa średnica zewnętrzna rur stalowych.

Gotową tabelę pobierzesz z tego linku.

Mam nadzieję, że dzięki tej tabeli przyśpieszysz projektowanie i zaoszczędzisz cenny czas

Jeśli musisz rozstrzygnąć jak wyprowadzić rurę z zaworu bezpieczeństwa, to koniecznie przeczytaj ten artykuł.

Artykuł Średnice rurociągów w zależności od materiałów pochodzi z serwisu .

Obowiązująca od 19.07.2016 r. dyrektywa PED 2014/68/UE (Pressure Equipment Directive) dla jednych udręka, a dla innych chleb powszedni. Jak więc w szybki sposób określić kategorię rurociągu czy zbiornika ciśnieniowego?

Przywołana dyrektywa określa wymagania zasadnicze w zakresie projektowania oraz wytwarzania objętych nią urządzeń ciśnieniowych i ich zespołów o najwyższym dopuszczalnym ciśnieniu przekraczającym 0,5 bara.

Aby poprawnie i szybko zakwalifikować dane urządzenie, należy przede wszystkim przygotować dane, do których należą:

• rodzaj medium
• średnica rurociągu lub pojemność zbiornika
• ciśnienie projektowe PS (nie pomyl tego parametru z ciśnieniem roboczym)

MEDIUM A DYREKTYWA PED

Dyrektywa PED rozróżnia 2 grupy mediów gazy bądź ciecze z podziałem na:

• grupa 1 to wszystkie substancje niebezpieczne, toksyczne, trujące jak gazy i płyny
• grupa 2 to wszystkie pozostałe substancje

Szerszy opis substancji klasyfikowanych w grupie 1 zawarty jest w Dyrektywie w art. 13 – koniecznie otwórz Dyrektywę i się zapoznaj z tym wykazem, gdyż podział wyżej zaprezentowany jest uproszczony, ale trafny.

CIŚNIENIE PROJEKTOWE A DYREKTYWA PED

Ważnym parametrem jest najwyższe dopuszczalne ciśnienie PS – jego definicję zawartą w dyrektywie znajdziesz poniżej:

„najwyższe dopuszczalne ciśnienie PS” oznacza najwyższe ciśnienie, dla którego zaprojektowane jest urządzenie, określone przez producenta i zdefiniowane w miejscu przez niego określonym, którym jest miejsce przyłączenia urządzeń zabezpieczających lub ograniczających albo górna część urządzenia lub, jeśli nie jest to właściwe, dowolny określony punkt

Tak więc przykładowo, jeżeli np. mamy rurociąg w kotłowni parowej, za układem redukcyjnym obniżającym ciśnienie pary z 12 do 5 bar, to przykładowo rurociąg decydujemy się zabezpieczyć zaworem bezpieczeństwa o ciśnieniu otwarcia 7 bar, to ciśnieniem PS dla tego rurociągu będzie wynosiło 7 bar, a ciśnienie ruchowe 5 bar.

ŚREDNICA RUROCIĄGU / POJEMNOŚĆ ZBIORNIKA

Średnica nominalna rurociągu jest, zaraz obok ciśnienia PS, jest szalenie ważnym parametrem urządzenia. Co do jej określenia, nie ma chyba większych zastrzeżeń czy komplikacji. W końcu DN to DN.

W przypadku zbiorników ciśnieniowych parametrem, który należy wziąć pod uwagę, jest pojemność zbiornika, tutaj wydaje mi się, że nie potrzeba również komentarza.

JAK SZYBKO OKREŚLIĆ KATEGORIĘ WEDŁUG DYREKTYWY PED?

Jeśli masz zebrane, wcześniej wskazane przeze mnie, dane to droga określenia kategorii jest prosta.

Należy teraz przejść do załącznika II do Dyrektywy i odszukać odpowiedni wykres – tablice od 1 do 9

lub można do tego celu skorzystać z prostszej i szybszej drogi, mianowicie w dowolnej przeglądarce internetowej wpisz hasło: PED CALCULATOR

Osobiście polubiłem narzędzie dostępne pod tym linkiem.

Kalkulator jest intuicyjnym urządzeniem, a wygląda on bardzo prosto:

W pierwszej sekcji wybierz jedną z dostępnych opcji, czy chcesz klasyfikować:
Vessel – zbiornik
Piping – rurociąg
Steam generator – generator pary
W sekcji Fluid type wybierz dokładnie to, o co prosiłem abyś przygotował na wstępie, czyli grupę płynów.
Kolejne pole to miejsce do wpisania ciśnienia PS w barach – należy tutaj rozumieć je jako nadciśnienie manometryczne
Ostatnie pole to średnica.

W prezentowanym przykładzie założyłem, że mam rurociąg pary o ciśnieniu PS=10bar średnicy 150 mm, co w efekcie pozwala stwierdzić, że jest to rurociąg kategorii I, a jego wykonanie jest możliwe w module A.

Moduły wytwarzania urządzeń ciśnieniowych, to szersze zagadnienie, na które można spokojnie poświęcić cały kolejny wpis, więc pozwól, że na tym zaprzestanę.

Dla dokładnej klasyfikacji rurociągu, czy zbiornika nie zaprzestań na tym artykule, ale wnikliwie sprawdź aktualny stan prawny i zapisy Dyrektywy.

Jeśli musisz rozstrzygnąć jak wyprowadzić rurę z zaworu bezpieczeństwa, to koniecznie przeczytaj ten artykuł.

Artykuł Jak szybko określić kategorię wg. dyrektywy PED pochodzi z serwisu .

