Készítette: Gönczi Gábor. Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság

Műtárgyvizsgálatok Fővárosi Vízművek Zrt-nél. (Víztároló medencék üzemtani felülvizsgálata, Homokszűrők visszamosatási ciklusának vizsgálata, Ülepítő optimalizálás)

Készítette: Gönczi Gábor

1

Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság • www.vizmuvek.hu • [email protected]

Fővárosi Vízművek

• 147 év üzemeltetési tapasztalat • Üzemeltetés Európa 9. legnagyobb városában, Budapesten

• Kiemelkedő víziközmű szolgáltató a közép-európai térségben

• Számos technológiai fejlesztés, 19 szabadalom • Nemzetközi szakmai tapasztalat • Kiváló vízminőség európai szinten is

2

Fővárosi Vízművek Rt. • www.vizmuvek.hu • [email protected]

Fővárosi Vízművek történelme: hagyományok és innováció Privatizáció

Alapítás 1868

3

1997

1913

1945

Margit-szigeti víztorony

Folyamatos vízszolgáltatás a II. Világháború alatt Budapesten

Visszavásárlás 2012

2004 Szennyvízágazat


2013 BKSZTT

A társaság fő mutatói

5200 km vízhálózat 156 millió m3/év termelés 1 millió m3 napi kapacitás 740 kút 2 tisztítómű

750 000 ügyfél 2 000 000 fő ellátott lakosság 345 km szennyvízhálózat 90 millió m3/év tisztítás 369 000 m3 napi kapacitás 5 tisztítómű 35 milliárd Ft bevétel, ebből: • 23 milliárd ivóvíz • 8 milliárd szennyvíz • 4 milliárd export és egyéb bevétel

4


Legfontosabb kompetenciák

Irányítási folyamatok

Építési tevékenység

• • • • •

• •

5

Work Force Management Irányitási központ kialakítása SCADA rendszer bevezetése

Vízkezelő művek építése Mobil vízkezelő művek telepítése

Contact Center Nem számlázott víz


Mérnöki tevékenység

• • •

Nyomásmenedzsment Vízveszteség elemzés Vízminőségi projektek

Tartalom

1. Medencék üzemének vizsgálata és zongora alakú medence vizsgálata 2. Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata 3. Ülepítő műtárgy alakoptimalizálás

6


Miért szükséges a víztároló medencék CFD vizsgálata? • Csökkenő vízfogyasztás miatt módosult a medencék üzemeltetése • Jelenlegi üzemállapot hatásairól csak közvetett információk álltak rendelkezésre • Eddigi vizsgálati módszerek nem biztosítottak kellőképpen részletes eredményeket.

7


Medencék üzemének vizsgálata (Fő paraméterek)

• Átlagos tartózkodási idő: • Lokális tartózkodási idő • Vízcsere Víztároló

Qin [m3/s]

8

V [m3]

Qout [m3/s]


Medencék üzemének vizsgálata (Eddig használt CFD módszerek) • Állandósult állapotú vizsgálat • Tranziens egy fázisú vizsgálat statikus hálóval • Tranziens kétfázisú közeg-térfogat modell statikus hálóval • Tranziens egy fázisú vizsgálat dinamikus hálóval 9


Medencék üzemének vizsgálata (Tranziens mixture modell dinamikus hálóval) • A módszer pontosan leköveti a vízfelszín változást (ez a bemeneti peremfeltétel), ezáltal ideális ellennyomó medencék vizsgálatára is • Két fajta („régi” és „új”) víz alkalmazása modellben lehetővé teszi a vízcsere pontos meghatározását • Eltérő hőmérsékletű betápvíz okozta vízrétegződés modellezése is lehetséges • Total time: 1 nap; Time steps: ~0.25 min • Hálóméret: 100000-500000 elem • Turbulencia modell: k-ε vagy SST • Material: Variable composition mixture (Kinematic Diffusivity) 10


Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények) Lipóti új medence

11

Lipóti régi medence


Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények) Krisztina régi medence

12


Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények validációja) Áramlás megfestése kicsinyített fizikai modellen

Alacsony sebességű zóna a terelőfal tövében 13


Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények összefoglalva)

14

Medence neve

Átlagos tartózkodási idő(SCADA adat) [nap]

Átlagos tartózkodási idő(CFD adat) [day]

Vízcsere 24h alatt (CFD adat

Lipóti öreg medence

1.22

2.5

0,66

Lipóti öreg medence (áramlásirányítókkal)

1.22

1.8

0,78

Lipóti új

1.22

1.4

0,815

Krisztina öreg medence

1.2

1.8-2

0,812

Dayka medence

0,84

0,99

1,01


Zongora alakú medence vizsgálata • 10000 m3-es zongora medence alak vizsgálata • Total time: 1440 min • Time step: 0.25 min • 435997 elemből álló dinamikus háló • k-ε Turbulencia modell • Tranziens modell, a medence teljes üzemének modellezése 15

Zongora alakú medence vizsgálata (Átfolyó és ellennyomó üzem)

Átfolyó üzem

16

Ellennyomó üzem üzem

Zongora alakú medence vizsgálata (A medence modellkísérlete a Műegyetem Áramlástan Tanszékén (1971) ) • „lélegző” modell

17

Zongora alakú medence vizsgálata (CFD modell és fizikai füst kísérlet összehasonlítása)

18

Medencék CFD vizsgálatának összefoglalása

• Meglévő műtárgyakban pangó terek feltárása • Energia hatékony kis vízmozgással járó medence üzemeltetés előzetes tesztelése (Vízminőségi kockázatok elkerülése) • Új víztároló műtárgyak tervezésének segítése (alakoptimalizálás üzemeltetési igényekhez)

19


Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata • Homokszűrő visszamosatásának teljes vizsgálata • Optimális mosó levegő és mosóvíz térfogatáram meghatározása • Visszamosató csőrendszer vizsgálat, • Visszamosatás modellezése, homok és támréteg mozgásának meghatározása a visszamosatás alatt.

20


Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata (teljes geometria)

21


Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata (Kapcsolódó elemek vizsgálata) • Kollektor cső modellezése. (Levegős, vegyes és vizes visszamosatás során) • Dréncső modellezése • Kapott eredmények szolgálnak a szűrőréteg modell peremfeltételeiként

22


Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata (Homokréteg és támréteg modellezése) • Tranziens modell • Szűrőréteg egy szelete • Homok és támréteg dispesed solid-ként modellezve • Támréteg szemcse átmérő: 1.2 [mm] • Homokréteg szemcse átmérő: 10 [mm] • TS: adaptive 0.01-0.5 [s]

23


Ülepítő optimalizálása Célok: • Ülepítő rekonstrukció támogatása • Alak optimalizáció • Szemcsék ülepedésének meghatározása áramlástani adatok alapján

Alap modell beállítások: • Állandósult állapotú modell (gyors lefutás) • k-ε turbulencia modell

24


Ülepítő optimalizálása (szemcsepályák összehasonlítása)

25


Ülepítő optimalizálása (iszap elszívó vezeték) • Tranziens modell • Leülepedett iszap folyadékként és szemcsehalmazként is lemodellezve • Eredmények alapján a dréncső elhelyezése és alakja optimalizálható, amellyel a technológiai vízveszteség minimalizálható

26


További modellezési témák

• Lokális csőveszteség meghatározás • UV fertőtlenítő berendezés belépő sebességprofil vizsgálata • Fertőtlenítőanyagok elkeveredésének vizsgálata (beadagolási pontok meghatározása)

27


Köszönöm a figyelmet!

28


Készítette: Gönczi Gábor. Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság

Recommend Documents