Technické zadání pro rekonstrukci strojovny chladicího zařízení zimního stadionu Louny

Transkript

1 1 Současný stav chladicího zařízení Chladicí zařízení zimního stadionu v Lounech je chladicí zařízení s nepřímým způsobem chlazení s primárním čpavkovým okruhem, s pístovými kompresory, odpařovacím kondenzátorem a sekundárním okruhem s teplonosnou látkou. Chladicí zařízení je osazeno pístovými kompresory 4VN150Az výrobního programu ČKD Kompresory z roku 1970 a 1971, odlučovačem čpavku s deskovým výměníkem pro chlazení solanky R. V roce 2018 byl instalován, místo původního sprchového kondenzátoru, odpařovací Baltimore VXC205 s cirkulačním čerpadlem a úpravnou doplňovací vody. Cirkulační čerpadla solanky jsou původní z výrobního programu Sigma u 200 NHD LC Jako teplonosná látka je použita solanka R (roztok CaCl 2 s vodou a přídavkem inhibitorů koroze). Chladicí zařízení neobsahuje žádné zařízení pro využití odpadního tepla. Součástí dodávky odpařovacího kondenzátoru v roce 2018 bylo zařízení elektro a M+R v následujícím rozsahu: - zařízení elektro Toto zařízení bylo dodáno tak, aby ho bylo v budoucnu možno doplnit frekvenčními měniči pro regulaci otáček elektromotorů kondenzátoru. - zařízení M+R Součástí dodávky odpařovacího kondenzátoru byla dodávka nového rozvaděče MaR DT1 a moderního systému řízení technologických procesů (dále jen SŘTP) pro řízení technologie chlazení ledové plochy. Rozvaděč byl navržený (připravený) pro celou technologii chlazení včetně systému využití odpadního tepla. Vybavení (relé oddělovací i pomocná, ovladače a kontrolky, svorkovnice, kabeláže apod.) pouze pro část-odpařovací kondenzátor. Koncepce je moderní a splňuje uživatelské a bezpečnostní požadavky současných řídicích systémů (deník strojovny, grafy, deník událostí, nové diagramy, volba regulačního teploměru, parametrizace GSM brány, automatické záskoky čerpadel, dálkový dohled, komunikace s chytrými telefony apod.). Nový systém umožňuje také doplnit dálkový internetový dohled jak vedení ZS, tak i servisní organizace. Stavebně je rozvaděč stojanového u v rozměrech š x v x h (800x2000x400) a má dostatečnou prostorovou rezervu pro dostavbu. Dohledové pracoviště Pro obslužné a dohledové pracoviště slouží nový rozvaděč MaR v prostoru velína strojovny chlazení. Na rozvaděči jsou ovládací a signalizační prvky (Moeller) technologického zařízení a obslužný průmyslový terminál ve formě 19 dotykové obrazovky, na které je spuštěna vizualizace technologického procesu - pouze pro část odpařovací kondenzátor. 1

2 Ostatní obslužné a dohledové pracoviště budou aktualizovány po internetu nebo přes Ethernet. Popis řešení MaR - Řídicí systém Hardware Navržen pro celou technologii chlazení Terminál obsluhy Na panelu rozvaděče DT1 je instalována průmyslová 19 dotyková obrazovka pro obsluhu technologie Hardware Nový SŘTP, řídicí systém na bázi průmyslového počítače SofCon KITA9 vč. vstupních a výstupních modulů. Server Součástí rozvaděče DT1 je počítačový server v průmyslovém provedení bez pohyblivých dílů. GSM hlášení poruch Dodávka systému umožní zasílání vybraných poruch ve formě volání a SMS pomocí GSM modemu v dalších etapách. MaR - Řídicí systém Software Navržen pro celou technologii chlazení Řídící software technologie chlazení Dodávka řídícího software technologie chlazení, systému odpadního tepla a systému detekce úniku nebezpečných plynů - v rozsahu cca 30dB (pouze odpařovací kondenzátor) Vizualizační software technologie chlazení -vizualizační software technologie chlazení s grafickou prezentací měřených hodnot a parametrizací technologie, - software deníku strojovny chlazení - software pro vyhodnocení naměřených dat - software pro parametrizaci GSM Brány v rozsahu cca 30dB PC server Software WIN 7 profesional Systém umožňuje v dalších etapách: Detekce NH3, CO Vyhodnocovací ústředna vč. software jako součást nového řídicího systému umožní Emax Systém pro zamezení časového souběhu kompresorů s ohledem na energetickou špičku (II. etapa) Deník událostí Systém monitorující stavy technologie ve vizualizaci a zaznamenává je na disk PC serveru (II. etapa) Deník strojovny Systém pro automatický zápis měřených a stavových hodnot do PC (prezentace v tabulkách i v grafech) Vizualizační software síťová verze Na PC serveru je spuštěn vizualizační program Server a po síti může být zapojeno neomezený počet počítačů a je spuštěn vizualizační program Client. 2

