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Planung und Auslegung von Rohrleitungen mit Regelventilen und Pumpen

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17.06.2021 – 18.06.2021

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Planung und Auslegung von Rohrleitungen mit Regelventilen und Pumpen

In diesem Seminar wird den Teilnehmern gezeigt, wie man bei der Auslegung von Rohrleitungen mit Pumpen und Regelventilen vorgeht. Die Rohrleitungen werden für den geforderten Durchsatz und die erforderliche Festigkeit bei den vorliegenden Betriebsbedingungen ausgelegt.
In Abhängigkeit vom Druckverlust wird der erforderliche Rohrleitungsdurchmesser zur Vermeidung von Kavitation und der wirtschaftliche Durchmesser zur Minimierung der Pumpenleistung ermittelt.
Die Vorschriften der DGRL und der TA Luft müssen berücksichtigt werden.
Die einzelnen Programmpunkte sind im Programm aufgelistet.
Alle diskutierten Punkte werden im Seminar anhand von Beispielen erläutert.
Es wird erläutert, wie man die erforderlichen Berechnungen und Auslegungen für Rohrleitungen, Pumpen, Regelventile etc. ausführt.
Zur Vertiefung des Wissens dienen zahlreiche Übungen für die tägliche Praxis.

Zum Thema

Rohrleitungen oder Rohrleitungssysteme müssen den Anforderungen von Betriebssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit genügt.
Die geforderte Durchsatzrate muss durch den geplanten Querschnitt und die geplante Pumpenleistung erreicht werden. Die Rohrleitung muss mittels der geplanten Materialfestigkeit und Wanddicke dem Innendruck und dem Außendruck stand halten können.
Zudem müssen Lebensdauer und Dichtigkeit des Rohrmaterials gewährleistet sein, um Leckagen, Verunreinigungen der Transportleitung und Umweltrisiken zu vermeiden.
Bei einer falschen Dimensionierung von Rohrleitungen erhält man hohe Druckverluste. Das vergrößert den Energiebedarf.
Es sollte der wirtschaftlich optimale Durchmesser ermittelt werden. Kavitation durch eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit in Engstellen verursacht Kavitation durch die Absenkung des statischen Drucks.
Es muss die maximal zulässige Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden.

Programm

1. Tag, 09:00 - 17:00 Uhr

1.0 Druckverluste – Energiebedarf – Anlagenkennlinien

  • Druckverlustberechnungen für Flüssigkeiten und Gase
  • Reibungs- und Widerstandsbeiwerte von Formstücken und Armaturen
  • Armaturendruckverlust, Rohrleitungskennlinien
  • Energiebedarf von Pumpen, Gebläsen, Verdichtern
  • Rohrleitungskapazität, Sternrohrverteilung
  • Anlagenkennlinien für Parallel- und Serienschaltung von Rohrleitungen

 

2.0 Verschiedenes aus der Praxis und Festigkeitsberechnungen

  • Bernoulligleichung und Absenkung des statischen Drucks
  • zulässige Strömungsgeschwindigkeit zur Vermeidung von Kavitation
  • Kavitationsindex für Blenden
  • Auslegung von Lochblenden für Flüssigkeiten und Gase
  • Vermeidung von Gasmitreißen und Flashdämpfen
  • Schallgeschwindigkeit und Durchflussfunktion
  • Druckstöße mit Rohrleitungskräften und Kompensation
  • Druckanstieg bei Flüssigkeitserwärmung
  • Dimensionierung von Kondensatleitungen
  • Berechnung von Wandstärken, Stützweiten und RL-spannungen
  • Dehnglieder und Kompensatoren, Festpunktkräfte mit und ohne Dehner
  • Spannungsanalyse, Pumpenaufstellung
  • Flanschverbindungen, EN-Normen für Flanschverbindungen
  • Verrohrungsbild mit Pumpen, Regelventil, Durchflussmessung und Wärmetauscher

 

3.0 Armaturen

  • Funktionsweise verschiedener Armaturen, Auswahlkriterien
  • Beispiele für Installationen an Pumpenstationen, Einbauhinweise
  • Antriebe für Kugelhähne und Klappen
  • Sonderarmaturen: Sicherheitsventile, Kondensatableiter, Überströmer, Ex-Schutz-Armaturen

