Wypływy wody w zależności od ciśnienia wody i wielkości otworu w nieszczelnym rurociągu przedstawiono w poniższej tabeli, którą opracowano na podstawie danych firmy HONEYWELL.
|
Ciśnienie wody (bar) |
Powierzchnia otworu (mm2) |
Wypływ (l/s) |
Wypływ (m3/m-c) |
Wypływ (m3/rok) |
|
5 |
0,5 |
0,006 |
15,8 |
189 |
|
1,0 |
0,016 |
42,0 |
504 |
|
|
5,0 |
0,372 |
977,1 |
11 725 |
|
|
10,0 |
1,406 |
3 692,9 |
44 315 |
|
|
10 |
0,5 |
0,008 |
21,0 |
252 |
|
1,0 |
0,023 |
60,4 |
725 |
|
|
5,0 |
0,497 |
1 305,4 |
15 665 |
|
|
10,0 |
1,989 |
5 224,2 |
62 691 |
|
|
16 |
0,5 |
0,010 |
26,3 |
315 |
|
1,0 |
0,029 |
76,2 |
914 |
|
|
5,0 |
0,629 |
1 652,1 |
19 825 |
|
|
10,0 |
2,515 |
6 605,8 |
79 270 |
Straty wody, wyrażone procentowo, oblicza się według wzoru:
Ilość wody dostarczonej do sieci – suma ilości wody dostarczonej do odbiorców
--------------------------------------------------------------------------------------------------- x 100 %
Ilość wody dostarczonej do sieci
Obliczane straty nie dają pełnego obrazu stanu technicznego sieci i instalacji wodociągowej, gdyż różnice bilansowe mogą wynikać z różnych powodów:
a) błędów wskazań przepływomierzy („straty pozorne”)
b) wycieków wody z nieszczelnego rurociągu na trasie: od dostawcy wody do poszczególnych odbiorców („straty faktyczne”)
c) nielegalnych poborów wody (w tym pobierania wody z hydrantów terenowych)
II. Przyczyny strat pozornych
Przyczynami różnic bilansowych wynikających z błędów wskazań przepływomierzy
(„straty pozorne”) są następujące czynniki:
1. Niewłaściwy dobór zakresu pomiarowego (a dokładniej: średnicy wodomierza).
Ma to miejsce wtedy gdy przepływomierz jest zbyt dużej średnicy w stosunku do
występujących rzeczywistych lub minimalnych przepływów.
Ogólnie wyjaśniając: wodomierze o wyższych średnicach nie są „czułe” na niskie
lub minimalne przepływy wody a więc nie są w stanie zmierzyć te przepływy.
W przypadku różnic bilansowych między ilością wody podaną do rurociągu a ilością
wody pobranej z rurociągu należy w pierwszej kolejności skontrolować dobory średnic wodomierzy ( tj. ich zakresy
pomiarowe) w stosunku do chwilowych, rzeczywistych zmonitorowanych przepływów wody u odbiorcy.
Praktyka eksploatacyjna pokazuje, że nieodpowiedni dobór wodomierza to zwykle
zbyt duża średnica wodomierza po stronie odbiorcy wody, a więc wstępna weryfikacja strat pozornych sprowadza się do
wymiany wodomierzy na „mniejsze”.
W skrócie można stwierdzić, że właściwie dobrany wodomierz to taki, który
zapewni chwilowy maksymalny rozbiór wody i jednocześnie wykaże najwięcej przepływającej wody spośród innych wodomierzy.
Niekiedy, w pewnych sytuacjach, zachodzi konieczność zabudowy wodomierza
sprzężonego w miejsce dotychczasowego wodomierza o dużej średnicy, gdy trzeba np. bardzo dużą zmienność poborów wody
lub uwzględniać zapotrzebowanie wody również dla hydrantów na ochronę przeciwpożarową.
