ایستگاه پمپاژ
ایستگاه پمپاژ، یکی از تجهیزات موردنیاز و کاربردی در پروژههای تجاری، صنعتی، ساختمانی و نوسازی است. این ایستگاه یک وسیله مکانیکی است که برای انتقال مایعات در سیستم آب و فاضلاب بهکار میرود. بهطور معمول، این تجهیزات شامل یک یا چند پمپ شناور در محفظه است.
- طولانی بودن مدت زمان طراحی و اجرا
- بالا بودن هزینه های طراحی و اجرا
- پائین بودن راندمان الکتروپمپ ها
- بالا بودن هزینه های بهره برداری
- هدر رفت آب و انرژی
گروه صنعتی تلمبه موتور غرب، ارائه دهنده کلیه تجهیزات و خدمات آبرسانی
برای دریافت مشاوره رایگان تماس بگیرید.
ایستگاه پمپاژ چیست؟
خطوط انتقال آب و فاضلاب، برای انجام وظایف خود به نیرویی مشخص نیاز دارند. پکیج ایستگاه پمپاژ، جهت تامین این نیروی موردنیاز ایجاد میشود. بهطور کلی، وظیفه اصلی این تجهیزات تامین هد در خط انتقال است. هد موردنیاز در خطوط انتقال به عوامل مختلفی بستگی دارد. از این عوامل میتوان به تفاوت ارتفاع، تجهیزات مسیر و نوع سیالات اشاره کرد.
بهعنوان مثال، آب موردنیاز در بخش کشاورزی بهطور معمول توسط چاه، رودخانه یا قنات تامین میشود. نکته مهم این است که این منابع از قابلیت و انرژی لازم برای تامین فشار و آبیاری برخوردار نیستند. البته در برخی از مواقع، این انرژی از طریق ایجاد اختلاف ارتفاع برطرف میشود؛ اما در بیشتر موارد به یک ایستگاه پمپاژ نیاز است.
انواع ایستگاه پمپاژ
امروزه، از ایستگاههای پمپاژ در زمینههای مختلفی استفاده میشود. بدونشک، برای استفاده از این تجهیزات در هر زمینهای، به میزان مشخصی از نیرو نیاز است. باتوجه به این امر، در حال حاضر انواع مختلفی از ایستگاه پمپاژ طراحی میشود. نوع ایستگاهها باتوجه به محل ایستگاه های پمپاژ، متفاوت خواهند بود. همچنین، کارایی و عملکرد آنها نیز در تعیین نوع ایستگاهها تاثیر دارند.
بهطور معمول، از ایستگاههای پمپاژ متعددی در سیستم آب و فاضلاب استفاده میشود. بهطوری که، برای تامین آب موردنیاز یک شهر باید از چندین ایستگاه بهره گرفته شود. این درحالی است که، برای آبیاری مزارع یک ایستگاه نیز کافی است. این ایستگاهها متشکل از تجهیزات مختلفی هستند. هرکدام این تجهیزات بهتنهایی کاربرد دارند. در صورت به وجود آمدن مشکل در هر کدام از تجهیزات ایستگاه پمپاژ، امکان ایجاد مشکل در عملکرد پکیج ایستگاه پمپاژ وجود دارد.
پمپاژ از رودخانه
در بسیاری از مناطق، بهدلیل بارندگیهای فراوان مشکلی برای آبیاری زمینهای کشاورزی و تامین آب وجود ندارد. این در حالی است که، بارندگی در برخی از مناطق مناسب نیست؛ بنابراین، زمینهای کشاورزی با کمبود آب و آبیاری نادرست مواجه خواهند شد. درصورتی که، رودخانهای در نزدیکی زمین کشاورزی وجود داشته باشد، بارندگی کم قابلجبران است.
فرض کنید شخصی قصد دارد تا آب رودخانه را به زمین کشاورزی خود منتقل کند. یکی از رایجترین روشها برای این کار، کانالکشی و لولهکشی است؛ اما این امر، هزینه بسیار زیادی بهدنبال خواهد داشت. همچنین استفاده از این روش برای زمینهای کشاورزی، روشی غیرقانونی محسوب میشود. ازاینرو، پمپاژ آب از رودخانه برای انتقال آب انجام میشود.
