Témata
Reklama

Silnostěnné ocelového potrubí v solárně termickém systému sušení čistírenských kalů

V západoněmeckém Bottropu se v současné době staví solárně termický systém pro sušení čistírenských kalů, který patří mezi největší na světě. Takto náročný projekt vyžaduje nejenom důsledný inženýring potřebný k jeho realizaci, ale také detailní plánování všech stavebních prací po celou dobu výstavby.

Komerční článek

Typickým příkladem je propojení mnoha stovek otopných okruhů ve 32 sušicích halách. Vzhledem k tomu, že haly jsou umístěny na nezpevněném podloží, musí tyto okruhy dlouhodobě odolávat značným tepelným, korozivním a také mechanickým vlivům. Proto bylo použito konvenční silnostěnné ocelové potrubí v dimenzích 1¼ až 4 palce (DN 32 až DN 100). Ovšem v kombinaci se spojkami systémů Megapress (⅜ až 2 palce) a Megapress S XL (2½ až 4 palce) od společnosti Viega, které jsou místo klasického svařování spojovány pokrokovým zalisováním.

Hlavním cílem je úspora energie

Čistírna odpadních vod v Bottropu je jednou z největších v Německu. Upravuje nejen odpadní vody produkované přibližně 5 miliony obyvatel z celého povodí řeky Emscher, ale čistí a eventuálně spaluje rovněž externí kaly, které jsou do čistírny přiváženy. Tento proces je nejenom složitý, ale také energeticky náročný. Aby bylo možné spálit 120 000 tun kalů ročně ve dvou pecích v sousední teplárně při teplotě přibližně 450 °C, musí mít kaly definovaný obsah sušiny. Optimální je úroveň mezi 60–70 %. Dříve se toho dosahovalo přidáním přibližně 20 000 t černého uhlí během procesu spalování. Systém solárně termického sušení (STT), jako součást celkového balíčku hybridní elektrárny Emscher, má v budoucnu toto množství co nejvíce snížit a ulehčit tak životnímu prostředí a zároveň šetřit cenné zdroje.

Částečný pohled na hybridní elektrárnu Emscher se skleněnými halami na sušení čistírenských kalů v popředí. (Foto: Viega)

Za tímto účelem se kaly z čistíren odpadních vod budou předsoušet ve 32 halách. Tyto haly, postavené jako skleníky, se nacházejí na zhruba 61 000 m2 nezpevněné půdy, na místě bývalých kalových rybníků. Ve skleněných halách se kal bude sušit přibližně 10 až 14 dní na přirozeném slunečním světle – a půjde tak příkladem z ekologického hlediska. Pokud nebude dostatek slunečního záření, otopné okruhy pod stropem haly dodají teplo z vlastní teplárny nebo ze čtyřstupňové kaskádové teplárny s tepelným výkonem 10 MW. Na rozměry instalace upozorňuje zejména jeden údaj. Při plném provozu sušicího systému se z čistírenských kalů ročně odpaří přibližně 100 000 m3 vody. Čistě aritmeticky se jedná o ekvivalent takového množství pitné vody, které denně spotřebuje celý Frankfurt nad Mohanem.

Lehké haly v pohybu

„V takovém rozsahu je sušení čistírenských kalů ojedinělé, a to i ve srovnání se všemi předchozími aplikacemi, které dosahovaly maximálně 10 % potřebného výkonu,“ vysvětluje projektový manažer hlavního projektanta Norbert Schepers ze společnosti Emscher Wassertechnik GmbH. Při délce jedné haly více než 160 m vyvstává otázka, jak absorbovat značnou a de facto permanentní tepelnou roztažnost její lehké konstrukce, která je neustále přenášena i na instalované potrubí. Vnější atmosférické vlivy a mikroklima uvnitř haly navíc mohou způsobit, že tyto roztažnosti budou protichůdné nebo minimálně velmi rozdílné.

Spojovací systém Megapress dosahuje díky technice lisovaných spojů značných časových úspor při instalaci. (Foto: Viega)

Proto bylo více než 12 km ocelového potrubí pospojováno pomocí systému Viega Megapress. Na dlouhých rovných úsecích byly použity dilatační kompenzátory nebo široké ohyby. Na každém vyústění hlavního rozvodného potrubí do jednotlivých hal a na připojení otopných okruhů pak flexibilní hadicové přípojky. Kromě výše zmíněných tepelných vlivů jsou totiž instalace namáhány také stavebně dynamickými pohyby lehkých konstrukcí hal. Pevné potrubní spoje by zde byly vystaveny nejextrémnějším zatížením. Pružné spoje však umožňují konstrukční oddělení, které kompenzuje všechny smykové pohyby.