Wyprowadzenie rury wydmuchowej z zaworu bezpieczeństwa potrafi przysporzyć wielu problemów, szczególnie w sytuacji gdy przegroda zewnętrzna jest daleko od zaworu. Dodatkowo rurociąg ten nie może mieć zbyt wielu załamań, żeby nie powodował zbyt dużej straty ciśnienia, a więc przeciwciśnienia. Całe zagadnienie komplikuje się jeszcze bardziej, gdy musimy wyprowadzić rurociąg z zaworu bezpieczeństwa zabezpieczającego np. wodny kocioł wysokoparametrowy.

Wyrzut cieczy o temperaturze powyżej 100 stopni Celsjusza spowoduje powstanie płynu dwufazowego składającego się z wody i pary. Sprowadzenie takiej rury nad posadzkę, czy nawet nad kratkę ściekową spowoduje, że całe pomieszczenie momentalnie wypełni się parą. Jak więc temu zaradzić?

Zastosować należy naczynie rozprężne, o którym szczegółowo piszę ponizej

JAK ZAPROJEKTOWAĆ WYRZUT Z ZAWORU BEZPIECZEŃSTWA W UKŁADACH WYSOKOPARAMETROWYCH?

Z pomocą przychodzą nam dwie normy.

• PN-91/B-02415 – norma nieaktualna
• PN-EN 12828-2014

Pierwsza z tych norm jest nieaktualna, ale wg. mnie wytyczne w niej zawarte są jak najbardziej aktualne.

Zatem zaczynajmy!

ROZWIĄZANIE OPARTE O NORMĘ PN-91/B-02415

Rozwiązanie na podstawie tej normy jest bardzo proste – rzuć okiem na poniższy rysunek:

Na rysunku występuje kilka oznaczeń, a mianowicie:
fiD1 – średnica króćca wlotowego do ZB
fiD2 – średnica króćca wylotowego z ZB
fiD3 – średnica zbiornika rozprężnego
H – wysokość zbiornika rozprężnego

Aby odprowadzić parę, to ze zbiornika rozprężnego należy wyprowadzić rurociąg średnicy równej średnicy wylotowej z zaworu bezpieczeństwa ponad dach – posłuży on do odprowadzenia pary.

Odprowadzenie cieczy, równe średnicy wlotowej do zaworu bezpieczeństwa, należy wyprowadzić z dolnej części zbiornika rozprężnego.

Średnica zbiornika rozprężnego D3 równa będzie 3 x D1, przy czym H=D3

Przykład:

Zawór bezpieczeństwa: DN65 x DN100 (D1=65mm, D2=100mm)

D3 wyniesie zatem 240mm, sugeruję zaokrąglić w górę do najbliższej średnicy dostępnej rury, czyli do DN250 (średnica zewnętrzna 273,1mm).

H=~250mm

ROZWIĄZANIE OPARTE O NORMĘ PN-EN 12828-2014

Rozwiązanie na podstawie tej normy jest podobne, ale daje nieco większe wyniki.

Szczegóły rozwiązania przedstawione są w załączniku E w tabelach E.2 i E.3.

W tym przypadku należy wziąć pod uwagę długości rury łączącej zawór bezpieczeństwa ze zbiornikiem, długość rury odprowadzającej parę, ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa.

Norma określa, że:
L – średnica rury łączącej ZB ze zbiornikiem
AU – średnica rury odprowadzającej parę ze zbiornika
WAB – średnica rury odprowadzającej ciesz ze zbiornika
fi – średnica zbiornika
H – wysokość zbiornika

Polecam, abyś otworzył przywołaną normę na tabeli E.3. Jeśli jednak jej nie masz, to poniżej spróbuję to wytłumaczyć.

Jeśli ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa wynosi powyżej 5 bar, to:
Średnica L wyniesie wówczas średnica wlotowa do ZB + 3DN (czyli o 3xDN więcej)
Średnica rury parowej AU wyniesie: średnica wlotowa do ZB + 4DN (czyli o 4xDN więcej)
Średnica rury cieczowej WAB wyniesie: średnica wlotowa do ZB + 4DN (czyli o 4xDN więcej)
Średnica zbiornika fi wyniesie: większe równe 3xL
Minimalna wysokość zbiornika H wyniesie: ~ 5xL

Przykład:

Zawór bezpieczeństwa: DN65 x DN100 (D1=65mm, D2=100mm), przy założeniu ciśnienia otwarcia powyzej 5 bar, długosci rury L mniejszej równej niż 7,5m i przy użyciu nie więcej niż 2 kolan, długości rury AU mniejszej równej niż 10m i z użyciem nie więcej niż 3 kolan.

Średnica rury L – wyniesie 125mm
Średnica rury parowej AU – wyniesie 150mm
Średnica rury cieczowej WAB – wyniesie 150mm
Średnica zbiornika fi – wyniesie nie mniej niż 375mm, proponuję zaokrąglić do najbliższej większej średnicy rury, a więc DN400
Minimalna wysokość zbiornika wyniesie więc około 625mm.

PORÓWNANIE WYNIKÓW

Rozwiązanie tego samego przykładu na podstawie dwóch różnych norm daje inne wyniki. Ci więc zrobić – musisz sam podjąć decyzję.
Będąc na wielu instalacjach osobiście przychylam się do rozwiązania w oparciu o PN-91/B-02415, które wydaje mi się logiczne. Jeśli natomiast zbiornik rozprężny miałbym oddalać od zaworu bezpieczeństwa, dodatkowo musiałyby się pojawiać kolana, to uznałbym rozwiązania w oparciu o normę PN-EN 12828-2014.

