ایستگاه پمپاژ آب به تاسیساتی گفته می شود که برای تامین فشار مناسب در خطوط انتقال آب راه اندازی و نصب می شوند و اغلب در کنار تصفیه خانه ها یا مخازن بزرگ ذخیره آب آشامیدنی جانمایی می شوند. این ایستگاه ها در بیشتر موارد متشکل از بخش هایی مانند شیر آلات ورودی، شیر آلات خروجی، محرک های موتور، پمپ های انتقال، مخازن ضربه گیر و مخازن ذخیره می باشند. پیش از راه اندازی چنین تاسیساتی لازم است تا توسط افراد متخصص مطالعاتی در مورد میزان آب مورد نیاز، مکان مناسب نصب و راه اندازی و نوع تجهیزات مورد نیاز انجام شود؛ در ادامه این مطلب به بررسی بیشتر چگونگی طراحی ایستگاه پمپاژ آب خواهیم پرداخت.
طراحی ایستگاه پمپاژ
عوامل طرح
همان طور که گفته شد در طراحی ایستگاه های پمپاژ عواملی از قبیل فاصله تا تاسیسات تصفیه یا منابع ذخیره سازی آب و میزان آب مورد نیاز در شبکه های توزیع مد نظر قرار می گیرد و متناسب با این شرایط تجهیزات و پمپ های مورد نیاز برآورد خواهد شد.
در طراحی این ایستگاه ها اغلب پمپ های فشار قوی برای پمپاژ مستقیم آب به سامانه های توزیع و پمپ های تقویتی نیز در بخش های مختلفی از سامانه برای افزایش فشار آب لوله ها به کار گرفته می شوند. این بوستر های تقویت کننده معمولا در تپه ها یا مکان هایی که فشار آب بیشتری مورد نیاز باشد، استفاده می شوند.
به طور کلی در تعیین عوامل طرح یک ایستگاه پمپاژ باید ابتدا تحلیل هیدرولیک سامانه کلی مورد بررسی و بازبینی قرار گیرد و با توجه به نیاز آبی حال و آینده، جانمایی مناسبی برای راه اندازی این تاسیسات در نظر گرفته شود. علاوه بر این بررسی دقیق توپوگرافی منطقه از لحاظ امکان وقوع سیلاب نیز باید انجام شود تا در آینده خطر بروز سیلاب های بسیار شدید تاسیسات ایستگاه پمپاژ آب را تهدید نکند.
طراحی کلی ایستگاه پمپاژ
در طراحی کلی ایستگاه پمپاژ اغلب موارد زیر مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد:
- با توجه به جمعیت استفاده کننده از شبکه توزیع آب و تخمین میزان آب مصرفی باید میزان تقریبی تقاضای جریان آب از ایستگاه مشخص شود و با استفاده از تحلیل هیدورلیکی، مقدار ذخیره سازی مناسب آب و حجم و فشار پمپاژ مورد نیاز آب تعیین شود.
- نقاط تامین آب ایستگاه پمپاژ آب و همچنین مخازن نگهداری آب در طراحی به صورت دقیق لحاظ شود
همچنین برای تعیین میزان آب مورد نیاز در طراحی ایستگاه پمپاژ آب لازم است تا موارد زیر مورد بررسی دقیق قرار گیرد:
- مصرف روزانه متوسط سالیانه (ACD) مشخص شود
- مصرف روزانه بیشینه سالانه (MDC) آب تعیین شود
- مصرف ساعتی بیشینه در روز بیشینه سالانه (ساعت بیشینه) مشخص شود
- تقاضای آب مورد نیاز آتش نشانی نیز باید مشخص شود
در کنار این موارد باید ایستگاه پمپاژ به صورتی طراحی شود که در صورت وجود طرح های توسعه ، توانایی تطبیق با شرایط آینده را با کمترین تغییرات در ساختار و تجهیزات داشته باشد؛ در مورد فشارهای سامانه نیز معمولا در زمان طراحی ایستگاه پمپاژ، با توجه به فشارهای محدود کننده بیشینه ، فشارهای محدود کننده بیشینه در هر نقطه در شبکه و فشار محدود کننده پسماند که باید در هر نقطه از شبکه آتش نشانی حفظ شود، طراحی هایی متناسب انجام خواهد شد.