پمپاژ از مخزن ذخیره آب
مخزن ذخیره آب، اغلب محفظههایی هستند که برای نگهداری از آب کاربرد دارند. بهطور کلی، میتوان این مخازن را به ۲ دسته مخازن آب شرب و آب غیرقابل شرب تقسیم کرد. از این مخازن در صنایع آب و فاضلاب نیز بهره گرفته میشود. یکی از کاربردهای ایستگاه پمپاژ، خارج کردن آب از مخازن آب است.
ازآنجایی که، این مخازن در ابعاد و اندازههای مختلف تولید میشوند؛ خارج کردن آب از آنها مشکل خواهد بود. بهترین روش برای این کار، استفاده از پکیج ایستگاه پمپاژ است. این تجهیزات آب را با تراز موردنیاز پمپاژ میکنند.
پمپاژ از چاه های کم عمق کنار رودخانه
یکیدیگر از روشهایی که میتوان برای تامین آب از آن استفاده کرد، پمپاژ آب از چاههای کمعمق است. از این روش برای آبیاری اراضی و زمینهای کشاورزی بهره گرفته میشود. بهمنظور خارجکردن آب از این چاههای کمعمق، ایستگاههای پمپاژ بر روی آنها نصب میشوند.
نوع ایستگاههای نصب شده باتوجه به عمق چاهها انتخاب میشود؛ بنابراین، این ایستگاهها مخصوص چاههای کمعمق طراحی و اجرا میشوند.
پمپاژ از چاه های عمیق
چاههای عمیق، از دیگر منابع تامین آب بهشمار میروند. برای اینکه، کمبود آب شیرین و شرب احساس نشود، چاههای عمیق حفر میشوند. از این منابع آب برای تامین آب فضاهای سبز، بهویژه فضاهای سبز شهری استفاده میشود.
ایستگاه پمپاژ، جهت مکش و پمپاژ آب از چاههای عمیق نصب میشود. ازآنجایی که، این چاهها عمق زیادی دارند؛ باید پمپاژ آب با قدرت بالایی انجام شود. برای این امر، از پمپها و تجهیزات قوی استفاده میشود.
تخلیه زهکش با پمپاژ
یکی از انواع ایستگاه پمپاژ برای تخلیه زهکش کاربرد دارد. سامانه زهکشی اراضی باید بهگونهای انجام شود که تمام نیازهای زهکشی برطرف شده و از پمپها به بهترین شکل بهرهبرداری شود. برای جلوگیری از سرریز شدن و بازگشت آب از محل تخلیه، باید در اطراف اراضی گورههایی ایجاد شود.
تخلیه زهکش با پمپاژ، باید رعایت برخی نکات مهم انجام شود تا راندمان بهتری داشته باشد. بهعنوان مثال، سطح آبی که در حوضچه مکش وجود دارد؛ باید با سطح شیب هیدرولیکی زهکشی یکسان باشد. همچنین، مجرای خروجی به طرف تخلیهگاه باید از ظرفیت مناسبی برخوردار باشد. بهطوری که، جریان پمپاژ شده بهراحتی از آن عبور کند.
اجزاء ایستگاه پمپاژ
در ادامه به معرفی اجزای ایستگاه پمپاژ پرداخته ایم:
- دهانه آبگیر
- حوضچه مکش
- مخزن عمودی
- پمپ فاضلابی
- شیرآلات و اتصالات
- سنسورها
- تابلو برق
- سیستمهای کنترلی
ظرفیت ایستگاه های پمپاژ
ظرفیت ایستگاه پمپاژ یکی از مهمترین عناصر در این ایستگاهها است. هنگامی که قصد دارید یک پکیج ایستگاه پمپاژ برای صنعت موردنظر خود ایجاد کنید، باید به ظرفیت آن توجه داشته باشید. تفاوتی ندارد که این ایستگاهها از آب کافی یا ناکافی برخوردار هستند؛ ظرفیت آنها باتوجه به عوامل مشخصی تعیین میشود.
ظرفیت این ایستگاهها باتوجه به هیدرومدول آبیاری، طرح و مساحت خالص اراضی تعیین میشود. به عبارت دیگر، این ظرفیت بر اساس نیاز منطقه در کمآبترین زمان سال مشخص میشود.