Obliczenie średnic to jedno, a sposób zakończenia rury wydmuchowej to drugie. Co zatem zrobić?

JAK ZAKOŃCZYĆ RURĘ WYDMUCHOWĄ (odprowadzającą parę)?

Osobiście stosuję jedno z 3 poniższych rozwiązań:

Które kiedy zastosować? Wszystko zależy od sytuacji, z jaką przychodzi ci się zmierzyć. Dokładnie chodzi o przyjęte rozwiązania na zakładzie, o otoczenie wydmuchu.

Mam nadzieję, że odprowadzenie wydmuchu z zaworu bezpieczeństwa nie będzie już dla Ciebie problemem. Jednak pamiętaj, że artykuł ten nie stanowi wykładni praw i bezwzględnie sprawdź aktualne przepisy.

Jeśli zastanawiasz się aktualnie nad projektowaniem ścieżki gazowej do palnika – przeczytaj ten artykuł.

Artykuł Jak zaprojektować wyrzut z zaworu bezpieczeństwa pochodzi z serwisu .

Wszędzie gdzie mamy do czynienia z mediami palnymi występują lub mogą wystąpić strefy zagrożenia wybuchem. Zagadnienia z tego zakresu precyzyjnie omówione są w normie PN-EN IEC 60079-10-1 Atmosfery wybuchowe. Część 10-1: Klasyfikacja przestrzeni. Gazowe atmosfery wybuchowe.

W poniższym artykule skupiam się na atmosferach wybuchowych występujących przy gazie ziemnym, ale również pokażę, czym aktualnie się zajmujemy i jakiego oprogramowania używamy.

Pierwsza część artykułu to czysta teoria i przypomnienie podstawowych zagadnień. Jeśli je pamiętasz, to pomiń część pierwszą i przejdź od razu do części drugiej. Druga część to konkretne przykłady, z którymi spotykam się bardzo często przy projektowaniu kotłowni, czy stacji gazowych I i II stopnia. Trzecia część artykułu, to coś, czego NIE CZYTAJ jeśli nie interesują Cię nowinki techniczne. Jeśli dodatkowo chcesz “zaglądnąć” do moje biura to część trzecia jest dla Ciebie.

Zatem – RUSZAJMY!

CZĘŚĆ 1

Troszkę być może przynudzę, ale uważam, że warto zrobić małą powtórkę i zrobić fundament do dalszych rozważań.

Kilka ważnych zwrotów, które warto rozumieć (zaczerpnięte z normy PN-EN IEC 60079-10-1):

wybuchowa atmosfera gazowa to mieszanina z powietrzem, w warunkach atmosferycznych, substancji palnych w postaci gazu lub pary, która po zapaleniu umożliwia samopodtrzymujące się rozprzestrzenianie płomienia

Strefa 0 obszar, w którym atmosfera wybuchowego gazu jest obecna w sposób ciągły, przez długi czas lub często

Strefa 1 obszar, w którym podczas normalnej pracy może sporadycznie wystąpić atmosfera wybuchowa

Strefa 2 obszar, w którym atmosfera gazu wybuchowego prawdopodobnie nie wystąpi podczas normalnej pracy, ale jeśli wystąpi, będzie istnieć tylko przez krótki czas

zasięg strefy odległość w dowolnym kierunku od źródła uwolnienia do miejsca, w którym mieszanina gazu i powietrza zostanie rozcieńczona powietrzem do stężenia poniżej dolnej granicy palności.

Zwróć, proszę uwagę w tym miejscu, że przywołana norma nie operuje pojęciami DGW (dolna granica wybuchowości) jak GGW (górna granica wybuchowości). Jeśli natomiast przejdziesz do dalszej części artykułu to świadomie posługiwać się będę określeniem DGW i GGW.

Standard Gazowniczy ST-IGG-0401:2015 Sieci Gazowe, do którego zakupu Ciebie zachęcam, określa powyższe pojęcia następująco:

strefa 0 przestrzeń, w której gazowa atmosfera wybuchowa występuje ciągle lub w długich okresach

strefa 1 przestrzeń, w której pojawienie się gazowej atmosfery wybuchowej jest prawdopodobne w warunkach

normalnej pracy

strefa 2 przestrzeń, w której w warunkach normalnej pracy nie jest prawdopodobne pojawienie się gazowej atmosfery wybuchowej, a jeżeli pojawi się ona rzeczywiście, to tylko rzadko i tylko na krótki okres

Warto również na wstępie uświadomić sobie bardzo ważną kwestię. Kształt strefy zagrożenia wybuchem będzie inny dla różnych mediów. Strefa ta w przypadku gazu pod wysokim ciśnieniem będzie przypominała np. odwrócony stożek, w przypadku niskiego ciśnienia może przybrać kształt walca. Jeszcze zupełnie inaczej będzie w przypadku wycieku czynnika cięższego od powietrza, wówczas strefa może przybrać kształt odwróconego grzyba, gdzie jej zasięg będzie się rozszerzał na poziomie podłoża.

Skupiając się jednak na gazie ziemnym, a dokładnie na jego najważniejszym składniku – metanie, warto abyśmy od razu przeszli do konkretów i konkretnych wskazówek

Część 2

W co warto się zaopatrzyć w przypadku gazu ziemnego?