3 Vizualizační software - dálkového dohled Na PC serveru je spuštěn FTP server pro distribuci dat po internetu, Jakýkoli uživatel po zadání přístupového hesla může sledovat technologii chlazení (II. etapa) Regulace Uživatelská 2 Předmět rekonstrukce chladicího zařízení Předmětem rekonstrukce strojovny chladicího zařízení budou následující části: 2.1 kompresory 2.2 deskový výměník pro ochlazování teplonosné látky 2.3 čerpadla teplonosné látky 2.4 výměna teplonosné látky 2.5 doplnění zařízení o část využívající odpadní teplo pro ohřev sněhové jámy 2.6 stavební část zahrnující úpravu základů kompresorů, vybudování přepážky a vytvoření samostatného skladu a dodávku bezpečnostní sprchy dle EN dodávka nového provozního a havarijního větrání strojovny 2.8 dodávka nového zařízení pro detekci úniku čpavku 2.9 Požadavky na montáž 2.10 zařízení elektro 2.11 zařízení M+R 2.12 Poznámky 2.13 Technická dokumentace nabídky 2.1 Kompresory Oba stávající kompresory budou demontovány a nahrazeny novými jednotkami moderní koncepce. Nové kompresory budou pístové, jednostupňové s přímým pohonem asynchronním elektromotorem. Budou vybaveny stupňovitou regulací vypínáním válců. Kompresory budou vybaveny odlučovačem oleje na výtlaku s automatickým přepouštěním oleje zpět do frémy kompresoru. Tímto řešením bude prakticky eliminován únos mazacího oleje do okruhu a s tím spojené problémy. To umožní demontovat bez náhrady venku stojící odlučovač a sběrač oleje. Dále budou kompresory vybaveny uzavíracími ventily na sání i výtlaku a zpětným ventilem na výtlaku. Soustrojí bude vybavena vlastním řídicím systémem, který bude jednak zajišťovat udržování zadaných parametrů (sací resp. výtlačný tlak) a jednak monitorovat důležité provozní parametry, signalizaci překročení jejich mezních hodnot a v havarijním případě odstaví kompresor. Řídicí systém bude schopen komunikace s nadřazeným řídicím systémem. Soustrojí budou umístěna na sanovaných a upravených základech po původních kompresorech 4 VN 150 A. 3

4 Parametry kompresoru: pístový jednostupňový chladivo čpavek vypařovací teplota -16 C přehřátí v sání 3 K kondenzační teplota +33 C chladicí výkon cca 214 kw nom. výkon motoru 90 kw (3x400V, 50 Hz) vybavení solenoidový ventil pro přepouštění oleje do vany, vyhřívání olejové vany počet kusů deskový výměník pro chlazení teplonosné látky Stávající deskový výměník bude demontován a nahrazen výměníkem novým stejné konstrukce. Výměník bude instalován pod odlučovač čpavku na místo výměníku stávajícího po úpravě potrubí čpavku a teplonosné látky. Parametry výměníku: deskový výměník tepelný výkon 420 kw pracovní tlak čpavku 2,27 bar abs vypařovací teplota čpavku -16 C teplonosná látka např. u Coolstar NG vst. teplota teplonosné látky -10 C výst. teplota teplonosné látky -12 C množství teplonosné látky kg/h počet kusů čerpadla teplonosné látky Parametry čerpadla odstředivé jednostupňové pracovní látka např. u Coolstar NGL-25 tlak na vstupu 1,2 až 1-6 bar abs provozní teplota -10 C rozsah teplot prac. látky -16 a ž +30 C průtok 55 l/s měrná energie 180 J/kg počet kusů 2 Pozn. Motor čerpadla musí umožnit provoz s měničem frekvence (není v dodávce čerpadla). 2.4 teplonosná látka Jako nová teplonosná látka bude použit např. Coolstar NGL-25 nebo propylenglykol. Teplonosná látka bude vodní roztok následujících složek spolu s inhibitory koroze: 4

