مدیریت فشار در شبکه توزیع آب یکی از ابزارهای موثر و کارآمد در مدیریت نشت آب در شبکههای توزیع است. مدیریت فشار و نشت آب در شبکههای توزیع علاوه بر کاهش هدررفت آب، برای شرکتهای آب و فاضلاب مزایای زیادی دارد. شبکههای توزیع آب آشامیدنی از مهمترین تاسیسات زیربنایی هستند که احداث و نوسازی این تاسیسات هزینه سنگینی دارد. از همین رو مدیریت اصولی و بهرهبرداری بهینه از آنها امری مهم و ضروری است.
در این مقاله قصد داریم با معرفی تکنولوژی های نوین در مدیریت فشار در شبکه توزیع آب، قدمی موثر در مدیریت نشت در شبکه توزیع آب برداریم.
چرا مدیریت فشار در شبکه توزیع آب اهمیت دارد؟
نشتی در شبکه آب پیامدها و چالشهای زیادی دارد. با مدیریت فشار در شبکه توزیع آب به میزان قابل توجهی از میزان هدررفت آب جلوگیری میشود. با بررسی مهمترین این چالشها به اهمیت مدیریت نشت در شبکه توزیع آب و مدیریت هوشمند فشار شبکه آب پی میبریم.
برخی از چالشهای موجود در شبکههای توزیع آب شامل موارد زیر هستند:
- فرسودگی و پیری زودرس تاسیسات زیربنایی
- نشتی در شبکه آب ناشی از ترکیدگی و فرسودگی لولهها و تاسیسات
- کاهش فشار در شبکه آب به دلیل نشتی
- آلودگی منابع آب با ورود آلایندهها به شبکه توزیع (از راه نشتی لولهها و تاسیسات)
در نظر داشته باشید که وجود فشار بالا در لولههای شبکه توزیع آب عامل اصلی ترکیدگی و نشتی لولهها هستند. با عدم کنترل فشار در خطوط لوله، دیوارههای لوله به مرور زمان تحت تنشهای متعدد قرار میگیرد و در صورت هرگونه آسیب، ضعف و فرسودگی احتمال ترکیدگی لولهها و نشتی آب وجود دارد.
اهداف اصلی مدیریت هوشمند فشار شبکه آب کاهش فشار در شبکه آب، پایداری فشار در شبکه توزیع، کاهش هزینه و تجهیزات مدیریت فشار، بهینهسازی عملکرد و فشار بهینه شبکه آبرسانی هستند.
- بیشتر بخوانید: هوشمندسازی سیستم آب و فاضلاب
نقش فشار در عملکرد شبکه توزیع آب
وجود فشار بهینه در شبکه آبرسانی، عامل اصلی انتقال آب در شبکه توزیع است. در واقع فشار نیرویی است که آب به دیوارههای داخلی تاسیسات زیربنایی آب و فاضلاب (لوله، مخازن، شیرها و…) وارد میسازد. عدم پایداری فشار در شبکه توزیع و وجود فشار بالا منجر به نشتی آب از لولهها، هدر رفت آب و ایجاد آب بدون درآمد است.
پیامدهای اقتصادی و عملیاتی فشار بیشازحد بر اتصالات، لولهها و کنتورها بسیار زیاد است. در ادامه برخی از مهم ترین آنها را نام میبریم:
| پیامدهای اقتصادی | پیامدهای عملیاتی |
| افزایش هزینه تعمیرات و نگهداری از تاسیسات | افزایش احتمال ترکیدن خطوط لوله (با افزایش فشار) |
| افزایش هدر رفت آب | ایجاد اختلال در عملکرد کنتور مصرف کنندگان |
| اعمال فشار به تاسیسات و کاهش عمر مفید آنها | کاهش خدمترسانی و کاهش بهرهوری شبکه توزیع آب |
برای جلوگیری از هدررفت آب میتوان از تجهیزات مدیریت فشار در شبکه توزیع آب مانند شیرهای فشار شکن (با هدف ایجاد فشار بهینه در شبکه آبرسانی) استفاده کرد.
- بیشتر بخوانید: کاهش آب بدون درآمد با کنتور هوشمند
مزایای مدیریت بهینه فشار در شبکههای توزیع آب
مدیریت هوشمند فشار شبکه آب، از نظر مالی و عملیاتی مزایای متعددی برای شرکت توزیع و مصرفکنندگان دارد. از جمله این مزایا شامل:
- کاهش ترکیدگی و نشتی
- کاهش مصرف انرژی در ایستگاههای پمپاژ
- افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش هزینههای نگهداری
- بهبود تجربه مصرفکننده در مناطق پرنوسان فشار
- بهبود کیفیت خدماترسانی به مشترکین
- مدیریت بهتر داراییها
- مدیریت بهتر ریسک
- افزایش رضایت مشتری
- کاهش هزینههای عملیاتی و نگهداری
- کاهش سهم آب بدون درآمد
تکنولوژیهای نوین در مدیریت فشار در شبکه
امروزه برای مدیریت فشار در شبکه توزیع آب، تکنولوژیهای نوین ایجاد شدهاند برخی از آنها شامل:
- استفاده از شیرهای فشارشکن (PRV) و شیرهای کنترل فشار اتوماتیک
- فناوری فلومترهای الکترومغناطیسی و کنتورهای هوشمند در پایش فشار
- نرمافزارهای مانیتورینگ و تحلیل داده در مراکز کنترل
فشار زیاد و متغیر خطوط لوله با استفاده از شیرهای فشارشکن (PRV) (شیر کاهنده فشار) و شیرهای کنترل فشار اتوماتیک؛ کاملا خودکار کنترل و به فشار کم و ثابت تبدیل میشوند. اگر از شیرهای فشارشکن در سیستم توزیع آب استفاده نشود، فشار استاتیک در خطوط لوله افزایش مییابد. برای جلوگیری از ایجاد فشار استاتیک، شیر فشارشکن اتوماتیک فعال و جریان بصورت خودکار قطع میشود.