Spojovací systém Megapress

Spojovací systém Megapress lze použít pro silnostěnné ocelové trubky v rozměrech od ⅜ do 2 palců. Ve velkých průmyslových instalacích se používá systém Megapress S XL v rozměrech 2½, 3 a 4 palce, typicky ve velkých chladicích, topných, sprinklerových systémech nebo systémech stlačeného vzduchu. Technika lisovaných spojů je až o 80 % rychlejší než běžné svařování, závitování nebo drážkování a lze ji použít i pro pozinkované nebo průmyslově lakované ocelové trubky. Na rozdíl od svařování lze touto technologií opravovat potrubí i v případě, že v něm ještě stále zůstává zbytková voda.

Některé haly na sušení čistírenských kalů, postavené jako skleníky, jsou dlouhé přes 160 m, v prostřední uličce dokonce přes 200 m. (Foto: Viega)

Lisování je ekonomičtější než svařování

Generální dodavatel stavby IRB Industrie-Rohrbau GmbH z Rödinghausenu, který prováděl i instalační práce, je přesvědčen, že lisování spojů silnostěnných ocelových trubek za studena namísto jejich svařování přineslo další rozhodující výhodu, která přesahuje to, co se od potrubního systému obecně očekávalo. Zejména vzhledem k vysokému množství spojů a extrémnímu zatížení byl tento přístup mnohem ekonomičtější, říká vedoucí konstrukce IRB Michael Puckrandt: „V závislosti na jmenovité šířce potrubí strávíme na každém spojovaném spoji až o 80 % méně času než při běžném svařování. Navzdory vyšším materiálovým nákladům je tak technologie lisovaných spojů velmi výhodnou alternativou.“

Flexibilní propojení otopných okruhů v halách a připojení k hlavnímu rozvodu slouží pro vyrovnání pohybů způsobených tepelnými a mechanickými vlivy. (Foto: Viega)

A jak reaguje zákazník, zvláště u tak neobvyklého projektu, když nemá žádné zkušenosti, o které by se mohl opřít? Mistr instalatér Puckrandt říká: „Zpočátku každý zákazník očekává výsledek, který si objednal. Nezáleží na tom, zda je tohoto výsledku dosaženo svařováním nebo lisováním. Zejména v tomto případě jsme si však předem v úzké konzultaci se všemi zúčastněnými, včetně společnosti Viega jako dodavatele spojovacího systému, ověřili, jak se budou v tomto instalačním prostředí chovat například spoje z nelegované oceli 1.0308 s vnější galvanickou povrchovou úpravou zinkem a niklem nebo zda zalisovaný spoj spolehlivě vydrží někdy nadprůměrné až enormní mechanické zatížení.“ Výsledek je více než přesvědčivý, protože kromě robustních materiálových vlastností jsou lisované spoje spolehlivě těsné i na ocelových trubkách s povrchovou úpravou podle AGI Q151, a to při poměrně malém množství přípravných a dokončovacích prací. „A rovněž v drsných podmínkách,“ zdůrazňuje Michael Puckrandt: „Protože na spoje v hlavním potrubí stále působí extrémně vysoké síly. Přesto i zde a při měnících se vnějších vlivech systém Megapress dosud nezklamal.“

Obrovská pevnost ocelových trubek a lisovaných spojů Megapress umožňuje uložení potrubí s minimem pevných bodů pod stropem haly. (Foto: Viega)

Pro generálního dodavatele z německého regionu Vestfálsko se tak prostředí instalace, které je v provozních podmínkách stejně výjimečné jako náročné, stává referenčním objektem. Ten v konečném důsledku dokazuje, že výkonnost zručného a kvalifikovaného svářeče lze hravě překonat dokonce pomocí nákladově efektivnější, a i bezpečnější technologie, jakou je lisování spojů, říká Michael Puckrandt a podotýká: „Pro nás je to hmatatelný krok k udržitelné budoucnosti, protože problém kvalifikované pracovní síly je pro odvětví instalace potrubí akutní již nyní. Dobré a zkušené svářeče je stále obtížnější najít.“

Související články
Lisovací systémy od Viega lze použít i v jaderných elektrárnách

Po rozsáhlém testování a schvalovacím procesu byly instalační komponenty systému Viega Megapress schváleny i pro použití v jaderných elektrárnách. Díky rychlému, bezpečnému a nákladově efektivnímu procesu instalace může provozovatel PreussenElektra šetřit náklady i čas při vyřazování svých elektráren Unterweser a Isar 1 z provozu.