Warto kupić standard gazowniczy ST-IGG-0401:2015 Sieci Gazowe. Strefy Zagrożenia Wybuchem. Ocena i Wyznaczanie

Standard ten operuje dobrze znanymi pojęciami DGW i GGW. Przywołując fragment standardu gazowniczego, warto zapoznać się z poniższym:

Przyjmuje się, że podobnym rodzajom urządzeń sieci gazowej, będących źródłami emisji gazu, przyporządkowuje się umowny charakterystyczny dla nich sposób rozpraszania gazu, podany niżej:

rozpraszanie naturalno-turbulentne następuje ze szczelin (nieszczelności typowych) takich urządzeń (elementów uzbrojenia sieci gazowej) jak:

połączenia kołnierzowe,
połączenia gwintowe,
połączenia zaciskowe,
obudowy sprężarek gazu,
obudowy reduktorów i regulatorów ciśnienia,
dławice armatury zaporowej, upustowej, regulacyjnej, itp.
czyli tam, gdzie rozpraszanie ze źródeł emisji następuje przypadkowo, z reguły
w wyniku niedoskonałych konstrukcji urządzeń, oraz z:
otworów w przegrodach budowlanych pomieszczeń zagrożonych wybuchem
i szafek gazowych;

rozpraszanie strumieniowe następuje z otworów wylotowych rur upustowych takich urządzeń jak:

zespoły zaporowo-upustowe,
zawory bezpieczeństwa upustowe,
zawory odpowietrzające (odgazowujące),
zawory spustowe,
odwadniacze,
filtry, filtroseparatory, itp.
czyli tam, gdzie prędkość wypływu gazu ze źródła emisji jest duża a rozpraszanie ze źródeł
emisji następuje w sposób zamierzony, z reguły w wyniku czynności eksploatacyjnych.

Jak zatem poradzić sobie z obliczeniem zasięgu stref zagrożenia wybuchem?
Z pomocą przychodzą wzory określone w standardzie gazowniczym.
Poniżej skupiam się na dwóch przypadkach, z którymi mam do czynienia najczęściej, tj. z wydmuchy z rurociągów i od połączeń rozłącznych.

Wydmuchy z rurociągów (rozpraszanie strumieniowe)

Jeśli ciśnienie w źródle (np. w rurociągu) jest wyższe lub równe niż 0,085 MPa (0,85 bara), wówczas kształt strefy przyjmuje postać stożka, którego podstawa jest styczna z kulą, której środek jest tym samym punktem co wierzchołek stożka. W przekroju bocznym będzie to więc trójkąt z okręgiem, stycznym do podstawy trójkąt. Wierzchołek trójkąta to środek okręgu. Podstawa stożka jest u ujścia rurociągu. Promień stożka wynosi Zs, a promień kuli Zr.

gdzie:
Zr zasięg strefy zagrożenia wybuchem w kształcie kuli, wyrażony w metrach
Zs zasięg strefy zagrożenia wybuchem u podstawy stożka, wyrażony w metrach
F powierzchnia przekroju otworu będącego źródłem emisji gazu, wyrażona w milimetrach kwadratowych
Pr ciśnienie (robocze) gazu w źródle emisji, wyrażone w megapaskalach
s średnica otworu wylotowego rury upustowej lub ograniczającej wylot zwężki, armatury itp., wyrażona w milimetrach

Jeżeli natomiast ciśnienie w źródle emisji jest niższe niż 0,085 MPa (0,85 bara), wówczas powyższe wzory przyjmują postać:
Z=Zr=0,13 x xd
Z=Zs=0,175 x xd
Oznaczenia jak wyżej

Dodatkowo należy pamiętać, że dookoła ujścia rury wydmuchowej dowolnej średnicy wyznacza się strefę 1 zagrożenia wybuchem w postaci kuli o promieniu 1 m niezależnie od ciśnienia w źródle.

Co zatem się stanie w przypadku różnych ciśnień i różnych średnic rurociągu – zobacz proszę na poniższą tabelę:

Dlaczego jest to istotne? Jeśli czytałeś poprzedni artykuł o ścieżkach gazowych średniego ciśnienia, to zapewne pamiętasz, że ze ścieżki należy wyprowadzić rurę upustową i to nie jedną. Zasięg stref zagrożenia wybuchem będzie więc determinował miejsce wyprowadzenia takiej rury z dala od otworów (np. wywietrzaków), czy urządzeń nie przystosowanych do pracy w strefach zagrożenia wybuchem (np. jedn. zewn. klimatyzatora).
To jeden z przykładów, ale inny przykład to wydmuch z zaworu upustowego stacji gazowej I stopnia. Stacja taka musi być ogrodzona w sposób zapewniający objęcie ogrodzeniem wszelkich stref zagrożenia wybuchem. Dlaczego? Wyobraź sobie człowieka pracującego w szczerym polu przy żniwach i robiącego sobie przerwę na papieroska przy ogrodzeniu stacji, w której dochodzi do otwarcia zaworu upustowego, a ogrodzenie jest zbyt blisko wydmuchu. Ten papieros może być ostatnim!

Połączenia rozłączne (rozpraszanie naturalno – turbulentne)

Zasięg takiej strefy należy wyznaczyć w oparciu o wzór:

gdzie:
Z – zasięg strefy zagrożenia wybuchem, wyrażony w metrach
V – wydajność źródła emisji gazu, wyrażona w metrach sześciennych normalnych na godzinę

W zależności od ciśnienia w źródle emisji wydajność źródła V obliczyć należy z innych wzorów
Dla ciśnienia równego i niższego niż 0,05 MPa należy skorzystać ze wzoru:

gdzie:
F – powierzchnia przekroju otworu będącego źródłem emisji gazu, wyrażona w milimetrach kwadratowych
Pr – ciśnienie (robocze) gazu w źródle emisji, wyrażone w megapaskalach

Dla ciśnienia w źródle większego i równego 0,1 MPa należy skorzystać ze wzoru:

Oznaczenia identyczne jak poprzednio.