قدرت مورد نیاز ایستگاه های پمپاژ
پکیج ایستگاه پمپاژ برای پمپاژ مایعات، نیازمند قدرت مناسبی است. این قدرت، باتوجه به کاربردهای محیطهای گوناگون، متفاوت است؛ بنابراین، قدرت موردنیاز پکیج ایستگاه پمپاژ باید محاسبه شود.
قدرت مناسب برای موتورها، توسط الکتروموتور تامین میشود؛ بهطوری که، این قدرت از الکتروموتور به پمپ منتقل میشود. تامین این نیرو، موجب کاهش قدرت در واحدهای دیگر از جمله واحدهای تولیدکننده نیرو میشود؛ علاوهبراین واحدها، کوپلینگها و پمپها نیز با کاهش قدرت و نیرو مواجه میشوند.
انتخاب پمپ
یکی از مهمترین اجزای یک ایستگاه پمپاژ، پمپها هستند. ازاینرو، انتخاب یک پمپ مناسب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. برای انتخاب پمپ باید به پارامترهایی همچون نوع و مدل پمپ، کارخانه تولیدی، قطر تراش پروانه، تعداد طبقات و تعداد پمپها توجه داشت. یک پمپ کاربردی، باتوجه به دبی، فشار موردنیاز و شرایط پمپاژ انتخاب میشود.
برای افزایش راندمان پمپها باید به کیفیت آب در پکیج ایستگاه پمپاژ نیز توجه داشت. بهعنوان مثال، پمپهایی که از نوع گریز از مرکز و فشار قوی هستند؛ دربرابر ذرات ماسه حساسیت نشان میدهند. ازاینرو، برای نصب و استفاده از آنها باید ورود ذرات ماسه به داخل محدودتر شود.
در حال حاضر، روشهای مختلفی برای دستهبندی پمپها وجود دارد. یکی از رایجترین روشهای دستهبندی، براساس نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیالات است. براساس این روش، پمپها به ۲ دسته دینامیکی و جابهجایی تقسیم میشوند. پمپهای دینامیکی کاربرد گستردهای در صنایع آب بهویژه ایستگاه پمپاژ دارند.
یکی از مهمترین انواع پمپهای دینامیکی، پمپهای گریز از مرکز هستند. این پمپها برای ایجاد فشار در سیالات از یک پروانه گردان استفاده میکنند. این تجهیزات، بهطور معمول در سیستمهای لولهکشی کاربرد دارند. وظیفه آنها انتقال سیالات موجود در این سیستمها است.
- پمپها باید در مکانی سرپوشیده نصب شوند. با این کار، عوامل طبیعی مانند باد، باران و نور خورشید آسیبی به آنها نمیرسانند.
- توصیه میشود تا کف پکیج ایستگاه پمپاژ سیمانکاری شود. این امر، موجب افزایش مقاومت ایستگاه در برابر گردوغبار میشود.
- برای جلوگیری از ورود هوا به قسمت مکش پمپها، راهحلهایی پیدا شود.
پارامتر های مورد نیاز در طراحی ایستگاه پمپاژ
طراحی ایستگاه پمپاژ، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. پکیج ایستگاه پمپاژ، بر روی خطوط انتقال و تحتفشار آب و فاضلاب ایجاد میشود. درواقع این ایستگاه، برای تامین فشار محاسبه شده و موردنیاز خطوط انتقال نصب میشود. بهمنظور افزایش کارایی و راندمان این ایستگاهها، باید فاکتورهایی در طراحی آنها موردتوجه قرار گیرد. در صورت رعایت این فاکتورها و پارامترها میتوان بهترین نتیجه را از تجهیزات دریافت کرد.
متوسط آبدهی
یکی از مهمترین پارامترهایی که در هنگام طراحی ایستگاهها باید به آن توجه شود، متوسط آبدهی است. برای این کار، باید شدت جریان کنترل شود؛ بهطوری که، باتوجه به سطح تغییرات دینامیک، شدت جریان انتخاب شود. سطح دینامیک زمانی مشخص میشود که در زمان پمپاژ، سطح آب درون چاه ثابت شود.
