Pk-yrittäjien turvetuotannon kehittäminen SUOVESIEN PUMPPAUSJÄRJESTELYT Jyväskylä

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Pk-yrittäjien turvetuotannon kehittäminen 2005-2007. SUOVESIEN PUMPPAUSJÄRJESTELYT Jyväskylä 14.11.2007"

Kimmo Hämäläinen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Pk-yrittäjien turvetuotannon kehittäminen SUOVESIEN PUMPPAUSJÄRJESTELYT

2 Osatehtävä: Vesienkäsittelyn ja turvekentän kuivattamisen tehostaminen pumppausta kehittämällä Tavoite: Laaditaan pumppausohje, joka auttaa turvetuotannon kuivatusvesien pumppauksen suunnittelussa ja toteuttamisessa Raportti: Turvetuotantoalueen kuivatusvesien pumppaus (-luonnos) 2

turvetuotannon kuivatusvesien pumppauksen suunnittelussa ja

3 Pumpaamon mitoituksen lähtöarvot Valuma-alue Koko määritetään tuotantoalueen reunaojien ja eristysojien keskiviivan mukaan. 3

4 Pumpaamon mitoituksen lähtöarvot Valitaan mitoitusvaluma Yleensä väliltä l/s/km 2 Jos purkautuvia pohjavesiä, valitaan ylärajalta Jos imeytyy pohjaveteen, valitaan alarajalta Epävarmassa tapauksessa voidaan valita 167 l/s/km 2 Tehokas virtaamansäätö tai/ja suuri varastoallastilavuus, voidaan valita väliltä l/s/km 2 Useamman vuoden virtaaman mittaus antaa hyvän tiedon 4

Epävarmassa tapauksessa voidaan valita 167 l/s/km 2 Tehokas virtaamansäätö tai/ja suuri

5 Pumpaamon mitoituksen lähtöarvot Mitoitusvirtaama = pumpun haluttu tuotto Lasketaan valitun mitoitusvaluman ja valuma-alueen pinta-alan mukaan, esimerkki: valuma-alue on 38 ha (0,38 km 2 ) valittua mitoitusvaluma 120 l/s/km 2 0,38 km2 * 120 l/s/km2 = 45,6 l/s valitaan mitoitusvirtaamaksi 45 l/s 5

esimerkki: valuma-alue on 38 ha (0,38 km 2 ) valittua mitoitusvaluma 120

6 Pumpaamon mitoituksen lähtöarvot Nostokorkeuden määritys, käytetään apuna vaaituslaitetta PINTAVALUTUSKENTÄN JAKO-OJA LASKEUTUSALLAS / PUMPPAUSALLAS purkutaso nostokorkeus tällä hetkellä turvemaa käynnistysraja pysäytysraja nostokorkeus noin 10v. kuluttua kivennäismaa käynnistysraja pysäytysraja 6

purkutaso nostokorkeus tällä hetkellä turvemaa käynnistysraja pysäytysraja

7 Pumpaamon mitoituksen lähtöarvot Pumppausmatkan ja paikallisvastusten (varusteiden) määritys purkupään asetelma L 7 L 6 jako-oja siirtokanava pintavalutuskenttä purkupään asetelmä L 5 paikallisvastus 90 o mutka, loiva L 4 paikallisvastus 2 kpl 45 o mutka pumppaussilta ja sen putkistovarusteet L 3 pääputkisto terästä tai LDPE, HDPE tai PVC muovi paikallisvastukset 90 o mutka, laajennuskartio ja letkuliitin pumppaussilta paineenkestävä ohituspato/mittapato kumiputki/letku L 2 L 1 7

kpl 45 o mutka pumppaussilta ja sen putkistovarusteet L 3 pääputkisto terästä tai LDPE, HDPE tai PVC muovi

8 Pumpun ja putkiston mitoitus Vaihtoehdot Mitoitatte ja suunnittelette itse mahdollisimman pitkälle, pyydätte tarjoukset pumpaamon (kokonais)toimituksesta Annatte konsultin suunnitella ja mitoittaa Pyydätte tarjoukset ja mitoituksen pumppujen /pumppaamoiden toimittajilta Jotakin noiden väliltä 8

