بخشی از مقاله
چکیده
روند رو به رشد جمعیت و و عدم تناسب میزان مصرف و منابع آب شرب موجود، موجب شده تا امروزه مبحث مدیریت مصرف و تولید منابع آبی بهطور جدی دنبال گردد. در این مقاله ضمن معرفی شیرهای کنترل کننده فشار و دبی بهعنوان یکی از ابزار کنترلی در سیستم آبرسانی، نحوه ی اجرای مطالعه موردی حاضردر سال 1393 در استان اصفهان شرح وخسارات ناشی از حوادث و نیز سرانه مصرف آب با سال قبل از نصب شیر کنترلی مذکور بررسی ومقایسه میگردد.
نتیجه این مطالعه نشان داد که با انتخاب صحیح ابزار کنترلی و تنظیم و کنترل پارامترهای هیدرولیکی جریان یعنی فشار و دبی، میزان تقاضای مصرف کننده نیز مدیریت میگردد. بهعلاوه اینکه57 درصد کاهش در گزارشات حوادث خط انتقال و شبکه در اثر مدیریت فشار، بیش از 6 درصد کاهش برداشت آب، همچنین کاهش هدررفت آب از 19 درصد در سال 92 به 15/9 درصد در سال 93 از نتایج مثبت این طرح بود. ضمن اینکه علیرغم صرف سرمایه اولیهی قابلتوجه در تهیه شیر کنترلی، هزینههای ناشی از حوادث کاهش چشمگیر داشت و در پایان سال 93به میزان 412 میلیون ریال در بخش حوادث صرفه جویی گردید.
مقدمه
واقع شدن ایران در منطقه ی خشک و کم بارش و شرایط نامساعد حاکم بر منابع آبی در سالهای خشکسالی اخیر، ضرورت کنترل و مدیریت تولید و مصرف آب را دوچندان می سازد. استان اصفهان نیز با دارا بودن آب و هوای خشک، کمبود بارندگی و خشکی رودخانه ی زاینده رود، همواره متولیان تأمین و توزیع آب را با دغدغه ی توزیع عادلانه ی آب مواجه کرده است.
بنابراین بهره گیری از دانش نوین وبکارگیری تکنولوژی روز دنیا از جمله تله متری و تجهیزات کنترلی، به هدف مدیریت تولید و مصرف آب، توجیه فنی و اقتصادی پیدا می کند. کاربرد تله متری و کنترل از راه دور در سامانه های آبرسانی با سنجش، پایش و کنترل آن میتواند منجر به کاهش هدر رفت آب و افزایش رضایتمندی مصرف کنندگان گردد.
در زمینه ی نقش استفاده از ابزار کنترلی در مدیریت سامانه های آبرسانی مطالعاتی انجام شده است که در کشور شرکت آب و فاضلاب استان اصفهان پیشتاز اجرا و بهره برداری این طرح در میان کل شرکتهای آب و فاضلاب ایران بوده است. از جمله این مطالعات: توکلی و همکاران - 2015 - با هدف کنترل فشار و نشت، در نقاط حساس شبکه فشارشکن ها را نصب و زمانبندی نمودند بطوریکه ضمن بررسی هیدرولیکی شبکه کلیه ی نقاط شبکه به فشار استاندارد برسد.
آسفی و همکاران - 1389 - با استفاده از مدیریت پیشگیرانه فشار و با کمک فشارشکن، شبکه را از لحاظ کاهش حداقل جریان شبانه و میزان کاهش نشت مورد بررسی قرار دادند. تابش و هومهر - 1385 - با کمک الگوریتم ژنتیک حالت بهینه تنظیم شیرآلات کنترلی را ضمن کمینه کردن فشار و نشت در شبکه بدست آوردند.
استان اصفهان بعنوان استان پیشتازدر بکارگیری سیستم تله متری و کنترل از راه دور، کلیهی ایستگاههای آبرسانی را مورد پایش قرار داده و با نصب تجهیزات اندازه گیری کمی و کیفی آب، توانسته تا حد زیادی در جهت مدیریت هوشمند تخصیص منابع آبی گام بردارد. کنترل هوشمند و حلقه بستهی سیستم های آبرسانی، معمولا بصورت نرم افزاری و توسط نرم افزارهای اسکادا صورت می پذیرد.
شیرهای فشارشکن مکانیکی که عملکرد آن تنظیم و نثبیت یک مقدار معین از فشار در خروجی است، دارای سابقهای قدیمی در صنعت آب می باشد. با پیشرفت تکنولوژی، شیرهای کنترل فشار و دبی با تکنولوژی جدید به صنعت آب و فاضلاب معرفی گردید که می تواند با کمک اوریفیس - Orifice - داخل آن، با تغذیه ی 24 ولت یک شیر به قطر 500 میلیمتر را کنترل نماید.
در ابتدای این مقاله شیوه عملکرد شیرهای کنترل فشار و دبی، معرفی می گردد. در ادامه سیستم آبرسانی استان اصفهان و دلایل نیاز به کنترل اتوماتیک فشار و دبی مطرح می شود. سپس مطالعهی موردی منطقه دولت آباد اصفهان و مقایسهی تأثیر نصب شیرهای کنترل فشار و دبی بر روی مدیریت تأمین و توزیع - عرضه و تقاضا - ، کاهش هدررفت، هزینه ها و خسارات ناشی از استاندارد نبودن مقادیر پارامترهای هیدرولیکی بیان شده است. در انتهانتایج این مطالعه و پیشنهادات فنی جهت خرید و نصب این شیرها ارائه می گردد.
مواد و روشها - شیرهای کنترل فشار و دبی
شیرهای کنترل فشار و دبیاز سه قسمت تشکیل شده اند، - 1 قسمت مکانیکی، که یک شیر دیافراگمی می باشد و - 2 قسمت الکترونیکی، شامل یک موتور DC و یک برد کنترلی جهت تنظیم موقیت مکانی شافت بر روی دیافگرام شیر - CPC - و - 3 شافت تنظیم اوریفیس.
عمکرد شیر بگونه ای است که با برداشت نمونه آب از ورودی و خروجی شیر و مقایسه ی فشار آنها، می تواند دیافراگم شیر را باز یا بسته نماید. شکل - 1 - نمونه ی ساده ای از عملکرد شیر را نشان می دهد. با تنظیم مقدار معینی از فشار بر روی CPC، موتور DC داخلی، شافت را به میزان معینی جابجا می کند و به این ترتیب مقدار معینی از نمونه آب ورودی بر روی دیافراگم قرار می گیرد.