لوازم طراحی ایستگاه پمپاژ
ملزومات ایستگاه پمپاژ
به منظور راه اندازی ایستگاه پمپاژ آب نیاز به برخی تجهیزات است که در ادامه به بررسی برخی از مهمترین آنها خواهیم پرداخت:
انواع پمپ آب
به طور معمول در ایستگاه های پمپاژ آب از انواع مختلف پمپ های توربینی عمودی، مستغرق، شفت و غلافی یا پمپ های گریز از مرکز افقی یا عمودی دو تکه استفاده می شود. انتخاب نوع پمپ به عوامل مختلفی از جمله محل راه اندازی ایستگاه بستگی دارد و چنانچه محل ساختمان مکش و ایستگاه در مخزنی زیرزمینی یا هم سطح باشند، از پمپ های دسته اول استفاده می شود و در مورد ایستگاه های رو زمینی نیز بهتر است از پمپ های گریز از مرکز در تاسیسات استفاده شود.
محرک های پمپ
از دیگر تجهیزات به کار رفته در ایستگاه های پمپاژ، محرک های پمپ هستند که معمولا شامل موتورهای الکتریکی AC خاصی هستند که وظیفه تامین نیروی مورد نیاز پمپ ها را برعهده دارند. البته برای برخی مصارف اضطراری ممکن است از گازوئیل یا دیگر سوخت ها از قبیل گاز نیز به عنوان منبع تامین انرژی مورد نیاز برای فعالیت پمپ ها نیز استفاده شود.
محرک هاي دور متغیر
استفاده از محرک های دور متغیر معمولا موجب افزایش هزینه های راه اندازی ایستگاه پمپاژ خواهند شد و تنها برای پمپ های بسیار بزرگ توجیه اقتصادی دارند . انواع مختلفی از سامانه های کنترل دور متغیر برای نصب در ایستگاه پمپاژ در دسترس می باشد که البته به دلیل هزینه بالا معمولا استفاده از چند پمپ کوچکتر جایگزین این محرک ها در ایستگاه پمپاژ می شود.
موتورها
انواع مختلفی از الکتروموتور برای ایجاد نیروی مکانیکی مورد نیاز پمپ ها در ایستگاه پمپاژ نصب می شود که ظرفیت و توان آنها رابطه مستقیم با حجم مورد نیاز پمپاژ آب توسط ایستگاه دارد.
شيرها
شیرهای مورد استفاده در ایستگاه های پمپاژ آب را براساس عملکرد می توان به انواع زیر تقسیم کرد:
- شیرهای لوله کشی مکش
- شیرهای لوله کشی دهش
- شیرهای تخلیه هوا و خلا
در ادامه به معرفی هر کدام از این شیر ها که در ایستگاه های پمپاژ آب به کار می روند خواهیم پرداخت:
شیرهای لوله کشی مكش
شیر های کشویی در لوله کشی مکش، برای مجزا کردن پمپ از خط، نصب می شوند ساقه این شیر ممکن است، برای جلوگیری از جمع شدگی هوا، افقی قرار گیرد. توجه داشته باشید که شیرهای پروانه ای نباید در بخش مکش پمپ مورد استفاده قرار گیرند
شيرهاي لوله كشي دهش
شیرهای یکطرفه و پروانه ای یا کشویی در دهش پمپ و شیر یکطرفه بین پمپ و شیر پروانه ای نصب می شوند
شيرهاي تخليه هوا و خلا
شیرهای هوا و خلأ در لوله کشی دهش برای پمپ های توربیني عمودی مورد استفاده قرار می گیرند.
لوله کشی سامانه کنترل
بخش دیگری از تجهیزات به کار رفته در طراحی ایستگاه پمپاژ لوله کشی سامانه هاي کنترل پمپ هستند که شامل انواع شیرهای دستی تکی، سامانه های اتوماتیک کنترل جریان و سامانه های کنترل دور شبکه می باشند.