5 octan draselný %hm mravenčen draselný 2 8 %hm glycerin 2 6 %hm benzoan sodný < 1 dusičnan sodný <= 0,5 dusitan sodný <= 0,5 množství 18 m 3 Teplonosná látka musí být netoxická, nehořlavá a nevýbušná látka. Z ekologického hlediska se jedná o směs lehce biologicky odbouratelných sloučenin, což znamená, že organické znečištění nepředstavuje riziko pro životní prostředí. Nepředstavuje také riziko pro vodní organismy. Je možné jej likvidovat v čistírnách odpadních vod (po naředění vodou). Součin měrné hmotnosti a měrného tepla je vyšší o cca o 9 % než u solanky, což znamená, že proti solance stačí pro přenos stejného tepelného výkonu o tuto hodnotu menší objemový průtok. To se projeví na snížení příkonu oběhových čerpadel. Z důvodu bezpečnosti bude použita směs s koncentrací začátku tuhnutí -25 C. V této souvislosti je třeba dodat, že i v případě, kdy se teplota teplonosné látky sníží pod tuto hodnotu (např. v případě odtlakování čpavkového prostoru výměníku na atmosférický tlak, kdy by teplota čpavku dosáhla -33 C), dojde pouze ke vzniku amorfní směsi (tzv. binární led), nikoliv pevné látky a nedojde tak k poškození výměníku. Expanzní nádoba teplonosné látky zůstane zachována. Pro teplonosnou směs, stačí, aby systém pracoval pod přetlakem cca 0,2 až 0,3 bar, což vyloučí pronikání kyslíku zvenčí do systému. To lze dosáhnout použitím stávající expanzní nádoby z plastu na pomocné ocelové konstrukci, která bude umístěna na stávající podpěrné konstrukci expanzní nádoby. Tím bude zajištěna potřebná hydrostatická výška. Teplonosná látka nesmí být závadná při styku se vzduchem, problém by mohl nastat pouze v případě vzájemného styku vzduchu, oceli a teplonosné látky. Proto lze stávající plastovou nádrž využít a to jak pro vytváření hydrostatické výšky, tak pro kompenzaci změny objemu náplně teplonosné látky vlivem změny provozních i skladovacích teplot. Dojde pouze k jejímu vyčištění, proplachu a rekonstrukci napojovacího potrubí na kolektor z haly do strojovny. Dále bude na nádrž doplněno dálkové měření hladiny, aby byla obsluha informována, zda je hladina dostatečná a ze systému nedochází k nekontrolovatelným únikům teplonosné látky. Odběr pro měření hladiny bude proveden ventilem DN 25 napojeným na drenážní linii. 2.5 zařízení pro využití odpadního tepla pro ohřev sněhové jámy Pro využití tepla přehřátých par na výtlaku kompresorů bude instalován do výtlačného kolektoru deskový výměník pro ohřev vody. V tomto výměníku budou čpavkové páry chlazeny na cca 40 C vodou. 5

