Potrubí a potrubní sítě

Transkript

1 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory

2 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -průřez potrubí - trubky - materiál potrubí - spoje - antikorozní ochrana -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy

3 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - mezi trubkou a trubkou -spoje - mezi trubkou a zařízením -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy

4 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - mezi trubkou a trubkou - spoje - mezi trubkou a zařízením -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy - rozebiratelné - nerozebiratelné

5 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -změna velikosti objemového průtoku - armatury -změna velikosti tlaku - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy

6 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury -změna směru toku - tvarovky - změna průtočného průřezu - upevnění potrubí -větvení potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy

7 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy - podpory - závěsy -kotvy

8 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy

9 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy

10 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy Doplňující části potrubí

11 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy Doplňující části potrubí - ochranná zařízení - kontrolní zařízení - pomocná zařízení -meřící zařízení

12 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy Doplňující části potrubí - ochranná zařízení - kontrolní zařízení - pomocná zařízení -meřící zařízení - filtry -kalníky -nátěry - tepelné izolace

13 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy Doplňující části potrubí - ochranná zařízení -kontrolnízařízení - pomocná zařízení -meřící zařízení - ukazatele proudění

14 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy Doplňující části potrubí - ochranná zařízení - kontrolní zařízení - pomocná zařízení -meřící zařízení - dálkové ovládání armatur

15 Potrubí a potrubní sítě - doprava tekutin - přenos energií - doprava pevných látek (pneumatická doprava) - konstrukce Hlavní části potrubí -trubky - spoje -armatury - tvarovky - upevnění potrubí - kompenzátory - vyprazdňovací soupravy Doplňující části potrubí - ochranná zařízení - kontrolní zařízení - pomocná zařízení -meřící zařízení -průtok - teplota -tlak

16 Základní parametry potrubí jmenovitá světlost DN -približně vnitřní průměr potrubí v mm pracovní přetlak P P jmenovitý tlak P n pracovní teplota t nejvyšší pracovní přetlak P Pmax výpočtový přetlak P zkušební přetlak P z výpočtová teplota t v zkušební teplota t z -přetlak při provozu zařízení [MPa] -největší pracovní přetlak při teplotě 20 C [MPa] - teplota tekutiny při provozu [ C] -při dané teplotě lze trvale provozovat [MPa] - nejvyšší přetlak z hlediska pevnosti tělesa armatury [MPa] -přetlak zkušební tekutiny pro zkoušky potrubí [MPa] - střední teplota tekutiny, se kterou je součást armatury ve styku [ C] - teplota zkušební tekutiny při zkouškách [ C]

17 Doporučené střední rychlosti v potrubí Proudící látka Střední rychlost [m.s -1 ] voda 1 3 voda (místní síť) 0,6 0,8 olej 1 2 plyn o nízkém tlaku 3 10 plyn o vysokém tlaku 5 15 stlačený vzduch 3 10 sytá pára přehřátá pára 30-60

18 Typy potrubí - podle dopravovaného materiálu - podle materiálového provedení - podle způsobu spojování potrubních dílů a armatur (funkce provozních podmínek) - podle pracovního tlaku a teploty

19 Materiál potrubí typ namáhání -vnitřní přetlak - teplota teplotní roztažnost - hmotnost potrubí a dopravované tekutiny - korozní a erozní účinky -účinek větru a námrazy

20 Materiál potrubí Litina - (max. obsah uhlíku 4,3 %) - šedá litina - grafit ve formě lamelární - nízké tlaky a teploty (do PN 16 a C) - tvárná litina -sferitické - vyšší tlaky a teploty (PN 16 PN 40 a do 300 C) Ocelolitina - pro vysoké tlaky a teploty (PN40 PN 100 a do 400 C) Litá nerezová ocel - pro vysoké tlaky a teploty (PN 25, PN 40 a do 450 C) - obsah uhlíku < 1.75 % + legující přísady [Cr, Mo, V, Ni, Co] - vysoká odolnost proti korozi - cenově náročné Uhlikové a nízkolegova né konstrukční oceli - pro teplotu do 400 C Oceli žáropevné - pro teplotu C - teplotně velmi namáhané součásti

21 Materiál potrubí Hliníkové slitiny - teplotně a mechanický málo namáhané součásti armatur Slitiny mědi - mosaz (PN 16 pro teplotu do 200 C) -bronz(pn 16 a PN 25 pro teplotu až do 260 C) Měď - korozně odolná, velká životnost Plasty - korozní odolnost, hladké stěny -síťovaný polyetylén PE-X, polyvinylchlorid PVC, polybutylén PB, polyetylen PE, teflon PTFE

22 Materiál potrubí Sklo - teplotní odolnost C Sklolaminát - lepší tlaková a teplotní odolnost oproti sklu - cenově náročné Kamenina -převážně na horizontální beztlaké kanalizační potrubí Beton - horizontální beztlaké kanalizační potrubí Ocelový pozinkovaný plech - vzduchotechnická zařízení

23 Trubky -normalizovaná řada -materiál -ocelové-svařované (podélně, šroubovicově) - bezešvé - litinové odléváním nebo odstředivým litím -měděné - plastové - jedno nebo vícevrstvové -skleněné - sklolaminátové - kameninové - betonové - odléváním nebo odstředivým litím - povrchová úprava -ocelovéčerné - ocelové pozinkované - ocelové a litinové asfaltované - ocelové vyložené čedičem

24 Rozebiratelné spoje potrubí -přírubové spoje - závitové spoje - bajonetové spoje - hrdlové spoje těsněné O kroužky - speciální spojky

25 Rozebiratelné spoje potrubí přírubové spoje Točivá příruba Spojovací materiál - do PN 100 šrouby a matice - do PN 400 svorníkové šrouby a matice Těsnění - materiál dle provozních podmínek -tvar dle těsnící plochy Přivařovací příruba s krkem Plochá přivařovací příruba

26 Rozebíratelné spoje potrubí přírubové spoje typy přírubových spojení hrubá čelní plocha (vlevo) hrubá těsnící lišta (vpravo) nákružek - výkružek zapuštění pro čočkové těsnění pero - drážka

27 Rozebíratelné spoje potrubí závitové spoje - trubkový závit válcový - trubkový závit kuželový A závitová vsuvka B vnější nátrubek Závitové spojení pomocí šroubení

28 Rozebíratelné spoje potrubí bajonetové spoje bajonetový spoj 1 plášť 2 hrdlo 3 těsnění 4 pojistný kroužek

29 Rozebíratelné spoje potrubí hrdlové spoje těsnění pomocí O kroužku princip hrdlového spoje

30 Rozebíratelné spoje potrubí speciální spojky spojka pro skleněné potrubí spojka PVC - průchozí tepelná spojka spoj s přesuvnou maticí a pryžovým těsnícím kroužkem

31 Nerozebíratelné spoje potrubí -svařované spoje -pájenéspoje - hrdlové spoje - lepené spoje -nejčastěji používané - pro nejvyšší tlaky a teploty

32 Nerozebíratelné spoje potrubí pájené spoje pro nižší teploty a tlaky -měkké pájky (cínové) <600 C - tvrdé pájky (měděné) > 600 C spoj s rozehnaným koncem jedné trubky spoj s částečně rozehnaným koncem jedné trubky

33 Nerozebíratelné spoje potrubí hrdlové spoje - temované (litinové, kameninové potrubí -svařované (ocelové potrubí) temovaný spoj svařovaný spoj

34 Nerozebíratelné spoje potrubí lepené spoje - pro nejnižší teploty - pro beztlakové a nízkotlaké soustavy

35 Potrubní sítě nosné konstrukce působící síly na potrubí - hmotnost potrubí, izolace, dopravované tekutiny - síly způsobené teplotní dilatací - síly vyvolané odbočkami potrubí uchycení potrubí - eliminovat účinky sil - pevná uložení (zakotvení) - osová vedení - podpěry - závěsy - pružné uložení Pozn.: u potrubí malých průměru - třmeny, příchytky, pouta, skoby

36 Potrubní sítě nosné konstrukce pevné uložení potrubí se nemůže pohybovat ve směru osy a ani ve směrech k ní kolmých kotevní třmen a) se sedlem DN b) DN kotevní stojan a) DN65 10 b) DN kotevní patka DN

37 Potrubní sítě nosné konstrukce pevné uložení potrubí se nemůže pohybovat ve směru osy a ani ve směrech k ní kolmých kotevní třmen kotevní stojan kotevní patka

38 Potrubní sítě nosné konstrukce podpěry přenos tíhových sil na nosnou konstrukci podpěra kluzná DN a) podpěra válečková DN b) podpěra s otočným válečkem DN podpěra kluzná DN

39 Potrubní sítě nosné konstrukce podpěry přenos tíhových sil na nosnou konstrukci podpěra s otočným válečkem válcový závěs podpěra kluzná potrubní závěs

40 Potrubní sítě namáhání potrubí a) vnitřním přetlakem b) osovými silami - váha šikmého potrubí ve směru jeho osy - odpor uložení potrubí proti jeho pohybu (např. tření v pohyblivých uloženích) - odpor kompenzátorů c) ohybem - zatížení potrubí vlastní silou a vnějšími silami - deformací pružných částí kompenzátoru d) krutem - v ramenech prostorových kompenzačních útvarů

41 Kompenzace tepelné roztažnosti prodloužení potrubního úseku l l 0 t1 t 2 kde l - celkové prodloužení potrubního úseku (m) l 0 - celková délka potrubního úseku (m) -součinitel teplotní roztažnosti materiálu potrubí (1/K) t 1 - maximální provozní teplota ( C) - teplota materiálu potrubí při montáži ( C) t 2 Způsoby kompenzace - využití pružnosti materiálu - využití kompenzačních útvarů

42 Kompenzace tepelné roztažnosti rovinné kompenzační útvary L, Z, S, P, U výhoda - vysoká bezpečnost nevýhoda - prostorově náročné

43 Kompenzace tepelné roztažnosti - osové kompenzátory ucpávkový kompenzátor - pro velký průměr potrubí - nutnost pravidelné údržby - přídavné osové síly na čelní plochu vložené trubky vlnovcový kompenzátor - nízké nároky na údržbu - nevýhoda možnost vybočení

44 Kompenzace tepelné roztažnosti - osové kompenzátory pryžový kompenzátor kompenzátor v potrubí ucpávkový kompenzátor vlnovcový kompenzátor

45 Armatury Volba armatur: - funkce - uzavírací -zpětné - pojistné -regulační - materiálové provedení - technologie výroby - lité - kované -svařované -způsob připojení -přírubové -přivařované - nátrubkové - požadavky na ovládání -ruční - servopohon

46 Armatury uzavírací uzavírací ventily -malý zdvih - vhodné pro malé světlosti a vysoké tlaky - možnost regulace průtoku a tlaku - vysoká tlaková ztráta uzavírací ventil voda, vodní pára, vzduch, agres. kapaliny a plyny ventil uzavírací vzorkovací agresivní media v chem. a potrav. průmyslu

47 Armatury uzavírací regulační ventily -přesná regulace průtoku a tlaku 1 talířový 2 jehlový 3 parabolický 4 válcový tvary hradících prvků regulačních ventilů a jejich průtokové charakteristiky

48 Armatury uzavírací pojistné ventily - ochrana proti náhlému zvětšení vnitřního přetlaku - podle zatížení kuželky - závažové - pružinové - podle výkonu - nízkozdvižné - plnozdvižné - rychlozdvižné (plyn a pára) ventil pojistný závažový teplá studená voda, vzduch, neagres. kapaliny a plyny ventil pojistný pružinový teplá studená voda, vzduch, neagres. kapaliny a plyny

49 Armatury uzavírací šoupátka - malá tlaková ztráta -pro velkésvětlosti (od Js40) šoupátko třmenové chemicky agresivní látky, kyseliny, louhy schéma hradícího prvku šoupátka a) škrtícího, b) rychlouzávěrného

50 Armatury uzavírací kohouty - kuželové - malá tlaková ztráta - rychlá obsluha - pro nízké pracovní teploty a tlaky - nebezpečí zadření kužele - kulové - nevhodné k regulaci průtoku -rotační pohyb uzavíracího orgánu kohout kulový nečištěné pracovní látky, voda, olej, pára, plyny kohout vypouštěcí voda, líh, ovocné šťávy, cukerné roztoky, celulosa kohout ucpávkový s víkem neagresivní kapaliny, páry, plyny

51 Armatury uzavírací uzavírací klapky - krátká stavební délka - malá tlaková ztráta - jednoduchá konstrukce klapka zpětná klapka uzavírací

52 Armatury zpětné zpětné ventily a klapky - průtok pracovní látky pouze v jednom směru -samočinná funkce zpětný ventil do vodorovného potrubí neagresivní kapaliny, páry a plyny zpětný ventil do svislého potrubí voda a neagresivní kapaliny

53 Armatury ochranné kalníky - gravitační princip - zachycení hrubých nečistot filtry - zachycení nečistot - hrubé (< 0,8 mm) - jemné ( < 0.16 mm) separátory - odloučení kapek kondenzátu z proudící páry - gravitační, setrvační princip filtr neagresivní kapaliny, páry, plyny filtr plynový všechny typy topných plynů