Jeśli ciśnienie w źródle będzie wynosiło pomiędzy 0,05, a 0,1 MPa wówczas wydajność źródła emisji gazu należy i ostatecznie zasięg strefy zagrożenia wybuchem otrzymuje się poprzez interpolację liniową wyników  z obliczeń z powyższych wzorów.

Jak zatem obliczyć powierzchnię F?

Standard zaleca aby zmierzyć taką powierzchnie w praktyce i wówczas tok postępowania jest trochę bardziej skomplikowany i odsyłam Cię do standardu. Jeżeli jednak nie ma takich możliwości, to należy przyjmować powierzchnię równą 0,25 mm2, co jest najczęściej spotykaną praktyką przy obliczeniu zasięgu stref od połączeń rozłącznych.

Jeśli przeliczysz sobie np. rozszczelnienie połączenia kołnierzowego przy ciśnieniu 5,5 MPa, to zasięg takiej strefy wyniesie 1,6 m, jeśli natomiast przyjmiesz wartość ciśnienia na poziomie 0,5 MPa, co jest częste przy ścieżkach gazowych palników przemysłowych, to wówczas strefa wyniesie 0,5 m. Zwracaj więc uwagę gdzie lokujesz ścieżkę gazową w projekcie.

Część 3

Obiecałem na początku artykułu „wpuścić” Ciebie do mojego biura…, więc zapraszam na „krótką wizytę”. Obecnie skierowaliśmy nasze działania w kierunku wodoru. Z wodorem problemów jest kilka. Zakres jego wybuchowości w mieszaninie z powietrzem jest znaczny. Nie ma w Polsce wytycznych w zakresie stref zagrożenia wybuchem. Korzystamy w tym zakresie z doświadczeń Amerykańskich.

Poszukiwania wiedzy doprowadziły nas natomiast do ciekawego oprogramowania firmy Gexcon. Chodzi mi dokładnie o program FLACS. Oprogramowanie jest wręcz niesamowite. Można w nim symulować rozprzestrzenianie się chmury np. wodoru z wydmuchu, wentylacji, w zasadzie od wszystkiego co wymyślisz. Jeśli zasymulujesz w programie, że źródłem wodoru jest butla o pojemności np. 100 litrów, ciśnienie wynosi np. 300 bar i dochodzi do rozszczelnienia o powierzchni 0,25 mm2 to program przeprowadzi symulację rozprzestrzeniania się chmury przy uwzględnianiu zmniejszania ciśnienia w butli w funkcji czasu. Dodatkowo w oprogramowaniu możesz wprowadzić kierunki wiatrów jakie występują w danym miejscu przez co symulacja będzie odpowiadać realnym warunkom. Taką samą symulację można przeprowadzić dla każdej praktycznie dowolnej substancji bądź mieszaniny. Dodatkowo można przeprowadzić symulacje pożarowe, czyli zasięg płomienia. W przestrzeni można narzucić dowolną ilość punktów pomiarowych, w których można narzucić zapis np. temperatury, ciśnienia itp. Poniżej zamieściłem obraz z przykładowej symulacji wycieku wodory z wiązki butli.

Jeśli zainteresował Ciebie ten program to miej świadomość, że jego cena może być niestety zaporowa. Zakup oprogramowania wiąże się z koniecznością zakupu szkolenia – koszt szkolenia online dla 2 osób to 4375 Euro. Zakup 6 miesięcznej licencji to 11386 Euro. Cena nie jest niska ale możliwości oprogramowania, nie boję się użyć tego słowa, kosmiczne!

Mam nadzieję, że powyższy artykuł będzie dla Ciebie pomocny jeśli chodzi o prowadzenie rozważań o strefach zagrożenia wybuchem.

Pamiętaj aby rzed wdrożeniem poniższych wytycznych sprawdź proszę czy są aktualne.
Autor artykułu nie ponosi odpowiedzialności za błędną interpretację aktualnych przepisów.

Jeśli zastanawiasz się aktualnie nad projektowaniem ścieżki gazowej do palnika – przeczytaj ten artykuł.

Artykuł Strefy zagrożenia wybuchem pochodzi z serwisu .

Większe kotły opalane gazem mają odrębnie dostarczany palnik, a co za tym idzie to i ścieżkę gazową. Do najpopularniejszych producentów palników na rynku Polskim zaliczyć można Riello, Weishaupt oraz Saacke. Pierwszy rzut oka na palnik pozwala zidentyfikować markę palnika, to zupełnie podobnie jak z pompami. Założę się, że ty również momentalnie odróżniasz pompę Wilo od Grundfosa czy LFP, pewnie nawet nie musisz do niej podchodzić.

Palniki kotłów większych mocy zasilane są już średnim ciśnieniem, a więc z przedziału 1 – 5 bar (tak, pamiętam, że definicja średniego ciśnienia jest szersza, ale przedział ten podałem z praktyki).

Ścieżka gazowa palnika – na co należy zatem zwrócić szczególną uwagę przy projektowaniu?

Aspekt 1

Sprawdź ciśnienie gazu określone w warunkach przyłączenia wydanymi przez dostawcę gazu. Przykładowy zapis na poniższym zdjęciu.

Wartość ta jest szalenie istotna dla dostawcy ścieżki gazowej w celu jej poprawnego doboru.