6 Pokud by v limitních stavech při náběhu studeného zařízení přece jen došlo ke kondenzaci čpavku, bude potrubní systém za výměníkem řešen tak, aby došlo k jeho odloučení. Kapalina se poté přepustí přes plovákový ventil do nízkotlakého prostoru odlučovače čpavku chladiče teplonosné látky. Během normálního provozu je teplota ohřívané vody vyšší než kondenzační teplota odpovídající tlaku čpavku a ke kondenzaci nedochází. Pro rychlé odstavení výměníku od čpavkové strany v případě vysoké teploty ohřáté vody, nebo průniku čpavku do ohřívané vody bude výměník vybaven na vstupu elektricky ovládaným trojcestným ventilem, který nastaví průtok čpavkových par obtokem výměníku. Parametry výměníku: deskový výměník Chladicí výkon 81 kw pracovní tlak čpavku 13,7 bar abs výpočtový tlak čpavku 16 bar g vstupní teplota čpavku max. 130 C výpočtová teplota na straně čpavku 160 C Cirkulační množství - Voda 5,15 m3/h Teplota vstup/výstup +46 / +60 C pracovní přetlak vody 2 bar výpočtový přetlak na straně vody 6 bar výpočtová teplota na straně vody 90 C Poznámka: Rekuperátor dimenzován pro chod 2 ks kompresorů Akumulační nádrž: stojatá 1,5x1,6x2,5 m využitelný objem 5 m 3, materiál nerez Primární cirkulační čerpadlo: odstředivé čerpadlo pracovní látka voda teplota 5 až 85 C průtok 5,15 m3/h dopravní výška ~12 m kap. s počet kusů 1 Sekundární cirkulační čerpadlo: odstředivé čerpadlo pracovní látka voda teplota 5 až 85 C průtok 6,5 m3/h dopravní výška ~20 m kap. s počet kusů 1 Ohřívaná voda bude cirkulovat pomocí primárního cirkulačního čerpadla přes výměník čpavek-voda. Teplota v akumulační nádrži bude dálkově přenášena do velína. V nádrži bude rovněž hlídána hladina měřicím obvodem s přenosem signálu do velína. Tento okruh zajišťuje blokování spuštění ev. odstavení cirkulačních čerpadel v případě nízké hladiny v akumulační nádrži. 6

7 Ohřátá voda z akumulační nádrže bude cirkulovat pomocí sekundárního cirkulačního čerpadla přes topné registry (nerez) ve sněžné jámě dle návrhu nabízejícího. Pro případ nedostatečného množství odpadního tepla a tedy nízké teploty vody bude umožněn do topných registrů přívod teplé vody ze stávajícího potrubí, které je přivedeno z kotelny. Potrubí mezi strojovnou a sněžnou jámou bude vedeno kanály pro potrubí teplonosné látky a potom podél prvního stupně tribuny ke sněžné jámě. Stávající systém sprchování sněžné jámy vodou ze sprchového kondenzátoru bude zachován. 2.6 stavební část Stavební část bude zahrnovat úpravu základů kompresorů, vbudování přepážky a tím vytvoření samostatného skladu mezi velínem a vlastní strojovnou. V prostoru nového skladu srovnat podlahu. Dále bude obsahovat dodávku bezpečnostní sprchy dle EN 378. Vytvořená přepážka musí splňovat požadavky EN 378 a to zejména požární odolnost instalovaných dveří (1 hod.). Vybudování nových sacích otvorů pro větrání strojovny viz bod 2.7 Úprava stávajících základů pro kompresory bude následující: - ze základů budou odstraněny všechny přečnívající zbytky původního kotvení, tyto budou odříznuty a zbytek zbroušen do stávající roviny základu. - po očištění základu od případné kontaminace olejem bude na něm vybudován nový základ dle předpisu výrobce kompresoru. 2.7 provozní a havarijní větrání Vzhledem ke změně velikosti strojovny chlazení je nutno upravit provozní a havarijní větrání, které bude odpovídat požadavkům ČSN EN A1. S ohledem na to, že objem prostoru strojovny se zařízeními obsahujícími náplň čpavku je nyní menší je výkon dosavadního ventilátoru vyhovující ale vzhledem k jeho stáří je nutná jeho výměna, a to následujícím ventilátorem (dodávka technologie): Parametry: Axiální ventilátor Q 2 m3/s, stlačení 152 Pa průměr 500 nevýbušný Zone 2 II AT1 Tento ventilátor bude dvourychlostní a bude využit i pro provozní větrání. S ohledem na to, že z důvodu vybudování nové příčky ubydou 2 větrací otvory, budou tyto otvory doplněny do stávající strojovny. Jedná se o otvory o rozměru 180 x 275 mm (šířka x výška). Otvory budou opatřeny proti-dešťovou žaluzií a zakryty rámečkem se síťkou z drátu Ø 1mm s roztečí 4 mm s průtočnou plochou každý 0,027 m 2. 7