(kokonais)toimituksesta Annatte konsultin suunnitella ja mitoittaa

9 Pumpun ja putkiston mitoitus Mitoituksen vaiheet 1. Putkiston koon esivalinta 2. Virtausvastusten määrittäminen 3. Paikallisvastusten määrittäminen 4. Putkiston häviölaskelmataulukon täyttäminen 5. Virtaushäviökäyrien piirto pumppukäyrästöihin ja pumpaamon toimintapiste 9

10 Pumpun ja putkiston mitoitus 1. Putkiston koon esivalinta Sisäisen putkiston koko Pumpun jälkeen putkisto yleensä pienempi Pumpun paineyhde (lähtö) pieni Sisäisen putkiston jälkeen laajennuskartio Purkuputkisto Taloudellisen virtausnopeuden 0,8-1,5 m/s mukaan valitaan 2-3 sopivaa putkea (sisähalkaisijan mukaan) Mitoitusvirtaaman avulla Sarlinin paikallisvastusnomogrammista 10

Pumpun paineyhde (lähtö) pieni Sisäisen putkiston jälkeen laajennuskartio Purkuputkisto

11 11

12 Pumpun ja putkiston mitoitus 2. Virtausvastusten määrittäminen Tarkastelu tehdään edellä valittujen putkikokojen kanssa Valitaan 3-4 sopivaa virtausnopeutta tavoitevirtausnopeuden molemmin puolin, tavoitevirtausnopeus mahdollisesti mukaan luettuna Virtausvastukset katsotaan Sarlinin virtausvastusnomogrammista Tulokset täydennetään putkiston häviölaskelmataulukkoon 12

Valitaan 3-4 sopivaa virtausnopeutta tavoitevirtausnopeuden molemmin puolin,

13 SUOVESIEN PUMPPAUSJÄRJESTELYT 13

14 Pumpun ja putkiston mitoitus 3. Paikallisvastusten määrittäminen Putkiston varusteet aiheuttavat kertaluontoisen häviön Sarlinin paikallisvastusnomogrammin yläreunasta tai raportin liitteestä 4. Lasketaan varusteiden paikallisvastuskertoimet yhteen ja katsotaan paikallisvstusnomogrammista tarkasteltavalla tilavuusvirralla ja putkikoolla paikallisvastuskertoimen aiheuttama häviö. Tulokset täydennetään putkiston häviölaskelmataulukkoon 14

paikallisvastusnomogrammin yläreunasta tai raportin liitteestä 4.

15 Pumpun ja putkiston mitoitus 4. Häviölaskelamataulukon täyttäminen PUTKISTON HÄVIÖLASKELMATAULUKKO A POISTOPUTKEN SISÄHALKAISIJA, mm B TILAVUUSVIRTA, l/s C POISTOPUTKEN VIRTAUSVASTUS, m/100m D POISTOPUTKEN PITUUSKERROIN E POISTOPUTKEN VIRTAUSHÄVIÖ, m F POISTOPUTKEN PAIKALLISVASTUS, m G POISTOPUTKEN HÄVIÖT YHTEENSÄ, m H SISÄISEN PUTKISTON HÄVIÖT YHTEENSÄ, m I PUTKISTON KOKONAISHÄVIÖT, m J GEODEETTINEN NOSTOKORKEUS, m K KOKONAISNOSTOKORKEUS, m 15

TILAVUUSVIRTA, l/s C POISTOPUTKEN VIRTAUSVASTUS, m/100m D POISTOPUTKEN PITUUSKERROIN E POISTOPUTKEN

16 16

17 17

18 Energialähteen valinta Valinta pitkälti taloudellinen Tekniset toteutusmahdollisuudet vaikuttavat myös valintaan Keskeisin valinta tehdään sähköverkon ja muiden ratkaisujen välillä Muut ratkaisut ovat: Dieselpumpaamo Dieselaggregaattipumpaamo 18

Keskeisin valinta tehdään sähköverkon ja muiden ratkaisujen

19 Vattenfallin sähköverkon liittymishinnasto

20 Arvio sähköliittymän hinnasta vattenfallin toteutuneiden 20 kv linjojen keskikustannusten mukaan (ilmajohto, sis.muuntajan yms.) Liittymän kustannus, k ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 Etäisyys keskijännitelinjasta, km 20 kv linja + muuntaja, toteutunut keskihinta 20kV linja -25 % 20 kv linja + 25 % 20