جریان سنج ها
در یک ایستگاه پمپاژ آب لازم است تا موارد مختلفی از جمله افت های سامانه توزیع، فشار و حجم آب پمپاژ شده در شبکه مورد پایش و اندازه گیری پیوسته قرار گیرد. به همین دلیل در این ایستگاه ها از تجهیزاتی با عنوان کلی جریان سنج استفاده می شود تا این موارد تحت کنترل قرار گیرند و از بروز مشکلات در روند پمپاژ آب پیشگیری شود.
جانمایی لوله کشی
یکی از موارد مهم در عملکرد هر ایستگاه پمپاژ در تامین فشار و جریان مطلوب، جانمایی مناسب لوله کشی است که باید مطابق با استانداردهای تعیین شده و عاری از نشتی هوا اجرا شود. اتصالات لوله کشی به کار رفته در این تاسیسات اگر کوچک باشند از نوع دنده ای استفاده می شوند و برای اتصالات بزرگ نیز اتصالات فلنجی مورد استفاده قرار می گیرند
كنترل ها
بخش مهم دیگری از تجهیزات به کار رفته در طراحی ایستگاه پمپاژ، انواع کنترل ها هستند که به منظور محافظت از پمپ ها و سامانه های لوله کشی در مقابل صدمات مختلف ناشی از مواردی مانند تغییرات فشار و جریان آب مورد استفاده قرار می گیرند. هر بخش کنترل در ایستگاه پمپاژ آب در حالت کلی شامل سه بخش زیر می باشد:
- بخش کنترل کننده ها
- عنصر کنترل نهایی مانند شیر ها که تاثیر عملکرد کنترلی را به اجرا در می آورند
- عملگرهای سیستم پمپاژ
عوامل اطمینان
راه اندازی و نگهداری ایستگاه های پمپاژ آب را می توان هزینه برترین بخش سیستم توزیع و انتقال آب به شمار آورد و از همین رو باید موارد اطمینان ایستگاه با دقت مورد بررسی قرار گیرد. از جمله مهمترین مواردی که در این زمینه باید مورد توجه قرار گیرد، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تعداد پمپ های به کار رفتـه در طراحی ایستگاه پمپاژ آب باید بر اساس نیاز های الان و آینده و بر اساس تحلیل اقتصادی تعیین شود و کلیه طرح های توسعه مد نظر قرار گیرد.
- پمپ هایی در ایستگاه به عنوان جایگزین برابر با تعداد پمپ های مورد نیاز برای تامین بیشینه مصرف باید تهیه شود تا در مواقع ضرورت مورد استفاده قرار گیرند تا روند پمپاژ آب در شرایط خرابی و خارج شدن برخی پمپ ها از مدار با مشکل مواجه نشود.
- تمام پمپ ها باید قابلیت جایگزینی همدیگر را داشته باشند و بتوانند عملکرد هم را پوشش دهند
- برای مواقع ضروری و قطع تابلو برق باید توان اضطراری در نظر گرفت. در این موارد می توان از محرک هایی که با گازوئیل یا دیگر سوخت ها کار می کنند، استفاده کرد.
- ظرفیت کارکرد با توان اضطراری باید حداقل 50 درصد توان سیستم پمپاژ در حالت عادی را داشته باشد
علاوه بر این موارد برخی عوامل در ارزیابی قابلیت اطمینان ایستگاه پمپاژ آب مورد بررسی قرار می گیرند؛ این عوامل عبارتند از:
- نیاز آب و ذخیره سازی در مواقع اضطراری
- پیش بینی عمر یا استهلاک هر کدام از اجزای فرعی
- تعمیرات روتین و تعمیرات پیشگیرانه سیستم
- انتقال نیرو
- عملکرد موازی و تجهیزات جانشین
- توان اضطراری
- محافظت نوسانات
- پمپ ها
- شیرها
- لوله کشی
- موتور ها
- کنترل ها
- عوامل زمانی
گروه صنعتی تلمبه موتور غرب، ارائه دهنده کلیه تجهیزات و خدمات آبرسانی
برای دریافت مشاوره رایگان تماس بگیرید.
