Wielki projekt z obszarem roboczym zaledwie 80 metrów

 

PROJEKT:

Centrum Energetyczne Gateshead

LOKALIZACJA:

Gateshead, Anglia

ZAKOŃCZENIE BUDOWY:

2018

OBSZARY ZASTOSOWANIA:

Sieć ciepłownicza dalekiego zasięgu

SYSTEM:

aquatherm blue pipe ti


WYZWANIE:

Istniejąca sieć ciepłownicza miała być rozbudowana w sposób jak najmniej uciążliwy dla okolicznych  mieszkańców i przedsiębiorstw.

ROZWIĄZANIE:

Instalacje rurowe aquatherm zostały ułożone w wykopach o długości zaledwie 80 metrów. Było to znaczne ułatwienie dla okolicznych mieszkańców i firm, ponieważ zminimalizowano ilość zamkniętych dróg i objazdów. Do zabezpieczenia niewielkiego wykopu potrzeba było mniej elementów ochronnych, co pozwoliło na redukcję kosztów.

Ograniczenia i koszty zminimalizowane dzięki rurociągom aquatherm

Gateshead to miasto w północno-wschodniej Anglii, liczące około 202 419 mieszkańców. Znane jest ze swojej architektury m.in. budynków Sage Gateshead, Angel of the North i Baltic Centre for Contemporary Art. W 2017r. Minister Przemysłu i Energii Wielkiej Brytanii – Jesse Norman, przedstawił przełomową koncepcję energetyczną dla domów i firm w Gateshead, która ma na celu zmniejszenie rachunków za energię i emisji dwutlenku węgla.

Nowe centrum energetyczne wytwarza zarówno ciepło, jak i energię elektryczną do bezpośredniej sprzedaży klientom i dostarcza je poprzez nowy 3-kilometrowy rurociąg  podziemny oraz kable wysokiego napięcia. W przeciwieństwie do konwencjonalnych elektrowni, centrum ciepłownicze w Gateshead jest w stanie wychwycić do 85% ciepła odpadowego, wytwarzanego podczas produkcji energii i skierować je bezpośrednio do budynków użyteczności publicznej, przedsiębiorstw i prywatnych gospodarstw domowych. Centrum energetyczne wykorzystuje dwie gazowe elektrociepłownie o mocy 2 MW do wytwarzania energii elektrycznej, wystarczającej dla 5000 domów, odzyskując przy tym ciepło odpadowe z silników, w celu zapewnienia gorącej wody do ogrzewania. W konwencjonalnych elektrowniach ciepło odpadowe jest uwalniane do atmosfery.

Sieć ciepłownicza w Gateshead jest nie tylko innowacyjna, ale również dostarczyła wielu danych porównawczych, ponieważ w pierwotnym systemie wybrano rury stalowe, podczas gdy rozbudowa została wykonana z zastosowaniem systemu preizolowanych rur aquatherm blue pipe ti. Obszar roboczy dla rurociągów stalowych wynosi 250 metrów na odcinek konstrukcyjny. Wiąże się to ze wzrostem kosztów i stwarza poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa. Prace mają również ogromny wpływ na transport publiczny oraz na mobilność mieszkańców i okolicznych przedsiębiorstw. Wykop pod rurociąg musiał mieć głębokość ponad 1,2 metra, co stwarzało trudne warunki pracy i wymagało dodatkowego zabezpieczenia wykopu. Spawanie złącza stalowego o średnicy 200 mm, trwa około 2 godzin – tak długi proces łączenia rur stanowi poważny problem, ponieważ wykop musi w tym czasie pozostać otwarty. Dużym wyzwaniem, z którym musiały zmierzyć się firmy inżynierskie, był brak wyszkolonych spawaczy. Długotrwałe czyszczenie chemiczne i płukanie stalowych rurociągów również zajęło około dwóch miesięcy.

Oszczędność pracy

Rury firmy aquatherm zostały ułożone przez wykonawców w obszarze roboczym o długości zaledwie 80 metrów, co znacznie ułatwiło życie mieszkańcom i przedsiębiorcom. Ograniczono ilość zamkniętych dróg i objazdów, minimalizując ryzyko korków. Do zabezpieczenia wykopu potrzeba było mniej sprzętu, co przekładało się na niższe koszty.

Proces zgrzewania doczołowego rur aquatherm przebiega znacznie szybciej niż zgrzewanie rur stalowych. Przyłącze DN 200 na rurze aquatherm wykonanej z odpornego na korozję polipropylenu (PP-R) wymaga ok. 8 minut na podgrzanie i 43 minut na stopienie i schłodzenie. Potrzeba zatem łącznie 51 minut, aby połączyć dwa odcinki rury DN200 o długości 23,2 metra. Dzięi temu zaoszczędzono wiele pracy podczas instalacji, co przyczyniło się do zwiększenia opłacalności całego projektu. Ze względu na niewielki ciężar tworzywa sztucznego jakim jest polipropylen, transport rur aquatherm jest łatwiejszy w porównaniu z rurami stalowymi, a ręczna obsługa również przebiega bez problemów. Firma instalacyjna zaoszczędziła również na kosztach robocizny, dzięki wykorzystaniu mniejszych grup roboczych.

1 metr rury stalowej DN200 = 42,5 kg
1 metr rury aquatherm DN200 = 16,5 kg

Dostępność kształtek aquatherm również odegrała znaczącą rolę w przyspieszeniu montażu, ponieważ odcinki stalowe, które zwykle wykonywane są na placu budowy, mogą być prefabrykowane w aquatherm. Umożliwiło to szybszą reakcję na zmiany w projekcie, gdy na planowanej trasie niespodziewanie pojawiały się dodatkowe przewody. Ponadto, elastyczność i ciężar systemu ułatwiły instalatorom ominięcie istniejących rurociągów.

Stal wymaga dodatkowych mijanek i rur w celu absorpcji rozszerzeń, spowodowanych zmianami temperatury w systemie. Ze względu na posadowienie instalacji aquatherm ti w ziemi, nie ma konieczności stosowania łuków dylatacyjnych w gruncie, ponieważ wbudowana rura przejmuje siły rozprężające w ściance rury. Prowadzi to do znacznego obniżenia kosztów, gdyż niższe jest zużycie materiałów oraz zapotrzebowanie na siłę roboczą i prace inżynieryjne.

Oszczędność kosztów około 460 euro na metr

Z powodu oporów przepływu w rurach stalowych i osadów powstających w ich wnętrzu, system stalowy wymaga większej mocy pomp niż system z PP-R. Im starsza jest instalacja, tym większe są osady i chropowatość ścianek, co dodatkowo zwiększa koszty. W porównaniu ze stalą, odporna na korozję rura aquatherm może przynieść 15% oszczędności kosztów energii. Sprawność cieplna rur polipropylenowych jest również znacznie wyższa niż rur stalowych.

aquatherm = 0,15 W/mk
Stal = 54 W/mk

Rozbudowa o 1,3 km sieci ciepłowniczej w Gateshead okazała się wielkim sukcesem. System został w pełni uruchomiony w 2018 roku, przy czym zimą pracuje on z przepływem 81 °C, a latem o około 5 °C mniej. Dzięki zastosowaniu rur aquatherm zamiast rur stalowych, rada miejska Gateshead zaoszczędziła około 460 euro za 1 m instalacji. Wartość ta opiera się wyłącznie na kosztach budowy i instalacji rur aquatherm w porównaniu z rurami stalowymi i nie obejmuje oszczędności kosztów, powstałych po uruchomieniu systemu. Większość kosztów związanych z siecią ciepłowniczą, to koszty kapitałowe i operacyjne.

Instalator, Balfour Beatty wyjaśnia:

„Innowacyjność jest kluczem do wprowadzania efektywnych kosztowo rozwiązań na nowe i rozwijające się rynki. Rozbudowa sieci ciepłowniczej w Gateshead z wykorzystaniem nowych rur PP-R, o większej średnicy niż dotychczas stosowane w Wielkiej Brytanii, była doskonałą okazją do wykorzystania naszej kultury innowacji. Zastosowanie systemów rurowych aquatherm eliminuje konieczność stosowania pętli rozprężnych, ponieważ są to rury samokompensujące. To znacznie skraca czas realizacji, minimalizuje potrzebę rozległego zarządzania ruchem i ułatwia montaż instalacji.”

Kontakt: aquatherm GmbH | Biggen 5 | 57439 Attendorn | Niemcy | Tel: +49 2722 950 0 | info@aquatherm.de