) 60 50 Liittymän kustannus, k 40 30 20 10 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

21 Sähköpumppaamo Dieselpumppaamo Aggregaattipumppaamo Valuma-alue, ha Mitoitusvirtaama, l/s Kokonaisnostokorkeus, m Pumppaamon hankintakulut: pumppu ja moottori ohjaus + muut sähkötyöt sähköliittymä (sis. linja 1 km muuntamo n ) dieselaggregaatti polttoainesäiliö litraa pa.pumppu Yhteensä, euroa

22 Dieselpumppaamo Periaatteessa yksinkertainen ratkaisu Moottori, kulmavaihde ja akselipumppu Moottori, alennusvaihde ja lohkoroottoripumppu Tuottoa voidaan säätää kierroslukua säätämällä Pumpaamon ohjaus 12 tai 24 v jännitteellä 22

23 Dieselaggregaattipumpaamo Dieselaggregaatti ja sähköpumppu (esim. uppopumppu) Aggregaatti joudutaan ylimitoittamaan 2,5-3,5 kertaa suuremmaksi kuin pumpun ottama (nimellis)teho Käytettävä tähti/kolmio tai pehmo käynnistintä 23

24 Dieselaggregaattipumpaamo Aggregaattia mitoitettaessa huomattava mikä nimellisteho on kyseessä Suurin hetkellinen teho (pienet aggregaatit) Suurin varavoimateho (LTP, Limited-time running power) Varavoimateho (PRP, prime power) Jatkuva teho (COP, continuous power) Tehot laskevat ylhäältä alaspäin samalla aggregaatilla Mitoituksessa voidaan käyttää COP, PRP ja LTP tehoja 24

25 Dieselaggregaattipumpaamo Ohjaus kaksinkertaisena Dieselmoottorin ohjaus (käynnistysautomatiikka) 12 V Sähköpumpun ohjaus 230/400 V 25

26 Sähköpumppaamo Luotettava ja helppo ratkaisu Ohjauskomponentit ja tarvikkeet löytyvät pumpun toimittajan hyllyltä Käytettävä tähti/kolmio tai pehmokäynnistintä Pienentää sulakekokoa ja siten sähkömaksuja Mahdollistaa taajuusmuuttajan käytön (sähköverkko) 26

27 Taulukko 5. Käynnistystapojen vaikutus oikosulkumoottorin käynnistysvirtaan. Käynnistystapa Is/In huomaa suora käynnistys 6* 7 Is/In arvo voi olla jopa 9-10 kertainen. Käynnistyksen aivan alussa virtahuippu on 14*In tähti/kolmio (Y/D) < 6 **ABB:n mukaan virtahuiput voivat olla pumppauskäytössä suurempia kuin suorassa käynnistyksessä pehmokäynnistin n. 4 pienentää paineiskuja sekä käynnistyksessä, pehmokäynnistin virtarajalla että pysäytyksessä 3,5 saattaa pidentää käynnistysaikaa, pienentää paineiskuja sekä käynnistyksessä, että pysäytyksessä taajuusmuuttaja 1 (max 1,5) pienentää paineiskuja sekä käynnistyksessä, että pysäytyksessä. * Uppopumppujen valmistajat ilmoittavat Is/In suhteen suorakäynnistyksessä jokaiselle pumpulle erikseen ja ne saattavat olla pienempiäkin kuin 6. ** Pehmokäynnistin opas, ABB 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 Kiitoksia mielenkiinnosta 32

Samankaltaiset tiedostot

Turvetuotantoalueen kuivatusvesien pumppaus Pk-yrittäjien turvetuotannon kehittäminen TUTKIMUSRAPORTTI. Esa Kallio, Ari Erkkilä.

TUTKIMUSRAPORTTI Nro VTT-R-10670-07 5.12.2007 Turvetuotantoalueen kuivatusvesien pumppaus Pk-yrittäjien turvetuotannon kehittäminen Kirjoittajat: Esa Kallio, Ari Erkkilä Luottamuksellisuus: Julkinen 2