با کنترل این جریان، ماسه و ذرات دیگری که در آب وجود دارد، وارد سیستم پمپاژ نمیشوند. در این صورت، سطح دینامیک در میان نقاط نوسان میکند.
سطح مجاز آب بالای پمپ
از دیگر پارامترهای بسیار مهم برای طراحی یک ایستگاه پمپاژ کاربردی، میتوان به این مورد اشاره کرد. سطح آب در این ایستگاهها باید باتوجه به محدوده مجاز تعیین شود. نکته قابلتوجه این است که ارتفاع آب داخل چاه یا مخزن ذخیره، دارای محدودیت هستند. این محدودیت، نسبت به محور یا پره اصلی پمپ ایجاد شده است.
محدودیت ایجاد شده، میتواند از پدیده کاویتاسیون جلوگیری کند. پدیده کاویتاسیون یکی از پدیدههایی است که بهطور معمول در پمپها دیده میشود. نکته مهم این است که این امر در پمپهای گریز از مرکز بیشتر اتفاق میافتد. کاویتاسیون در زبان ساده فرایندی است که در طی آن، در قسمتی از مایع با فشار کم، بخار آب ایجاد میشود.
فشار مانومتریک لازم
برای اینکه پکیج ایستگاه پمپاژ با کیفیت بالایی طراحی شود، فشار مانومتریک باید موردتوجه قرار گیرد. در این مورد، ارتفاع هندسی که فاصله سطح دینامیک آب و خروجی لوله انتقال است؛ باید محاسبه شود. سپس باید افتهای ایجاد شده در مسیر و همچنین، فشار آب موردنیاز در خروجی محاسبه شوند. حال با درنظرگرفتن متوسط آبدهی قابلانتظار میتوان با جمع کردن این ۳ مورد، فشار مانومتریک را به دست آورد.
قطر چاه حفر شده
بدونشک، یکی از پارامترهای مهم در طراحی ایستگاه پمپاژ، قطر چاه است. البته نکته قابلتوجه این است که قطر چاه باید انتخاب شود. برای انتخاب قطر چاه، عوامل مختلفی موثر هستند. از این موارد میتوان به عوامل فنی و اقتصادی اشاره کرد.
بهعنوان مثال، امکانات شرکتهای حفاری محلی یکی از این عوامل است. در برخی از موارد، قطر چاه حفر شده، بسیار بیشتر از قطر پمپ است. این امر میتواند پمپاژ را با مشکل مواجه کند؛ بنابراین، برای طراحی پکیج ایستگاه پمپاژ باید به این مورد توجه داشته باشید.
قطر لوله رانش
لوله رانش از اصلیترین و مهمترین اجزای ایستگاه پمپاژ بهشمار میرود. بهطوری که، میتواند بر روی روند فعالیت و عملکرد ایستگاهها تاثیرگذار باشد. سرعت مجاز سیالات و مایعات در لولهها در چاه بین ۱ تا ۳ متر بر ثانیه است. این سرعت، برای دبی و قطر لوله نیز مجاز است. سرعت مجاز، توسط سازمانهای مربوطه تایید شده و استاندارد است.
حال باتوجه به ابن امر، قطر لوله رانش در چاه باید براساس سرعت مجاز انتخاب شود. همچنین، قطر لوله باید متناسب با بودجه به و مقرونبهصرفه باشد. سرعت مجاز یک متر بر ثانیه، برای لولههای با سایزهای بزرگتر و دبی زیاد کاربرد دارد. این درصورتی است که، سرعت مجاز ۳ متر بر ثانیه برای سایزهای کوچکتر لوله و دبی کمتر استفاده میشود.
مشخصات الکتریکی تجهیزات
برای اینکه یک ایستگاه پمپاژ به بهترین شکل فعالیت کند، باید تجهیزات موردنیاز آن تامین شود. با وجود این تجهیزات، روند و عملکرد آن کاملتر خواهد شد. بخش بزرگی از تجهیزات این ایستگاهها، شامل تجهیزات الکتریکی میشود. هرکدام از این تجهیزات الکتریکی از کاربردها و مشخصات خاصی برخوردار هستند.