2. Dobór określonej klasy metrologicznej przepływomierza danej średnicy.
W praktyce ma to przełożenie w możliwości występowania przepływów wody poniżej
dolnego zakresu lub powyżej górnego zakresu dla prawidłowo dobranego wodomierza.
W pewnych niekorzystnych ekstremalnych przepływach licznik nie jest w stanie
zmierzyć całości przepływającej wody.
Zwykle mamy tu do czynienia z przepływami wody poniżej dolnego zakresu
pomiarowego przyrządu.
Oznacza to, że wodomierze nie mierzą całości pobieranej wody tj. od „zera”.
Przedstawiając to bardziej obrazowo: można „wykapać” z zaworu czerpalnego ilości
wody, które nie zarejestruje nawet licznik wodomierza o najmniejszej średnicy.
Należy optymalnie dobierać klasy przepływomierzy (obecnie mamy klasy: B, C, D),
gdyż wodomierze z wyższą klasą tj. z większym przedziałem pomiarowym „w dół i w górę” - odznaczające się
większą „czułością” kosztują więcej, wyższe są też późniejsze koszty naprawy i legalizacji.
3. Błędy wskazań przepływomierza zaniżające przepływ.
Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 20 lutego
2004 r. w sprawie wymagań metrologicznych, którym powinny odpowiadać wodomierze (Dz. Ustaw nr 40 – Poz. 360) określa min.
dopuszczalne błędy graniczne dla wodomierzy mechanicznych do wody zimnej (0 – 30 o C) „przy zatwierdzeniu typu i
legalizacji”, które wynoszą:
- w przedziale dolnym zakresu obciążeń (Q min ≤ Q < Q t ): ± 5 %
- w przedziale górnym zakresu obciążeń (Q t ≤ Q < Q max ) : ± 2 %
gdzie:
Q t – pośredni strumień objętości (wartość strumienia objętości występująca
pomiędzy ciągłym a minimalnym strumieniem objętości przy którym zakres strumienia objętości jest podzielony na dwa
przedziały: „górny” i „dolny”)
4. Niewłaściwa zabudowa przepływomierza.
Dotyczy to: pozycji montażu, długości wymaganych odcinków prostych przed i za
wodomierzem.
Warunki zabudowy określa producent przepływomierzy lub dostawca wody.
Wodomierze zabudowane w pozycji pionowej tracą klasę dokładności o 1 klasę.
Oznacza to, że wodomierz o klasie C zabudowany w pozycji pionowej staje się
mniej dokładny w zakresie minimalnych przepływów wody i przyjmuje w związku z tym klasę B.
O tym producent informuje na tarczy wodomierza.
5. Okresowa trwałość pomiarowa przepływomierza
Trwałość wodomierza określona jest wymaganiami eksploatacyjnymi ujętymi w
przepisach Urzędu Miar o przestrzeganiu okresów ważności legalizacji wodomierzy.
Brak laboratoryjnego uwierzytelnienia poprawności wskazań wodomierzy, po
określonym okresie eksploatacji, może mieć wpływ na powiększanie się błędów pomiarowych wodomierzy.
Należy zwrócić tu uwagę na dochowanie ważności cechy legalizacyjnej (a ściślej
okresu legalizacji) liczników wody, które zgodnie z nieaktualnym już Zarządzeniem nr 50 Prezesa Urzędu Miar z dnia 15
listopada, 1999 r. wynosiły odpowiednio dla wodomierzy do wody zimnej:
a) 61 miesięcy dla wodomierzy o nominalnym strumieniu objętości q p ≤ 10 m3/h
(średnicy : od 15 mm do 40 mm)
b) 49 miesięcy dla wodomierzy o nominalnym strumieniu objętości q p ≥ 10 m3/h
(średnicy : 50 mm i powyżej tej średnicy)
Rok legalizacji wodomierza, od którego liczy się okres legalizacji, jest
odciśnięty na plombie przy wodomierzu.