Aspekt 2

Sprawdź, z której strony kotła planujesz montaż ścieżki gazowej, czy z lewej, czy z prawej strony kotła. Wynika to przede wszystkim z dostępnego miejsca i kierunku z którego podejdziesz instalacją gazową. Strona montażu jest istotna z uwagi na wyposażenie ścieżki gazowej w odpowiednim wykonaniu.

Aspekt 3

Gdy otrzymasz dobór ścieżki od dostawcy, nie wahaj się jej wrysować! Wysokość montażu ścieżki gazowej powinna być taka, aby podejście do palnika odbywało się bez zbędnych załamań. W typowych rozwiązaniach firm Riello i Weishaupt podejście do palnika jest od dołu. Swobodnie możesz więc założyć, że od przyłącza palnika odejdziesz kolanem 90 stopni do poziomu i to będzie poziom montażu ścieżki gazowej.

Typowy układ ścieżki gazowej przedstawiłem na poniższym rysunku – rysunek pochodzi z zeszytu “Info – Informacja na temat regulatorów ciśnienia” wydanego przez Weishaupt.

1 – kulowy zawór odcinający

2 – filtr gazu

3 – odcinający zawór bezpieczeństwa (SBV)

4 – regulator ciśnienia

5 – wydmuchowy zawór bezpieczeństwa (SBV)

6 – kompensator

7 – kołnierz redukcyjny (nie zawsze stosowany)

8 – manometr

9 – przewód wydmuchowy

10 – przewód oddechowy regulatora ciśnienia.

Rysunki poszczególnych komponentów powinieneś dostać od dostawcy

Aspekt 4

Pamiętaj o rurkach wydmuchowych! Są to elementy, o których często się zapomina w projektach, a są to elementy bardzo ważne pod kątem bezpieczeństwa.

W instrukcji regulatora ciśnienia sprawdź, czy wymagane jest wyprowadzenie przewodu oddechowego (poz. 10)  regulatora (poz. 4) w bezpieczne miejsce na zewnątrz budynku. Przewód ten pełni dwojaką funkcję. Po pierwsze ma umożliwić zasysanie powietrza do przestrzeni nad membraną regulatora. Druga funkcja to możliwość odprowadzenia gazu w przypadku pęknięcia membrany regulatora. 

Jak podaje w swoich wytycznych firma Weishaupt, to średnica tej rurki powinna być dostosowana nie tylko do średnicy przyłącza, ale również do jej długości wg. poniższej zależności:

DN15 – przy długości do 3m

DN20 – przy długości do 5 m

DN25 – przy długości powyżej 5 m do 30 m.

Drugi rurociąg wydmuchowy (poz. 9)  musisz koniecznie wyprowadzić od wydmuchowego zaworu bezpieczeństwa – poz. 5 na powyższym rysunku. Przewód ten ma za zadanie odprowadzić gaz ziemny w przypadku otwarcia zaworu wydmuchowego. Wylot z rurociągu bezwzględnie należy wyprowadzić na zewnątrz budynku.

Aspekt 5

Ujścia z rurociągów wydmuchowych zakończ bezpiecznikiem ogniowym – producentem takich bezpieczników jest np. firma Polde. Obrazowo tłumacząc, bezpiecznik ogniowy to zakończenie rurociągu z klapką przeciwdeszczową, która uchyla się przy wypływie medium z rurociągu. Działa to zupełnie podobnie jak wydmuch spalin z ciężarówki na amerykańskich filmach. Bezpiecznik, bezpiecznikiem, ale pamiętaj bezwzględnie, że od bezpieczników ogniowych wyznaczyć należy strefy zagrożenia wybuchem! Strefa w przestrzeni będzie miała różne wymiary, ale z całą pewnością będzie wyglądała jak stożek, którego środek podstawy znajduje się idealnie na wylocie z bezpiecznika. Szczyt stożka to z kolei środek kuli, która jest styczna do podstawy stożka. Promień podstawy stożka i promień kuli możesz obliczyć na podstawie standardu gazowniczego ST-IGG-0401 “Sieci Gazowe Strefy Zagrożenia Wybuchem Ocena i Wyznaczanie”.

Sposób wyznaczania strefy zagrożenia wybuchem od rur wydmuchowych omawiam w odrębnym wpisie.

Mam nadzieję, że dzięki powyższym wskazówkom projektowanie ścieżek gazowych stanie się nieco łatwiejsze.

Artykuł Ścieżka gazowa palnika pochodzi z serwisu .

W pamięci utkwiła mi wizyta w jednych z największych zakładów chemicznych w naszym kraju. Przebywałem akurat przy nowej turbinie gazowej, a dokładnie przy jej układach pomocniczych, w oczy rzuciły mi się dwie kwestie. Pierwsza – cała instalacja była praktycznie nowa i sprawiała naprawdę piorunujące wrażenie. Druga – instalacja z klejonego PCV (zdaje się wody chłodzącej) wyglądała bardzo, ale to bardzo dziwnie. Abyś mógł sobie lepiej wyobrazić, co zobaczyłem, to przywołaj sobie proszę w pamięci, jak wyglądają takie instalacje. Rury wprowadza się do wnętrza kształtek, przez co kształtki wyglądają na znacznie pogrubione od rurociągów.

Dokładnie, tak to powinno wyglądać!

Ale… jak się zapewne domyślasz, coś musiało zwrócić moją uwagę…

Rury były całe napęczniałe, wyglądały podobnie jak sznurek serdelków, które notabene uwielbiam ?. Zapytałem niezwłocznie towarzyszącego mi inżyniera: Co tu się wydarzyło?

Wie Pan, mieliśmy awarię, doszło do przebicia wymiennika i para poszła w rurociągi wody chłodzącej.

Już się chyba domyślasz…

Para mająca grubo ponad 100 stopni Celsjusza przedostała się do rurociągów tworzywowych  PCV! Wygląd tej instalacji naprawdę był ciekawy! Obok w pocie czoła uwijała się ekipa remontowa, która to przystąpiła do wymiany instalacji.

Dzisiejszy wpis jest mocno powiązany z destrukcyjnym oddziaływaniem gorących czynnik na instalację. Dokładnie chodzi o kanalizację.

Z poniższego artykułu dowiesz się:

Jak zaprojektować studnię schładzającą

Jak zbudować studnię schładzającą,

Dlaczego stosować studnię schładzającą

Przeczytaj poniższy wpis, który jest inspiracją do projektowania studni schładzających. Sama idea studni schładzającej sprowadza się do ochłodzenia ścieków generowanych, w naszym przypadku, w kotłowni lub węźle cieplnym do temperatury bezpiecznej dla zewnętrznego systemu kanalizacyjnego. Pisząc o bezpieczeństwie, mam na myśli bezpieczeństwo dla materiałów instalacji (kształtki, rury, uszczelki), a także dla tego wszystkiego, co dalej, np. bezpieczeństwo zakładowej oczyszczalni ścieków.

Ok. W takim razie wyobraź sobie kotłownię lub węzeł cieplny. Wybierz to, nad czym aktualnie pracujesz. W pomieszczeniach źródeł ciepła mamy wiele miejsc, z których konieczne będzie odprowadzenie spustów, czy popłuczyn. Do takich miejsc należą z całą pewnością:

• króćce spustowe kotłów,
• króćce spustowe przy wymiennikach,
• króćce spustowe z filtroodmulaczy, sprzęgieł hydraulicznych, rozdzielaczy,
• króćce spustowe z różnego rodzaju zbiorników, np. buforów ciepła, zasobników, itp.,
• zmiękczaczy jonowymiennych,
• stacji odwróconej osmozy,
• schładzaczy odmulin i odsolin,
• odprowadzenia kondensatu z kominów.

Ideą układu odprowadzenia wód z wyżej wymienionych punktów jest ich bezrozlewowe odprowadzenie do kanalizacji podposadzkowej i dalej do studni schładzającej.

Jedynym elementem zabezpieczającym dalszą instalację przed odpływem gorących ścieków jest właśnie studnia schładzająca. Jest to szalenie ważny element i niekiedy dość problematyczny w projektowaniu.

Z mojego doświadczenia, przy projektowaniu studni schładzającej pierwszy poważny problem to jej pojemność. Zgodnie z zapisami normy PN-B-02431-1:1999 Ogrzewnictwo – Kotłownie wbudowane na paliwa gazowe o gęstości względnej mniejszej niż 1 – Wymagania punkt 2.3.11 musimy zapewnić: ”….urządzenia umożliwiające schładzanie i odprowadzanie wody o pojemności co najmniej równej pojemności wodnej największej jednostki kotłowej.” CO zatem w przypadku kotłów o mocy kilku lub kilkunastu MW? Pojemność tych kotłów to niejednokrotnie dziesiątki metrów sześciennych. Teraz zapewne odezwą się głosy, ale przecież przywołana przez ciebie norma dotyczy kotłowni o mocy do 2000 kW – tak! Jednak wychodzę z założenia, że w projektowaniu liczy się zdrowy rozsądek. Warto więc podpierać się dobrymi praktykami.

Problem nr 1 – pojemność studni

Problem nr 2 – lokalizacja studni. W małych kotłowniach czy węzłach cieplnych nie powinieneś mieć większych problemów z lokalizacją studni schładzającej. W większych obiektach może z tego wyniknąć spory problem! Wychodzi z DTR kotła, że studnia powinna mieć kilka metrów sześciennych, a mamy kiepskie grunty, wysoki poziom wód gruntowych, brak miejsca w rzucie, itd.

Co wówczas zrobić?

Myślę, że warto wprowadzić:

Podział studni

grawitacyjne (bez wtrysku wody)

z wtryskiem wody,

hybrydowe.

Poniżej opisuję każdą z tych grup, ich budowę, wady, zalety oraz podaję konkretne wskazówki do ich projektowania.

Studnie grawitacyjne (bez wtrysku wody)

Jest to najprostszy sposób schładzania ścieków. Mianowicie studnię tego typu zaprojektuj tak, aby ścieki dopływały do niej w jej górnej części, a odpływ realizowany był poprzez pionową rurę znad jej dna. Wykorzystasz w ten sposób efekt ochładzania wody i wypierania wody ochłodzonej, która z racji większej gęstości będzie gromadziła się przy dnie studni. Woda gorąca wpływająca do studni będzie natomiast rozścielała się po lustrze wody. Poniżej zamieściłem rysunek poglądowy studni, dokładnie przekrój pionowy. Kolorami oznaczyłem przepływ ścieków.

Czerwony rurociąg – dopływ gorących ścieków

Zielona strzałka – wypływ ochłodzonych ścieków

Niebieski rurociąg – odpływ ochłodzonych ścieków

Szalenie istotna wskazówka: zwróć proszę uwagę, na zorganizowanie odpływu wody, dokładnie na trójnik przy odpływie wystawiony powyżej dopływu z otwartym ujściem. Ma on za zadanie uniemożliwiać lewarowanie odpływu, czyli wyssanie całej wody ze studni. Dodatkowo jego wyprowadzenie powyżej napływu ma uniemożliwiać napływ gorących ścieków przez jego otwartą część.