8 2.8 Zařízení pro detekci úniku čpavku Vzhledem ke změně velikosti a dispozice strojovny chlazení je nutno instalovat nové zařízení pro detekci úniku čpavku, které bude odpovídat požadavkům ČSN EN Požadavky na montáž, potrubí, armatury, tepelné izolace Potrubí Potrubí musí být před montáží vyčištěno, zbaveno konzervace, ne čistot, okují, rzi apod. Montáž je třeba provádět tak, aby nevzniklo v potrubí přídavné namáhání. Pro montáž potrubí kapalného čpavku a teplonosné látky o podnulových teplotách použít potrubní části z materiálů vhodných pro nízké teploty tj , , , Pro ostatní ocelové potrubí použít uhlíkovou ocel Přírubové spoje budou vodivě propojeny pomocí vějířových podložek minimálně vždy u dvou šroubů umístěných úhlopříčně Armatury Pro čpavek budou použity armatury navařovací. Pro teplonosnou látku a vodu pak armatury mezi-přírubové nebo závitové tepelné izolace Potrubí bude izolováno proti ztrátám tepla, chladu, nebezpečnému dotyku a orosování. Pro potrubí s teplotou -20 až +85 C a akumulační nádrž ohřáté vody bude použit materiál např. u Armaflex AF, nebo jiná izolace analogického u se stejnými tepelně technickými vlastnostmi. Pro teplé potrubí nad 85 C (výtlak kompresorů) minerální vlna např. Rockwool Požadavky na zkoušky Rozsah zkoušek zařízení před jeho uvedením do provozu bude stanoven projektem s respektováním požadavků uvedených v ČSN EN 378 a ČSN EN Zařízení elektro Stávající zařízení elektro bude rozšířeno o zařízení pro nové kompresory, cirkulační čerpadla teplonosné látky (bude obsahovat frekvenční měniče pro čerpadla), cirkulační čerpadla vody a ventilátor provozního a havarijního větrání. Ventilátor bude v nevýbušném provedení a bude zapojen tak, aby po vypnutí el. přívodu do strojovny, byl funkční Zařízení M+R Stávající zařízení M+R bude rozšířeno o zařízení pro ovládání nových kompresorů, cirkulačních čerpadel teplonosné látky, cirkulačních čerpadel vody, ventilátoru 8

9 provozního a havarijního větrání a nové detekce úniku čpavku. Zařízení bude doplněno o terminál v kanceláři ředitele ZS a o příslušný SW a vizualizace a dále o: - Detekci NH3, CO - Doplnění Emax - doplnění systému pro zamezení časového souběhu kompresorů s ohledem na energetickou špičku - doplnění deníku událostí Systém monitorující stavy technologie ve vizualizaci a zaznamenává je na disk PC serveru - doplnění deníku strojovny - doplnění systému pro automatický zápis měřených a stavových hodnot do PC (prezentace v tabulkách i v grafech) 2.12 Poznámky - Typy a výrobce jednotlivých komponent zvolí nabízející dle své zkušenosti. - demontované části chladicího zařízení dodavatel ekologicky zlikviduje a případné získané finanční prostředky (cena za šrot) převede ve prospěch investora. - Rovněž provede ekologickou likvidaci stávající teplonosné látky (solanka R) 2.13 Technická dokumentace nabídky Nabídka bude obsahovat následující technickou dokumentaci: - Technické listy jednotlivých strojů a aparátů (kompresory, čerpadla, výměníky) - výkonové parametry jednotlivých strojů a aparátů (kompresory, čerpadla, výměníky) V Praze Vypracoval: Ing. Jiří Matějka č. autorizace