ساختمان و محوطه مورد نیاز ایستگاه
همان طور که در طراحی ایستگاه پمپاژ محاسبات مربوط به فشار و جریان و همچنین تعداد و نوع تجهیزات مورد توجه قرار می گیرد؛ ساختار ساختمان و محوطه این ایستگاه نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین منظور ابتدا باید طراحی پی و فونداسیون به کمک افراد متخصص و با بررسی دقیق خاک منطقه مورد نظر انجام شود. در این مرحله مهندس خاک شناس باید موارد زیر را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد:
- اطلاعات شرایط آب های سطحی
- رده بندی انواع خاک موجود در زمین با استفاده از گمانه زنی خاک محل راه اندازی ایستگاه پمپاژ
- بررسی میزان مقاومت خاک و نفوذ آب
در مرحله بعد و در راه اندازی ساختمان ایستگاه پمپاژ باید جانمایی تجهیزات لوله کشی، نگهدارنده ها، پمپ ها و دیگر تجهیزات سنگین به گونه ای طراحی شود که پی تحمل کافی برای تحمل وزن این تجهیزات را داشتـه باشد. به همین منظور نکات زیر باید در راه اندازی ساختمان ایستگاه مد نظر قرار گیرد:
- از فولاد ساختمانی با استحکام کافی برای نگهداری کانال ها و لوله ها استفاده شود.
- برای پمپ ها، موتور های محرک، شیرهای بزرگ، وسایل کنترل، سنجه های بزرگ باید زیرساخت هایی از فولاد تنیـده بسازید که این تجهیزات با فاصله از سطح زمین قرار گیرند.
- پمپ های گریز از مرکز و محرک های مرتبط باید بر روی یک سطح فولادی مشترک نصب شوند.
- تمهیدات لازم در کف ایستگاه پمپاژ برای عملیات تعمیر نگهداری یا تعویض تجهیزات بزرگ اندیشیده شود.
- امکان استفاده از ریل های جرثقیل و وینچ های بالاسری برای حمل و نقل تجهیزات در مکان هایی از ایستگاه که امکان تردد جرثقیل ماشینی وجود ندارد، در نظر گرفتـه شود.
- تا حد امکان از کف های یک تکه برای بخش های مختلفی ایستگاه استفاده شود و در مواقعی که اختلاف ارتفاع اجتناب ناپذیر باشد باید از پله های استاندارد برای ارتباط کف های غیر هم سطح استفاده شود.
جمع بندی
همان طور که گفتیم؛ ایستگاه های پمپاژ آب تاسیساتی هستند که برای تامین آب با فشار مناسب در شبکه های توزیع آب راه اندازی و مورد استفاده قرار می گیرند. اولین قدم در ساخت این ایستگاه ها طراحی است که در این مرحله باید موارد مختلفی از جمله توپوگرافی محل ایستگاه، میزان متوسط مصرف روزانه و سالیانه و بیشینه مصرف در طول سال باید مورد بررسی قرار بگیرد.
پس از مشخص شدن عوامل طراحی نیز کلیه تجهیزات مورد نیاز ایستگاه شامل انواع پمپ ها و محرک ها، شیرها، کنترل ها، جریان سنج ها و دیگر ملزومات نیز باید تعیین و جانمایی شوند. همچنین در مورد ساختمان و محوطه ایستگاه پمپاژ آب نیز باید به مواردی از قبیل جنس و کیفیت خاک و استانداردهای لازم برای کف سازی پمپ ها و سایر تجهیزات توجه شود. در این مطلب قصد داشتیم تا با بررسی این موارد، شما را به صورت مختصر با نحوه طراحی ایستگاه پمپاژ آب آشنا کنیم.
گروه صنعتی تلمبه موتور غرب