 

2. Tag, 09:00 - 12:30 Uhr

4.0 Regelventile

  • Funktionsbild mit Pumpen- und Rohrleitungskennlinie
  • Berechnung des kV-Werts
  • zulässige Druckdifferenz im Ventil zur Vermeidung von Kavitation
  • Geometrie- und Expansionsfaktor
  • Kontrollberechnungen für den gewählten kVS-Wert
  • Ventil- und Betriebskennlinien unter Berücksichtigung des dynamischen Druckverlustes in der Rohrleitung

 

5.0 Kreiselpumpen

  • Kennlinien von Einzelpumpen und bei Parallel- oder Serienschaltung von Pumpen
  • Drossel- oder Drehzahlregelung, Viskositätseinfluss
  • Mindestdurchsatz zur Wärmeabfuhr im gedrosselten Zustand
  • Auslegung von Pumpenkreisläufen
  • erforderlicher NPSH-Wert der Pumpe und vorhandener NPSHA-Wert der Anlage
  • Einfluss gelöster Gase auf den NPSHA-Wert und die Saug- bzw. Zulaufhöhe
  • Beschleunigungsdruckverlust

 

6.0 Wärme- und Kälteisolierung und Begleitheizung von Rohren

  • Berechnung der Wärmeverluste und der Abkühlung in durchströmten und stehenden Rohrleitungen
  • Dimensionierung von Begleitheizungen
  • Ermittlung der Kälteverluste und der erforderlichen Isolierstärke zur Vermeidung von Taupunktunterschreitungen bei Kälteisolierungen
  • Wasserdampfdiffusion in Kälteisolierungen

 

Übungsteile zur Vertiefung des Wissens:

  • Übung 1: Druckverlustberechnung für Flüssigkeiten
  • Übung 2: Druckverlustberechnung für eine Heißdampfleitung
  • Übung 3.1: Absenkung des statischen Drucks bei höherer Strömungsgeschwindigkeit
  • Übung 3.2: Zulässige Strömungsgeschwindigkeit zur Vermeidung von Kavitation
  • Übung 3.3: Auslegung einer Drosselblende für Flüssigkeiten
  • Übung 4: Ausströmende Wasserstoffmenge bei überkritischen Bedingungen
  • Übung 4.1: Berechnung mit der Durchflussfunktion
  • Übung 4.2: Berechnung mit der Schallgeschwindigkeit
  • Übung 5.1: Berechnung eines Druckstoßes und der zusätzlichen Lagerbelastung
  • Übung 5.2: Dimensionierung einer Kondensatleitung
  • Übung 6.1: Berechnung des kV-Werts für ein Regelventil
  • Übung 6.2: Bestimmung des Geometriefaktors für ein Regelventil
  • Übung 7.1: Berechnung des vorhandenen NPSH-Werts für den physikalischen und den effektiven Dampfdruck bei gelösten Gasen in der Flüssigkeit
  • Übung 7.2: Ermittlung der zulässigen Saughöhen von Kreiselpumpen für den physikalischen und den effektiven Dampfdruck
  • Übung 8.1: Berechnung des Wärmeverlustes einer isolierten Rohrleitung
  • Übung 8.2: Berechnung der Abkühlung in einer stehenden isolierten Rohrleitung
  • Übung 8.3: Erforderliche Isolierstärke für einen Wärmeverlust von 45 W/m

 

Erforderlich für die Übungen : Taschenrechner mit Potenzfunktion yx

 

Zielsetzung

Den Teilnehmern wird vermittelt, welche Probleme in Systemen mit Rohrleitungen, Pumpen und Regelventilen auftreten können und wie man diese Probleme durch gute  Planung und Auslegung vermeiden oder zumindest mildern kann.

Teilnehmerkreis

Ingenieure aus Kraftwerks-, Produktions- und Chemiebetrieben sowie Rohrleitungsplaner und Anlagenbauer oder -instandhalter

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Referenten

Dr. Manfred Nitsche

Hamburg

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Alle Teilnehmer erhalten zusätzlich zur Seminarunterlage das Buch „Rohrleitungs-Fibel" von Dr. Nitsche.

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