درصورتی که، هر کدام از این تجهیزات با مشکل مواجه شوند، عملکرد تمام پکیج ایستگاه پمپاژ با مشکل مواجه میشود. از تجهیزات الکتریکی این ایستگاه میتوان به ولتاژ خط، فرکانس، توان جذبی و نحوه راهاندازی اشاره کرد. علاوهبر آنها، حداکثر جریان مجاز و سیستم کنترل دور موتور از تجهیزات الکتریکی هستند.
لوله و اتصالات ایستگاه پمپاژ
بدونشک، ایستگاه پمپاژ برای تخلیه و جذب سیالات نیازمند لولهها است. همچنین، این ایستگاهها برای انجام سایر فعالیتها باید از انواع خاصی از اتصالات بهرهمند باشد. این لوله و اتصالات، باتوجه به عملکرد و نوع پمپها انتخاب شده و مورداستفاده قرار میگیرند. هر کدام از این قطعات، از کاربرد خاصی برخوردار هستند؛ ازاینرو، وجود تمام آنها بسیار اهمیت دارد.
لوله مکش
درحالتکلی، سطح آب در حوضچههای مکش به ۲ صورت بالاتر یا پایینتر از پمپ وجود دارد؛ بنابراین، لولههای مکش به ۲ صورت نصب میشوند. یکی از روشهای نصب، مکش مثبت نام دارد. در این روش، سطح آب حوضچه مکش بالاتر از پمپ قرار دارد. این در صورتی است که، روش نصب مکش منفی در مقابل روش مثبت قرار دارد.
نکات مهم در طراحی لوله مکش
برای نصب لولههای مکش، باید برخی از نکات رعایت شود.
- هر کدام از پمپهای ایستگاه پمپاژ، نیازمند لوله مکش مستقل هستند.
- هنگامی میتوان از لوله مکش مشترک استفاده کرد که آب تحت فشار یا روش نصب مکش مثبت باشد.
- باید از لوله مکشهایی با طول کوتاه استفاده شود.
- تا حد امکان، از نصب لولهها بهصورت افقی اجتناب شود.
- فاصله میان لوله و حوضچه مکش باید بیشتر از ۲ برابر قطر لوله مکش باشد.
- عمق استغراق دهانه لوله مکش باید ۱.۵ برابر قطر لوله باشد.
- اگر روش نصب لوله مکش بهصورت منفی انجام شود، نباید هوا به داخل نفوذ کند. این امر به هیچعنوان قابلقبول نخواهد بود.
- از ایجاد خمیدگی در لولههای مکش، تا حد امکان اجتناب کنید. در صورت نیاز، از خمهای ملایم یا زانوهای شعاع بلند بهره بگیرید.
- این لولهها باید بدون هیچ برآمدگی باشند؛ چراکه وجود برآمدگیها میتواند زمینه جمعشدن هوا را ایجاد کند.
- اتصالات، کاهندهها و زانوهایی که در لولههای مکش اصطکاک ایجاد میکنند، باید به حداقل خود برسند.
- تا حد امکان استفاده از زانوهای تند را کاهش دهید. بهتر است از زانوهایی که زاویه بیش از ۹۰ درجه دارند، استفاده کنید.
لوله رانش
برای انتخاب لوله رانش، به بیشترین سرعت مجاز لوله توجه میشود. یکی از نکات مهم برای استفاده از این لولهها، این است که از طول کم آنها بهره گرفته میشود. همچنین، تا حد امکان از لولههای مستقیم و بدونخمیدگی استفاده میشود. اگر قطر لوله رانش با قطر دهانه آن یکی نباشد، باید از تبدیل هممرکز استفاده شود.
در برخی از مواقع، هنگامی که پمپ خاموش میشود، پروانه به علت برگشت آب آسیب میبیند. بهمنظور جلوگیری از آسیب رسیدن به پروانه، در لوله رانش شیر یکطرفه نصب میشود. سپس یک شیر برای قطع و وصل جریان نصب میشود. این شیر بلافاصله و بعد از شیر یکطرفه ایجاد میشود.
لوله جمع کننده
لوله جمعکننده یکی از مهمترین لولههایی است که در ایستگاه پمپاژ کاربرد دارد. این لوله که با نام کلکتور نیز شناخته میشود، از کاربرد ویژهای برخوردار است.