Studzienkę możesz zaprojektować z kręgów betonowych, ważne jest, aby układ kanalizacji podposadzkowej był wykonany z rur odpornych na wysoką temperaturę. Osobiście bezpośrednio za ścianą studni schładzajacej preferuję zmianę materiału np. na PCV

Zalety studni grawitacyjnej:

• brak elementów ruchomych
• prosta konstrukcja
• tania w realizacji przy małej pojemności
• tania i bezproblemowa eksploatacja
• nie wymaga doprowadzenia wody chłodzącej

Wady studni grawitacyjnej:

• niekiedy znaczna wymagana pojemność studni, co może dyskwalifikować takie rozwiązanie,
• przy ciągłym napływie gorącej wody może nie spełniać swojej funkcji.

Studnie z wtryskiem wody

Ten typ studni schładzających stosuj wszędzie tam, gdzie nie możesz pozwolić sobie na zwykłą studnię, np. poprzez brak miejsca lub na skutek bardzo dużej pojemności kotłów. Największa hala kotłów, jaką miałem okazję współprojektować była przeznaczona do montażu 2 kotłów wysokotemperaturowych o mocy 20MW i jednego o mocy 12MW. Ograniczeniem w stosowaniu tego typu studni to konieczność doprowadzania wody chłodzącej wraz z układem pomiarowym temperatury i zaworem np. elektromagnetycznym dopuszczającym wodę chłodzącą. Studnię taką możesz zaprojektować identycznie jak w poprzednim przypadku lecz, na kanale odpływowym zaprojektuj termostat współdziałający z zaworem elektromagnetycznym dopuszczającym wodę do studni.

Zalety studni z wtryskiem wody:

• tania w realizacji przy dużych źródła ciepła
• całkowite bezpieczeństwo schłodzenia wody
• mała pojemność  porównaniu ze zwykłą studnią bez wtrysku wody

Wady studni z wtryskiem wody:

• stopień skomplikowania (układ pomiarowy temperatury i elektrozawór)
• konieczność doprowadzenia wody chłodzącej
• koszty eksploatacyjne związane ze zużyciem wody chłodzącej

Studnie hybrydowe

Ten typ studni dwóch powyższych rozwiązań. Zaprojektuj studnię składającą się z dwóch niezależnych zbiorników np. w formie prostopadłościennego, żelbetowego dwukomorowego zbiornika. Pierwszą komorę zaprojektuj jako zwykłą studnię bez wtrysku wody, gdzie woda na skutek czasu przetrzymania samoistnie się ochłodzi. Ochłodzona woda przepływać będzie dopiero dalej do drugiej komory, która może być mniejsza i dopiero z niej odpływać będzie do zewnętrznego systemu. Wówczas dopiero w drugiej komorze zaprojektuj wtrysk wody chłodzącej.

Zalety studni hybrydowych:

• tania w realizacji przy dużych źródła ciepła
• całkowite bezpieczeństwo schłodzenia wody
• mała pojemność  porównaniu ze zwykłą studnią bez wtrysku wody
• przy dobrym doborze pojemności może praktycznie nigdy nie dochodzić do wtrysku wody chłodzącej

Wady studni hybrydowych:

• stopień skomplikowania (układ pomiarowy temperatury i elektrozawór)
• konieczność doprowadzenia wody chłodzącej
• koszty eksploatacyjne związane ze zużyciem wody chłodzącej
• większe wymiary w porównaniu do studni z wtryskiem wody

Dobór wielkości studni

Ostatnia kwestia to dobór wielkości studni. Powiem prosto z mostu, z mojego doświadczenia… Przy małych układach dobieram studnię na pojemność największego kotła. Przy średnich układach stosuję zasadę, że pojemność studni wynosi nie mniej niż połowa pojemności największego kotła. Do małych i średnich układów stosuję studnie bez wtrysku wody. Natomiast przy dużych układach zawsze skłaniam się do rozwiązań opartych o wtrysk wody.

Jeszcze szalenie istotna wskazówka:

Jeśli masz problemy z grawitacyjnym odprowadzaniem ścieków, to zaprojektuj studnię schładzającą z pompą. Pompę możesz umieścić w studni schładzającej, wówczas dobierz pompę odporną na wysoką temperaturę. Możesz również za studnią schładzającą zaprojektować zwykłą studzienkę z pompą, wówczas nie będziesz musiał stosować pompy odpornej na wysoką temperaturę.

Podsumowanie

Przeanalizuj pojemność kotłów w źródle ciepła,

Sprawdź możliwości lokalizacji studni i warunki gruntowe,

Rozważ możliwość zastosowania wtrysku wody,

Wybierz najlepsze rozwiązanie i do dzieła!

Żywię głębokie przekonanie, że powyższy artykuł będzie doskonałą inspiracją do lepszego projektowania studni schładzających i wyniesienia tego małego wycinka projektu na wyższy poziom.

Zawiesił Ci się AutoCAD, nadpisałeś nowsze pliki starszymi — jeszcze nie wszystko stracone! Przeczytaj ten artykuł. Wskazuję w nim jak wybrnąć z krytycznej sytuacji.

Abyś był na bieżąco ze wszystkimi wpisami dotyczącymi projektowania oraz pracy w AutoCAD, zapisz się na newsletter. Raz w tygodniu otrzymasz ode mnie ciekawostki oraz inspirujące wskazówki jak usprawnić swoją pracę.

Artykuł Studnia schładzająca – jak ją poprawnie zaprojektować i wykonać? pochodzi z serwisu .