54 Potrubní sítě - tvarovky -dělení a spojování proudů navařená hrdla, tvarovky T a Y, křížové kusy -změna směru kolena ohyby oblouky, odskoky -změna průřezu redukce, přechody - ukončení potrubí dna (desková, hluboce klenutá) slepé příruby, zátky

55 Potrubní sítě tepelná izolace materiál - nízká tepelná vodivost -maláměrná hmotnost způsob upevnění -omaz - skruže (tvárnice) - rohože a) izolace ze skruží b) izolace minerální vlnou v koši z drátěného pletiva c) izolace teplovodního kanálu

56 Obtoky průmyslových armatur obtok spojuje prostor před uzávěrem hlavní armatury s prostorem za ním. Účel obtoků - u ventilů - vyrovnání tlaku před uzávěrem a za ním (působí-li tlak pracovní látky nad kuželkou uzavřeného ventilu) - u šoupat - vyrovnání tlaků před uzávěrem a za ním při uzavřeném šoupátku - u zpětných klapek a ventilů - vyprázdnění potrubí -u redukčních ventilů - redukce tlaku škrcením při poruše hlavního ventilu - u odvaděčů kondenzátu -přímé odvodnění parovodu (např. při uvádění do provozu nebo při poruše odvaděče)

57 Doprava tekutin odstředivými čerpadly dis C e g z 2 v p e g z 2 v p kde v 1, v 2 -střední rychlosti v kontrolním průřezu 1 a 2 - množství mechanické energie, kterou získala tekutina jednotkové hmotnosti při průchodu čerpadlem e dis - ztráta mechanické energie tekutiny jednotkové hmotnosti v potrubí mezi průřezy 1 a 2 (mimo čerpadla) e C 2,1 dis C h z 2g v g p H z 2g v g p g H e C C dosazeno

58 Charakteristika potrubí - závislost pracovní výšky na objemovém průtoku tekutiny n j j C d l g d V g v v z z g p p H

59 Příkon čerpadla C. C C C. C C. c. C C g VH g m H V e me P Paralelní zapojení Seriové zapojení. II. I. III V V V cii ci ciii H H H

60 Maximální sací výška čerpadla h g rozdíl mezi výškou těžiště sacího průřezu oběžného kola čerpadla a hladinou tekutiny, kterou čerpadlo nasává - omezeno tlakem nasycených par čerpané kapaliny a disipací energie v sacím potrubí z 2 p1 3 3 z1 hg p g v3 2g e g dis 1 hladina tekutiny v nádrži 3 průřez sacího hrdla čerpadla maximální přípustná hodnota tlak p 3 má hodnotu tlaku nasycených par čerpané kapaliny p* při teplotěčerpané kapaliny h g,max p 1 p g * 2 v3 2g e g dis

61 Třídění čerpadel a) podle způsobu změny energie b) podle druhu dopravovaného media c) podle hodnoty požadovaného přetlaku d) podle oddělení systému zaplněného kapalinou od okolí

62 Třídění čerpadel a) podle způsobu změny energie b) podle druhu dopravovaného media c) podle hodnoty požadovaného přetlaku - hydrostatická čerpadla mechanická energie na tlakovou se přeměňuje přímo pístové čerpadlo d) podle oddělení systému zaplněného kapalinou od okolí zubové čerpadlo vřetenové čerpadlo

63 Třídění čerpadel a) podle způsobu změny energie b) podle druhu dopravovaného media c) podle hodnoty požadovaného přetlaku d) podle oddělení systému zaplněného - hydrostatická čerpadla - hydrodynamická čerpadla nepřímá přeměna, prostřednictvím kinetické energie kapaliny kapalinou od okolí

64 Třídění čerpadel a) podle způsobu změny energie b) podle druhu dopravovaného media c) podle hodnoty požadovaného přetlaku d) podle oddělení systému zaplněného čiré, nekorozivní kapaliny kapaliny s pevnými příměsemi agresivní kapaliny horká voda kapalinou od okolí

65 Třídění čerpadel a) podle způsobu změny energie b) podle druhu dopravovaného media c) podle hodnoty požadovaného přetlaku d) podle oddělení systému zaplněného nízkotlaká čerpadla vysokotlaká čerpadla kapalinou od okolí

66 Třídění čerpadel a) podle způsobu změny energie b) podle druhu dopravovaného media c) podle hodnoty požadovaného přetlaku d) podle oddělení systému zaplněného kapalinou od okolí bezucpávková čerpadla speciální provedení ucpávek