ارزیابی عملکرد پمپ معکوس در مدیریت فشار و نشت شبکه توزیع آب شهری با رویکرد مدل سازی

فشار یکی از پارامترهای کلیدی هیدرولیکی در شبکه های توزیع آب شهری است که انحراف آن از محدوده مجاز می تواند منجر به افزایش نشت، کاهش عمر تجهیزات و اتلاف انرژی و نارضایتی مصرف کنندگان شود. اگرچه استفاده از شیرهای فشارشکن به عنوان متداول ترین ابزار مدیریت فشار شناخته می شود، ولی این رویکرد با اتلاف قابل توجه انرژی همراه است؛ بنابراین، در سال های اخیر، استفاده از پمپ معکوس به عنوان جایگزین یا مکمل PRV، به ویژه در شبکه های دارای اختلاف تراز و هد مازاد، موردتوجه قرار گرفته است؛ بااین حال، اغلب پژوهش های پیشین یا صرفا بر تولید انرژی متمرکز بودند و یا اثرات هیدرولیکی PAT را به صورت جامع، به ویژه در روش تحلیل مبتنی بر فشار بررسی نکردند. در این پژوهش، عملکرد PAT و PRV در مدیریت فشار، نشت و بازیابی انرژی در شبکه توزیع آب شهری بهارستان استان اصفهان، با استفاده از روش PDA و شبیه سازی دینامیکی ۲۴ ساعته ارزیابی شد. شبکه در سه سناریو بدون نصب شیر، با نصب PRV و جایگزینی PRV با PAT مدل سازی شد. نتایج نشان داد که نصب PRV موجب کاهش میانگین فشار شبکه از ۱۱/۵۱ به ۹۱/۳۵ متر و کاهش میانگین نشت از ۶۵/۶۴ به ۲۶/۴۴ لیتر بر ثانیه شده است. علاوه بر این، جایگزینی PRV با PAT اگرچه کاهش فشار و نشت کمتری (میانگین فشار ۰۳/۴۵ متر و نشت ۵۶/۵۹ لیتر بر ثانیه) نسبت به PRV به همراه داشت، اما امکان بازیابی انرژی معادل ۲۸/۷۳ کیلووات در بازه ۲۴ ساعته را فراهم کرد. به طورکلی، نتایج نشان داد که PRVها ازنظر کنترل فشار و کاهش نشت عملکرد موثرتری دارند، درحالی که PATها با حفظ پایداری هیدرولیکی شبکه، ظرفیت قابل توجهی برای بازیابی انرژی هدررفته ارائه می دهند. این نتایج بیانگر آن است که استفاده از PAT نه به عنوان جایگزین کامل، بلکه به عنوان یک گزینه مکمل برای PRV، می تواند مبنای تصمیم گیری آگاهانه در مدیریت فشار و انرژی در شبکه های توزیع آب شهری باشد.

کلیدواژه ها:

مدیریت فشار ، تحلیل مبتنی بر فشار (PDA) ، بازیابی و تولید انرژی ، نشت ، توربین پمپ معکوس (PAT) ، شیر فشارشکن (PRV)