| dc.description.abstract | Denne masteroppgaven handler om det avskjærende avløpssystemet i Midtbyen i Trondheim. Systemet består av en pumpeledning og fire pumpestasjoner som tar imot spillvann og overvann fra størstedelen av Trondheim sentrum samt Brattøra. Ledningen fører vannet fra kote ca. 2,6 meter gjennom Midtbyen til Ilsvika påslippstunnel på kote 13,5 meter, som tar vannet videre ved selvfall til Høvringen Renseanlegg.
Oppgaven beskriver hvordan systemet er bygget opp og inkluderer informasjon om ledningstraseen, pumpestasjonene, pumpene og dekningsområde. Det har vært foretatt gjentatte befaringer på stasjonene for å installere trykkmålere og for å gjennomføre testkjøring av anlegget. Testkjøringen er gjennomført for å skaffe data om anleggets funksjon ved full belastning og trykksvingninger ved pumpestopp.
Arbeidet bygger videre på et forstudium utført av undertegnede høsten 2014. I forstudiet ble det identifisert en uoverensstemmelse mellom forventet trykkhøyde ut i fra en pumpekarakteristikk og beregnet trykkhøyde ut i fra energitap langs ledningen. Det ble foreslått å installere trykkmålere i pumpestasjonene for å avklare problemstillingen.
Arbeidet med å finne egnede trykkmålere og planlegge installasjon tok mye tid fra januar 2015, før de fysisk var på plass i mars, takket være stor velvillighet og assistanse fra Trondheim Kommune. Trykkmålinger ble tilgjengelig i EAdata fra 27. april 2015. EAdata er et utmerket system for overvåkning og driftskontroll. En kan eksempelvis umiddelbart se når en pumpe virker dårlig og krever ettersyn.
Overvåkningssystemet EAdata, med nyetablerte trykkmålinger, er i dette arbeidet brukt til å analysere anleggets funksjon gjennom sammenligninger mellom beregnede og målte data. Beregningsresultatene kommer fra to modeller som er etablert.
En falltapsmodell, som ble påstartet i prosjektoppgaven, er blitt utviklet videre utover våren. Modellen beregner energilinjer for en stasjonær strømningstilstand langs hovedtrykkledningen, ved pumpene og i punktene der trykkgiverne er installert. Den tar hensyn til ledningsfriksjon, singulærtap, tap i tilbakeslagsventiler og tap i møtende rør i pumpestasjonene. Tap i møtende rør er behandlet relativt inngående og viser mellom annet at tapet langs hovedtrykkledningen kan være negativt når en sterk pumpe leverer vann inn på ledningen. Pumpen tilfører energi. Hovedresultatet fra simuleringer med falltapsmodellen er at den viser betydelig lavere tap langs ledningen enn målt. Vannet møter tydeligvis større strømningsmotstand enn ordinær falltapsteori og normale parametere for tap skulle tilsi.
Det er også laget en modell for å beskrive transient strømning og trykkstøt i hovedtrykkledningen. Modellen er laget i programmet HYTRAN (Lawgun, 2015). Metoden og teorien programmet benytter seg av er studert og beskrevet. Pumpestopp etter testkjøring med full kapasitet er simulert. De simulerte trykkstøtene er sammenlignet med trykkmålingene og hovedtrekkene i beregningene er det samme som i målingene. Spesielt samstemmer de umiddelbare trykkfallene etter pumpestans godt. De målte trykkene dør derimot for raskt ut. Det er grunn til å tro at målingene grunnet manglende oppløsning ikke fanger opp de svingningene som faktisk opptrer og som HYTRAN i prinsipp viser.
Trykkmålingene har gitt interessante resultater. Det er likefullt noe usikkerhet knyttet til nøyaktigheten i trykkmålingene. Det kan synes som usikkerheten er større enn ±1 mVs, som er oppgitt som maksimal usikkerhet fra produsent. Nøyaktigheten er kontrollert ved analyse av måleverdiene for et tilfelle med en stillestående vannstreng i ledningen opp til kote 13,5 meter. Det er et avvik på opptil 3-4 mVs mellom målt og forventet verdi. Dette avviket kan være knyttet til en nullpunkts- fastsettelse. Kalibrering av målerne slik de nå står i stasjonene er ønskelig. Et annet problem er at EAdata viser trykk mot tid etter pumpestopp som en kantet kurve med konstante trykk i overaskende lange perioder. Det kan synes som om det til tider er kø i dataoverføringen slik at en ikke får en kontinuerlig registrering. Dette bør undersøkes.
Målingene av trykk og mengde vann fra pumpene samsvarer godt med pumpekarakteristikkene. Spesielt gjelder dette pumpekarakteristikken til pumpene på Brattørbrua der pumpet vannmengde er størst. Dette gir tiltro til hovedtrenden i trykkmålingene.
Det er funnet et betydelig avvik mellom målte trykk og trykk beregnet ut fra falltapsmodellen når normale falltapskoeffisienter er benyttet. Dette kan ha sammenheng med luft eller sedimentering i anlegget slik at tilgjengelig rørtverrsnitt reduseres. Dette forhold er belyst og diskutert. | |