تکنولوژی دیگر، استفاده از فلومتر الکترومغناطیسی و کنتور هوشمند در پایش فشار است. این دو ابزارهای بسیار دقیق برای اندازهگیری جریان و پایش فشار هستند. ابتدا با استفاده از فلومترها میدان مغناطیسی جریان اندازهگیری شده و کنتورهای هوشمند بصورت خودکار و آنلاین دادهها (دیتا مربوط به جریان آب) را جمعآوری و آنها را با هدف پایش فشار، انتقال میدهند.
از دیگر تجهیزات مدیریت فشار در شبکه توزیع آب میتوان به نرمافزارهای مانیتورینگ و پلتفرم پایش اطلاعات در مراکز کنترل اشاره کرد. با استفاده از آنها امکان پایش دقیق و لحظهای فشار آب در خطوط لوله وجود دارد. استفاده از این فناوری پیشرفته به کاهش فشار در شبکه آب و پایداری فشار در شبکه توزیع، کمک میکند.
جمع بندی پیشنهادات اجرایی برای شرکتهای آب و فاضلاب
مدیریت فشار در شبکه توزیع آب شهری، یکی از روشهای بهینه برای کنترل و کاهش نشتی در شبکه آب است. علاوه بر مدیریت نشت، عمر تاسیسات زیرساختی سیستمهای توزیع، افزایش یافته و کاهش هزینههای عملیاتی را در پی دارد. در این بخش راهکارهای عملی برای پیادهسازی سیستمهای مدیریت فشار را نام میبریم:
- استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته در مدیریت فشار
- تقسیم شبکه توزیع به بخشهای کوچکتر با هدف مدیریت نشت در شبکه توزیع آب
- پایش دقیق و لحظهای فشار در خطوط توزیع آب
- بهبود بخشیدن تاسیسات و ساختار زیربنایی شرکت آب و فاضلاب
- استفاده از سخت افزار و نرم افزار برای هوشمند سازی شبکه توزیع آب
- استفاده از سنسورهای هوشمند سازی شبکه توزیع آب
- استفاده از تأسیسات ذخیره آب (مخازن آب) و ایجاد فشار در شبکه
- استفاده از کنترلگرهای چند نقطهای
در راستای مدیریت فشار در شبکه توزیع آب، تجهیزات و فناوریهایی وجود دارد، از جمله فلومتر آلتراسونیک،فلومتر مغناطیسی، فلومتر اختلاف فشاری، کنتور آلتراسونیک، کنترل هوشمند پمپ آب، ترانسمیتر فشار قلمی، سیستمهای مانیتورینگ و کنترل از راه دور. هوشمندسازی شبکه توزیع آب، گامی موثر در بهبود عملکرد مدیریت منابع است.
سوالات متداول
۱. چگونه فشار آب را در شبکه توزیع کنترل کنیم؟
شرکت آب و فاضلاب میتواند با اندازهگیری فشار در نقاط استراتژیک، ثبت مقادیر و مقایسه آنها با اندازهگیریهای جریان کنتورهای آب مصرفکننده فشار بهینه شبکه آبرسانی را مدیریت کند.
۲. مدیریت فشار چه تاثیری بر کاهش نشت دارد؟
مدیریت فشار در شبکه توزیع، با افزایش طول عمر تاسیسات زیر بنایی شرکت آب و فاضلاب و کاهش مقدار ترکیدگی خطوط لوله؛ تاثیر مثبت بر کاهش نشت آب دارد.
۳. تجهیزات لازم برای پایش و کنترل فشار آب چیست؟
تجهیزات مدیریت فشار شامل انواع اندازهگیر فشار و تجهیزات کنترل است؛ ابزارهایی مانند فلومتر آلتراسونیک،فلومتر مغناطیسی، فلومتر اختلاف فشاری، کنتور آلتراسونیک، کنترل هوشمند پمپ آب، ترانسمیتر فشار قلمی، سیستمهای مانیتورینگ و کنترل از راه دور، فشارسنج مانومتر یا آنالوگ، فشارسنج دیجیتال، پرشر سوییچ