UWAGA:
Obecnie dla wszystkich średnic wodomierzy ważność cechy legalizacyjnej wynosi: 5
lat
6. Niewłaściwe środowisko klimatyczne i mechaniczne w miejscu zabudowy
przepływomierza.
Na wskazania mają wpływ: niskie i wysokie temperatury, wibracje, wstrząsy.
7. Zamierzona ingerencja w układ pomiarowy osób zainteresowanych zafałszowaniem
wskazań przepływomierza.
III. Straty faktyczne, ilości wyciekającej wody, metody ograniczania wycieków.
Można z bardzo dużym przybliżeniem stwierdzić, że w przypadku rozległych sieci
wodociągowych i przy poprawnym doborze wodomierzy, kompletnym zinwentaryzowaniu wszystkich odbiorów wody (również z
hydrantów) występujące różnice bilansowe dopiero powyżej 10 % świadczą o nieszczelnościach rurociągów.
W krajach europejskich przeciętne, obliczone straty wody w sieciach
wodociągowych wynoszą około 25 %.
Jeżeli rurociąg jest nieszczelny to bardzo duże wycieki wody zwykle ujawniają
się na powierzchni terenu, można je eliminować na bieżąco.
W sytuacjach wycieków niewidocznych w terenie awaria rurociągu może trwać
latami, aż do przypadkowego znalezienia awarii wodociągu.
Ograniczanie trudno wykrywalnych strat wody w sieci wodociągowej można
realizować poprzez zarządzanie ciśnieniem wody oraz aktywne zarządzanie siecią wodociągową.
Zarządzanie ciśnieniem
- polega na dobraniu odpowiedniego współczynnika obniżenia ciśnienia wody w
okresie całej doby, które realizuje się zabudowując zawory regulacyjne w wybranych fragmentach sieci wodociągowej.
Według HONEYWELL obniżenie średniego ciśnienia w strefie o 20 % redukuje wycieki
o około 20 %.
HONEYWELL specjalizujący się min. w produkcji/dystrybucji tego typu urządzeniach
oferuje duży zestaw zaworów regulacyjnych przeponowych.
Zarządzanie siecią wodociągową
- polega na aktywnym monitorowaniu przepływów wody w sieci wodociągowej,
kontroli wodociągu (oraz kanalizacji), lokalizacji i eliminacji nieszczelności sieci wodociągowej co zmniejsza
nieplanowane przerwy w dostawie wody, zwiększa zyski po stronie dostawcy lub większego odbiorcy wody.
IV. Sposoby obserwacji i lokalizacji wycieków z nieszczelnych wodociągów.
Wycieki obserwujemy wizualnie w terenie lub stwierdzamy metodami technicznymi.
Niektóre działania lokalizujące wycieki, nie wymagające użycia specjalistycznego
sprzętu, mogą być podejmowane przez pracowników obchodzących sieci.
Poniżej przedstawiamy metody obserwacji i lokalizacji wycieków.
1. Obserwacje terenu
Obserwacje polegają na:
1.1 Obserwacji budowli podziemnych: dostępnych sieci, instalacji,
podpiwniczonych obiektów znajdujących się w pobliżu tras wodociągu.
W czasie poszukiwań przecieków należy oglądać instalacje i budowle na trasie
wodociągu przez obserwację ewentualnych zawilgoceń, wycieków/przepływów wody/ścieków w:
a) studzienkach kanalizacyjnych
b) studzienkach sieci wodociągowej
c) studzienkach i kanalikach energetycznych
d) obiektach budowlanych z pomieszczeniami zagłębionymi poniżej poziomu terenu
1.2 Obserwacji terenu, przy trasie rurociągu, zawilgocenia gruntu, poziomu wód
gruntowych, zapadnięć powierzchni terenu (szczególnie w rejonie kanalizacji).