Základní principy ověřování stálosti vlastností základního materiálu

V tomto článku je popsán souhrn požadavků kladených na výrobce ocelového základního materiálu použitého ve stavebnictví, tak aby se zabezpečilo posouzení původu stavebního výrobku jako celku uváděného na trh EU již od prvopočátku.

Svařování mostních konstrukcí

Společnost OK-BE, s.r.o., vznikla v roce 1993 v Novém Kníně v okrese Příbram. Název společnosti vznikl spojením zkratek slov ocelové konstrukce a betony, čímž se firma zabývá dodnes. Za poměrně krátkou působnost si společnost vydobyla pevné místo na trhu kvalitou a výhodností svých nabídek prací, zejména ve výrobě, provádění povrchové ochrany a montáži ocelových konstrukcí.

Související články
MM Podcast: Glosa - Jak se upekl dort (Národního plánu obnovy)

Národní plán obnovy ČR a jeho objem 191 mld. Dokážeme jej skutečně využít? Na Slovensku kolem premiéra Krečmara vzniká poradní tým odborníků, které do tohoto postu neuvedla politická loajalita, jak tomu bývá u nás, ale skutečné zkušenosti globálního charakteru např. s vlastním podnikáním a zaváděním inovací do praxe. Mají jasno, co budoucí průmysl pro nakopnutí země potřebuje. Žádný politický populismus, žádné zpátečnické názory. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
MSV ve znamení technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i tvůrci nejrůznějších sofistikovaných technologií. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Ing. Michala Badina ze společnosti TOX Pressotechnik a Ing. Aleše Zapletala ze společnosti Raveo.

Názorové fórum odborníků

Energetická náročnost výrobních provozů zvláště v oblasti tváření, svařování či v oblasti zpracování plechů a profilů je důležitým kritériem pro udržitelnou výrobu. Jakou roli hrají úvahy o energetické náročnosti a budoucí udržitelnosti provozu při vývoji nových zařízení?

Jaká je energetická náročnost vámi vyráběných strojů a zařízení ve srovnání s jejich předchozími generacemi? Jakým způsobem bylo případné snížení spotřeby energií dosaženo?

Modulární lisovací systémy

Od univerzálních standardních lisů až po jednoúčelové speciální lisy - firma TOX Pressotechnik je díky svému modulárnímu systému lisů a pohonů schopna realizovat speciální a úsporná řešení v krátkém čase. Lisy ecoLine je možné sestavit v online konfigurátoru.

Využití výrobků z recyklovaných plastů

Plastové odpady a jejich využití je v současné době velmi diskutovaným tématem. Očista naší země je velice důležitá, protože spousta plastového odpadu končí na skládkách a ve vodách oceánů. Proč tento odpad nezpracovat v rámci recyklace na smysluplné výrobky?

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Šetří lasery energii? Jak je to s lasery, ekologií a ekonomií?

Ekologie v průmyslu je téma, které se dnes velmi často probírá. Jedná se o mimořádně širokou problematiku, zahrnující úspory energií, eliminaci či alespoň snížení vzniku zdraví ohrožujících zplodin či omezení potřeby nebezpečných chemikálií v oblasti průmyslové výroby. V dnešním článku se na tuto problematiku podíváme z hlediska výhod a nevýhod jednotlivých laserových technologií, které se díky klesající ceně při zachování dobrých technických parametrů a nízkých provozních nákladů dostávají i do podniků s menším obratem a nižším počtem zaměstnanců.

Tlakový vzduch na míru

Plynulá dodávka tlakového vzduchu je ve velké většině případů jednou ze základních podmínek zajištění plynulé výroby. Vyžaduje však vysoce efektivní kompresorovou techniku, což může být investičně nákladné. Společnost Kaeser Kompressoren proto přišla už před téměř 15 lety na český trh s výhodným řešením pod označením Sigma Air Utility, jež přesouvá takovéto investice do kategorie provozních nákladů. Služba Sigma Air Utility se osvědčila ve světě i u nás.

Možná řešení průmyslových a výrobních hal

Vizuální komunikace firmy v souladu s moderní architekturou – to je současný trend v oboru průmyslové haly a komerční objekty. Vítězí jednoduché, energeticky úsporné a bezpečné stavební systémy.

Co se skrývá za značkou? Opel, Peugeot, Porsche

Další díl našeho seriálu, navazující na historickou encyklopedii ostravské rodačky a profesorky Jany Geršlové, vám poodhaluje historická fakta spojená se vznikem světových firem a korporací. Každý měsíc vám předkládáme zkrácené ukázky třech vybraných oborově tříděných značek. 

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit