Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
2. szám - Dr. Schneider Szilárd: Körvezetékes vízellátó hálózatok optimalizálása
Hidrológiai Közlöny 1973. 3. sz. 66 Körvezetékes vízellátó hálózatok optimalizálása Dr. SCHNEIDER SZILÁRD* Bevezetésként az alapfogalmakat egy klasszikus, közismert példán az 1. ábra „A" jelű hálózatán szemléltetjük. Ezt a hálózatot egy átfolyó víztorony látja el, a víztornyot egy fővezeték táplálja. A rendszernek a csőátmérőktől függő veszteségmagassága két tag összege; Fővezeték súrlódási vesztesége. Szintkülönbség az átfolyó víztorony fenékszintje és a legnagyobb abszolút (hasonlító sík feletti, m. Orsz.) nyomásmagasság-igény között. További energiaveszteséget okoz az egymástól eltérő absz. nyomásmagasságú fogyasztók összevonása nyomásövezetbe. Ez a veszteség azonban független a csőátmérőktől. Az átfolyó medence fenékszintjét az a követelmény rögzíti, hogy csúcsfogyasztáskor az összes csomópontokon biztosítani kell a szükséges nyomásmagasságot. Mértékadó kizárólag a csúcsfogyasztás. Ez a fenékszint teljesen független attól, hogy a viszonylag rövid csúcsfogyasztási időszakon kívül az egyes ágakon mennyi víz folyik. Kisebb fogyasztáskor az egyes ágak áramlási vesztesége ugyan csökken, a csomóponti nyomásfelesleg azonban olyan mórtékben növekszik, hogy a hálózati veszteség változatlan marad. A teljes évi vízfogyasztást az átfolyó medence szintjére kell emelni. A túlfolyó és a fenékszint közötti különbözet is okoz energiaveszteséget, ezt gazdaságossági vizsgálatban külön tételként, tározási veszteségként állítjuk számításba. A hálózat optimalizálásánál egységesen medence fenékszinttel számolunk. Az átfolyó víztornyot tápláló fővezeték gazdaságos, átmérője a hálózattól független. Kiszámíthatjuk ezért három-négy szomszédos szabványos mérettel a fővezeték összehasonlító költségét, gazdaságos az a méret, melyhez a legkisebb összehasonlító költség tartozik. Az összehasonlító költség a beruházási és a diszkontált üzemi költségek összege. A kamat, amortizáció és a karbantartás összegével osztva az összehasonlító költség az általánosan használt K(D) = B(D) + h(D) • G (millió Ft) alakra hozható K(D) összehasonlító költség (millió Ft) B(D) beruházási költség (millió Ft) h(D) mértékadó veszteségmagasság (m) G gazdasági paraméter (millió Ft/m) A G paraméter értéke független a csőátmérőtől. A csővezeték átmérőjének növelése (csökkentése), mely h(D) értékét egy méterrel csökkenti (növeli) gazdaságos, ha a szükséges beruházási többletköltség (megtakarítás) kisebb (nagyobb) G millió Ft/m értéknél. Ez a G paraméter műszaki—gazdasági értelmezése. A G paraméter két tényezőre Q a/E bontható, Q a (m 3/a) az évi vízfogyasztás. Az E tényező függ a villamos energia átlagos egységárától, a szivattyútelep hatásfokától ós szabályozási veszteségtől, a csővezeték vár* Vízügyi Tervező Vállalat, Budapest. Fővezeték & Hálózat JELMAGYARAZAT: Meglévő Tervezett ^ Szivattyútelep X3 Víztorony 1. ábra. Elágazó és körvezetékes hálózat Puc. 7. Pa3eemeAHwu)an u KOAbifeean cemu Abb. 1. Verästelung und Ringleitungsnetz ható élettartamától, a karbantartási költségektől és a diszkontálási kamatlábtól. A mértékadó h(D) veszteségmagasság egy súlyozott átlag. A szivattyútelep vízszállítása változó, a szállított mennyiséggel változik a veszteségmagasság is. Az évi fogyasztás különböző üzemállapotban kerül szállításra, ezeket az üzemállapotokat fővezetéknél a telep vízszállítása (l/s) jellemzi. Az egyes üzemállapotokban évente szállított menynyiségek összege a teljes évi vízszállítás. A mértékadó veszteségmagasság az egyes üzemállapotokban fellépő veszteségmagasság értékeknek az illető üzemállapotban évente szállított vízmennyiség szerint súlyozott középértéke. A továbbiakban ezekhez, a fővezetékek gazdaságossági vizsgálatában szereplő, ismert fogalmakhoz kapcsolódunk. Kör vezetékes hálózat A körvezetékes hálózat optimalizálását szemléltető példánkban feltételezzük, hogy az 1. ábra ,,A" jelű hálózatát a növekvő vízigény ellátására két körvezeték kialakításával már korábban bővítettük. A további hálózatfejlesztéshez azonban a meglevő víztorony túl alacsonynak bizonyult. Példánkban vizsgált bővítés koncepciója egy új víztorony és három új vezetékág építése. Ezt a bővítést az 1. ábra ,,B" hálózatán szaggatott vonallal ábrázoltuk. Csőhálózatok új szakaszokkal folyamatosan bővíthetők. Az új fogyasztóterületek ellátásához új körvezetéket kell fektetni, ez növeli az ellátás biztonságát is. Víztorony szintjét azonban utólag emelni nem lehet. Számpéldánkban meghatározzuk az új vezetékágak optimális átmérőjét és az új torony optimális fenékszintjét. Vizsgáljuk meg mennyiben különbözik ez a feladat egy fővezeték gazdaságos átmérőjének meghatározásától. Egyező mindkét esetben a G paraméter számítása, közgazdasági paramétereink általános érvényűek.