Kontrola polega na obserwowaniu:
- miejscowego zawilgocenia ziemi
- wszelkich kałuż wody o temperaturze niższej niż temperatura otoczenia (nie
dotyczy okresu zimowego)
- rowów odwadniających i drenażowych
- zboczy, skarp
- punktów piezometrycznych z odnotowywanymi poziomami wód gruntowych
- miejscowych zapadnięć drogi, chodnika lub powierzchni ziemi, które znajdują
się przy trasie wodociągu i kanalizacji
Należy zwrócić szczególną uwagę na sieć kanalizacyjną w rejonie przebiegu
wodociągu, ponieważ woda prędzej znajdzie ujście do nieszczelnej kanalizacji niż wypłynie na powierzchnię terenu,
szczególnie dotyczy to niewielkich przepływów wody.
Z powyższego stwierdzenia wynika, że dość często nie ujawniające się
nieszczelności na fragmentach wodociągu są związane z obecnością, w tych rejonach, kanalizacji, rowów, tunelików energetycznych lub
teletechnicznych.
Pomiary temperatury podejrzanych wód/ścieków wyraźnie wspomagają poszukiwania
wycieków wody wodociągowej, kiedy temperatury wód/ścieków są zróżnicowane.
2. Pomiary ciśnienia i przepływów wody
Metody realizowane są przez:
2.1 Pomiar ciśnienia na odpowiednich fragmentach rurociągu i analizę spadków
ciśnień wody
2.2 Rejestrowanie przepływów wody podawanej do sieci oraz odnotowywanie
nieuzasadnionych, nadmiernych rozbiorów wody z sieci wodociągowych.
Powyższe obserwacje oraz analiza uzyskanych niekorzystnych wyników są zwykle
pierwszymi sygnałami do podjęcia akcji poszukiwania awarii w terenie na sieci wodociągowej.
2.3 Pomiary przepływów na wydzielonych fragmentach sieci oraz analizę
zapotrzebowania/zużycia wody z badanego rurociągu
V. Pomiary przepływów na fragmentach wodociągu
Pomiary te pozwalają określić pobór wody z rurociągu i przeanalizować rozbiory
wody. W przybliżeniu lokalizują miejsce występowania wycieków wody z rurociągu.
Pomiary kontrolne realizuje się poprzez pomiar przepływu wody w rurociągu i
odpowiednie wyłączenia sieci na trasie.
Pomiar przepływu wody wykonuje się, alternatywnie, za pomocą:
a) wodomierza stacjonarnego zabudowanego na rurociągu
b) przenośnego wodomierza, dwóch istniejących sąsiednich hydrantów i wyłączeń na
trasie wodociągu (tzw. metoda dwóch hydrantów).
Jeżeli rurociąg nie jest wyposażony w hydranty to można zabudować złączki
hydrantowe na rurociągu w studzience: przed i za armaturą odcinającą rurociąg
Za przepływomierz przenośny może posłużyć zestaw wodomierzowy transportowany w
samochodzie lub na nosiłkach.
Uwaga:
W przypadku rurociągów o średnicy 50 mm i powyżej tej średnicy do dokładnych
pomiarów kontrolnych powinno się używać wodomierze sprzężone, których zawór zmiennego obciążenia reguluje dopływ do
mniejszego lub większego wodomierza w zależności od natężenia przepływu wody.
Najbardziej charakterystyczną cechą i zarazem zaletą tych wodomierzy specjalnych
jest niski - tzw. próg rozruchu.
Takie wodomierze dają możliwość wychwycenia minimalnych wycieków wody z
nieszczelnego wodociągu.
Na końcu niniejszego materiału lub w innym poście Blogu firmy WODOSERWIS: "woda
i technika" zestawiono w tabeli podstawowe parametry metrologiczne produkowanych w Polsce, przez POWOGAZ w Poznaniu,
wodomierzy specjalnych (sprzężonych).
Należy bezwzględnie zapewnić czystość węży połączeniowych i wypłukać sieć po
badaniu rurociągu.