این لوله در یک پکیج ایستگاه پمپاژ که دارای چند پمپ هستند، کاربرد دارد. از این لوله بهمنظور گردآوری جریان خروجی از لوله رانش استفاده میشود. همچنین، برای هدایت این جریان به سمت خطوط و لولههای اصلی کاربرد دارد.
نکات مهم در طراحی لوله جمع کننده
- برای استفاده از لولههای جمعکننده تک قطری، قطر آن باید با قطر لوله اصلی یکسان باشد.
- برای انتخاب لولههای جمعکننده چند قطری، نباید بیش از ۳ نوع لوله استفاده شود؛ بهعبارت دیگر، از تنوع بالای ۳ لوله اجتناب کنید.
- در لولههای چند قطری، سرعت در هر قطر باید کمتر از ۱.۵ متر بر ثانیه باشد.
- برای جلوگیری از کاهش فشار و ایجاد تلاطم، از اتصالهای عمودی پرهیز شود. همچنین، لولههای رانش را با زاویههایی بین ۳۰ تا ۴۵ درجه به لوله جمعکننده، متصل کنید.
- برای مدیریت فشار جریان خروجی ایستگاه پمپاژ، از فشارسنج کمک بگیرید. علاوهبرآن، میتوانید با نصب یک شیر قطع و وصل در انتهای لوله این فشار را کنترل کنید.
- توصیه میشود این نوع لوله در داخل اتاقک پمپاژ قرار گیرد. با این کار، امکانات مختلفی برای شما ایجاد میشود. این امر باعث میشود تا اتاقک در یک نقطه سوراخ شود. امکان مدیریت فشار جریان خروجی و نصب تجهیزات ایجاد میشود. همچنین، موجب کوتاهتر شدن طول لولههای رانش در پکیج ایستگاه پمپاژ میشود.
معرفی پکیج ایستگاه پمپاژ
پکیج ایستگاه پمپاژ مجموعه ای از تجهیزات مانند الکتروپمپ ها، غلاف ها، لوله ها، شیرآلات و اتصالات به همراه تجهیزات الکترونیکی و ابزار دقیق می باشد، که بصورت پکیج و بروی یک شاسی واحد به منظور افزایش فشار و یا ایجاد دبی از خطوط انتقال آب کاربرد دارد.
چگونگی عملکرد پکیج ایستگاه پمپاژ
کل مجموعه ایستگاه پمپاژ توسط یک عدد کلکلتور مکش که از لحاظ فنی و ابعادی توانایی عبور آب برای تمامی پمپ ها را داشته باشد تغذیه می شود، آب خروجی از کلکتور مکش وارد محفظه ای بنام کولینگ جکت یا غلاف که پمپ بصورت افقی داخل آن مهار شده است می شود. آب ورودی به غلاف ها پس از افزایش فشار در پمپ ها و به هم پیوستن خروجی هر پمپ از داخل کلکتور رانش به محل مصرف منتقل خواهد شد. سیستم الکتریکال پکیج ایستگاه پمپاژ به گونه ای برنامه ریزی شده است که با استفاده PLC و درایوهای کنترلی با توجه به نیاز در پائین دست با افزایش و کاهش تعداد پمپ و دور هر پمپ همواره یک فشار ثابت با کمترین مصرف انرژی و بالاترین راندمان را ارائه دهد.
مزایای استفاده از پکیج ایستگاه پمپاژ
در ادامه به بررسی مزایای استفاده از پکیج های ایستشگاه پمپاژ می پردازیم:
- امکان کنترل از راه دور
- جلوگیری از هدررفت آب
- امکان نصب بصورت سیار
- صرفه جویی در مصرف انرژی
- صرفه جویی در فضای مورد نیاز
- عدم نیاز به سرویس روزانه و هفتگی
- گردش و جا به جایی خودکار پمپ ها
- صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل
- صرفه جویی در هزینه های ساخت و نصب
- به حداقل رساندن میزان آلودگی آب و تبخیر آب
- صرفه جویی در هزینه های بهره برداری و نگهداری
گروه صنعتی تلمبه موتور غرب