Készítette: Gönczi Gábor. Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság

Átírás

1 Műtárgyvizsgálatok Fővárosi Vízművek Zrt-nél. (Víztároló medencék üzemtani felülvizsgálata, Homokszűrők visszamosatási ciklusának vizsgálata, Ülepítő optimalizálás) Készítette: Gönczi Gábor 1

2 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. vizvonal@vizmuvek.hu

3 Fővárosi Vízművek történelme: hagyományok és innováció Alapítás Privatizáció Visszavásárlás Margit-szigeti víztorony Folyamatos vízszolgáltatás a II. Világháború alatt Budapesten Szennyvízágazat BKSZTT 3 Fővárosi Vízművek Rt. vizvonal@vizmuvek.hu

4 A társaság fő mutatói 5200 km vízhálózat 156 millió m 3 /év termelés 1 millió m 3 napi kapacitás 740 kút ügyfél fő ellátott lakosság 2 tisztítómű 345 km szennyvízhálózat 90 millió m 3 /év tisztítás m 3 napi kapacitás 5 tisztítómű 35 milliárd Ft bevétel, ebből: 23 milliárd ivóvíz 8 milliárd szennyvíz 4 milliárd export és egyéb bevétel 4 Fővárosi Vízművek Rt. vizvonal@vizmuvek.hu

5 Legfontosabb kompetenciák Irányítási folyamatok Építési tevékenység Mérnöki tevékenység Work Force Management Irányitási központ kialakítása SCADA rendszer bevezetése Contact Center Nem számlázott víz Vízkezelő művek építése Mobil vízkezelő művek telepítése Nyomásmenedzsment Vízveszteség elemzés Vízminőségi projektek 5 Fővárosi Vízművek Rt. vizvonal@vizmuvek.hu

6 Tartalom 1. Medencék üzemének vizsgálata és zongora alakú medence vizsgálata 2. Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata 3. Ülepítő műtárgy alakoptimalizálás 6

7 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

8 Medencék üzemének vizsgálata (Fő paraméterek) Átlagos tartózkodási idő: Lokális tartózkodási idő Vízcsere Q in [m 3 /s] Víztároló V [m 3 ] Q out [m 3 /s] 8

9 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

10 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: elem Turbulencia modell: k-ε vagy SST Material: Variable composition mixture (Kinematic Diffusivity) 10

11 Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények) Lipóti új medence Lipóti régi medence 11

12 Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények) Krisztina régi medence 12

13 Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények validációja) Áramlás megfestése kicsinyített fizikai modellen Alacsony sebességű zóna a terelőfal tövében 13

14 Medencék üzemének vizsgálata (CFD eredmények összefoglalva) Medence neve Lipóti öreg medence Lipóti öreg medence (áramlásirányítókkal) Átlagos tartózkodási idő(scada adat) [nap] Átlagos tartózkodási idő(cfd adat) [day] Vízcsere 24h alatt (CFD adat , ,78 Lipóti új ,815 Krisztina öreg medence ,812 Dayka medence 0,84 0,99 1,01 14

15 Zongora alakú medence vizsgálata m 3 -es zongora medence alak vizsgálata Total time: 1440 min Time step: 0.25 min elemből álló dinamikus háló k-ε Turbulencia modell Tranziens modell, a medence teljes üzemének modellezése 15

16 Zongora alakú medence vizsgálata (Átfolyó és ellennyomó üzem) Átfolyó üzem Ellennyomó üzem üzem 16

17 Zongora alakú medence vizsgálata (A medence modellkísérlete a Műegyetem Áramlástan Tanszékén (1971) ) lélegző modell 17

18 18 Zongora alakú medence vizsgálata (CFD modell és fizikai füst kísérlet összehasonlítása)

19 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

20 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

21 Homokszűrők visszamosatásának vizsgálata (teljes geometria) 21

22 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

23 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 [s] 23

24 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

25 Ülepítő optimalizálása (szemcsepályák összehasonlítása) 25

26 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

27 További modellezési témák Lokális csőveszteség meghatározás UV fertőtlenítő berendezés belépő sebességprofil vizsgálata Fertőtlenítőanyagok elkeveredésének vizsgálata (beadagolási pontok meghatározása) 27

28 Köszönöm a figyelmet! 28