Obserwacje pomiarów przepływów
- polegają na planowym próbnym zamknięciu wybranych fragmentów sieci i kontroli
wskazań przyrządów pomiarowych:
a) przed wyłączeniem odcinków sieci
b) w trakcie wyłączania
c) po zamknięciu fragmentów wodociągu
Można rozpocząć od wyłączeń wybranych, większych fragmentów wodociągu.
Przed rozpoczęciem kontroli sieci należy sporządzić plan (rysunki) wyłączeń
wodociągu, przyłączy.
Wyłączenia muszą być harmonogramowo zaplanowane i uzgodnione z odbiorcami wody.
VI. Lokalizacja nieszczelności specjalistycznymi przyrządami pomiarowymi
Po zaobserwowaniu wycieków wody na wybranym fragmencie wodociągu należy
dokładnie zlokalizować awarię sieci.
Lokalizacja nieszczelności może być wykonana przez:
- wspomnianą powyżej obserwację terenu, obiektów budowlanych,
- analizę fizykochemiczną wody
- wartości przepływu wody za pomocą specjalistycznych przyrządów pomiarowych.
Aktualnie, przyrządy pomiarowe stosowane do precyzyjnej lokalizacji wycieków
wody w rurociągach posługują się dwoma metodami:
1.Metodą akustyczną
- za pomocą stetofonów, geofonów, loggerów szumów, korelatorów.
Wodoserwis specjalizuje się w wykrywaniu nieszczelności wodociągów wykorzystując
metodę nasłuchu wycieków profesjonalnymi przyrządami .
2.Metodą rezystorową, rzadko spotykaną, wyłącznie na bardzo dużych średnicach
rurociągów, po odpowiednim przygotowaniu instalacji.
Metoda stosowana jest zwykle na sieciach wody gorącej (c.o., cwu.)
W metodzie akustycznej wykorzystuje się przyrządy i czujniki prowadzące nasłuch
szumu dźwięków, jakie powstają w wyniku wypływu kawitującej wody pod ciśnieniem przez nieszczelności wodociągu do
otoczenia o niższym ciśnieniu.
Zjawisko to jest źródłem drgań rurociągu i w wodzie.
Należy tu przy okazji zaznaczyć, że w przypadku rur stalowych, kawitacji
towarzyszy miejscowy, intensywny proces korozji rurociągu.
Urządzenia pomiarowe wyposażone w czujniki – akcelerometry, prowadzące nasłuch,
wyposażone są w układy filtrujące niepożądane hałasy, wzmacniające szumy charakterystyczne dla wycieków wody.
Obecnie stosuje się:
1. Stetofony (mikrofony prętowe)
- osłuchujące dostępne elementy wodociągu (np. rurociągi i armaturę w
studzienkach, dostępne trzpienie zasuw ziemnych, hydranty, konstrukcje budowlane, itp.
2. Geofony (mikrofony ziemne)
- osłuchujące powierzchnię terenu i odbierające szumy poprzez warstwę gruntu lub
z innego podłoża.
3. Loggery szumów
- badające i rejestrujące natężenia szumów rozchodzące się w sieci w dłuższym
okresie czasu.
Wykorzystuje się stetofony, urządzenia zapamiętujące szumy w rurociągu, niekiedy
nadające bieżące informację o stanie sieci na odległość.
Stosowany jest komputer z oprogramowaniem analizującym
4. Korelatory
- metoda polega na korelacji hałasu z wycieków za pomocą dwóch stetofonów lub
hydrofonów - mikrofonów podłączonych bezpośrednio do wody rurociągu/instalacji np. na otwartych hydrantach.
Korelator z oprogramowaniem analizującym wyznacza miejsca wycieku między
mikrofonami korelatora lub hydrofonami.
inż. Marian Szczygieł
FUPH WODOSERWIS
FUPH WODOSERWIS
Internet: www.wodoserwis.pl e-mail: wodoserwis1@wodoserwis.pl
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz