פתרונות הגנה מתקדמים מפני הלם מים עבור פרויקט שיקום אקולוגי שלושת האגמים, סין
הולכת מים
2025
סין
הגנה על אגמי המים המתוקים של יונאן
ממוקמת בלב מחוז יונאן בדרום-מערב סין, העיר יוקסי היא מרכז תעשייתי ואקולוגי המוקף בשלושה אגמי מים מתוקים חיוניים: פוקסיאן, שינגיונן וצ'ילו. בשנים האחרונות סבלו אגמים אלה מירידת מפלסי מים ומזיהום גובר, המאיימים הן על הסביבה והן על הקהילות התלויות בהם. כדי להתמודד עם מצב זה, הוקם פרויקט אספקת המים הסיטונאית לאזור מזרח יוקסי, הידוע גם בשם "פרויקט שלושת האגמים", בהשקעה כוללת של 1.89 מיליארד יואן (כ- 263 מיליון דולר אמריקאי). מטרת הפרויקט הייתה להוביל מים נקיים ממעיין דאלונגטאן לשיפור אקולוגי של מי האגמים ולהבטחת אספקת מים לאזורים כפריים, לצורכי השקיה ולפיתוח תעשייתי עבור יותר מ-1.5 מיליון תושבים בחמש נפות מנהליות. בכך תורם הפרויקט לקיימות סביבתית ולשימור המערכות האקולוגיות הטבעיות באזור.
ניהול גובה קיצוני וסיכון הלם מים
הפרויקט דרש העלאת מים בגובה של 941 מטר ממעיין דאלונגטן אל מאגר המים שבמעלה ההר. לשם כך, תוכננה ונבנתה סדרה של שלוש תחנות שאיבה. כל תחנת שאיבה מורכבת משישה משאבות בעלות קיבולת גבוהה הפועלות במקביל (ארבע מהן פעילות בכל זמן נתון), ומזרימות מים דרך צינור מתכת בקוטר 1,200 מ"מ לאורך כולל של למעלה מ-6.5 קילומטרים.
הטבלה מכילה את המידע הטכני העיקרי על המערכת:
| פרמטר מערכת | תחנת משאבות 1ראשונה | תחנת משאבות 2שנייה | תחנת משאבות 3שלישית |
| מספר משאבות | 6 (4 פעילות + 2 כוננות) | ||
| ספיקה למשאבה בודדת (מ'3/שעה) | 2250 | ||
| ספיקה כוללת (מ'3/שעה) | 9000 | ||
| גובה הרמה למשאבה (מ') | 237 | 356 | 356 |
| קוטר צינור ראשי (מ"מ) | 1200 | ||
| אורך קו ראשי (מ') | 1415 | 2663 | 1957 |
מערכת כזו, על אף עוצמתה, רגישה מאוד להלם מים, במיוחד במהלך הפסקות חשמל או כיבוי חירום של משאבות, כאשר נוזל בתנועה נאלץ להיעצר או לשנות כיוון בפתאומיות. אירועים אלו עלולים לגרום לעליות לחץ מסוכנות, לסכן משאבות, צנרת, מגופים ורכיבים נוספים במערכת, וכן לגרום לפריצה, הצפה ואובדן חיי אדם. לכן, יש ליישם פתרונות הגנה מפני הלם מים לאחר ביצוע ניתוח הלם מקיף.
ניתוח וסימולציית הלם מים
בוצע ניתוח הלם מים מפורט על ידי מומחי ברמד. באמצעות תוכנת KY Pipe, הסימולציה דימתה תרחיש קיצון, כולל השבתה בלתי מבוקרת של משאבות. ניתוח הלם המים הראה:
- תוצאות ללא הגנה: הלם לחץ שלילי וחיובי מתרחש בכל שלוש תחנות השאיבה ולאורך כל קווי הסניקה בתרחיש של השבתת כל המשאבות עקב הפסקת חשמל.
- תוצאות עם פתרון הגנת הלם: על ידי יישום פתרונות הגנת הלם של ברמד, תופעת ההלם נבלמת כך שפרופיל הלחץ מציג תרחיש מעבר מבוקר ותפעול בטוח בכל תחנות השאיבה ולאורך כל קווי הסניקה.
הגרף ממחיש את התנהגות הלחץ (גובה בעמודות מטרים לעומת זמן בשניות) באחת מתוך שלוש תחנות השאיבה במהלך הפסקת חשמל:
- הקו האדום מציג את התנהגות הלחץ במהלך הפסקת חשמל ללא יישום פתרון הגנה מפני הלם מים. ניתן לראות בבירור את עליית הלחץ המשמעותית.
- הקו הירוק מציג את התנהגות הלחץ במהלך הפסקת חשמל עם יישום פתרון ההגנה מפני הלם מים של ברמד.
הניתוח אישר כי הפתרון שנבחר – מגופי מקדם הלם ושסתומי אוויר משולבים – מפחית ביעילות את תופעת הלם המים ואת הסיכונים הנלווים, ומבטיח אמינות לטווח ארוך וחוסן מערכתי.
מגופי מקדם הלם ואינטגרציה של שסתום אוויר משולב
פתרון הגנה מפני הלם מים כולל מגופי מקדם הלם ושסתומי אוויר משולבים עם תכונת הגנה מפני הלם מים.
1. מגופי מקדם הלם
כל תחנת משאבות צוידה בשלושה מגופי מקדם הלם הידראוליים, מופעלים בבוכנה, מחוץ לקו, עבור לחץ גבוה (PN40). מגופים אלו, החשים את לחץ הקו הראשי, נפתחים בתגובה לירידת הלחץ הנגרמת מהפסקה פתאומית של המשאבה. המגופים שנפתחו מראש מפזרים את גל הלחץ הגבוה החוזר, ומבטלים את ההלם.
- תחנת משאבות #1: 3 יחידות של WW-12”-835-M
- תחנת משאבות #2: 3 יחידות של WW-16”-835-M
- תחנת משאבות #3: 3 יחידות של WW-16"-835-M
2. שסתומי אוויר משולבים
שסתומים אלו, הממוקמים אסטרטגית לאורך הצנרת ובתחנות המשאבות, משחררים אוויר כלוא בעת ההפעלה ומכניסים אוויר בעת הכיבוי, ובכך מונעים היווצרות ואקום והיפרדות עמודת מים. באמצעות תוכנת BERMAD Air ותוכנת ניתוח הלם מים, מומחי ברמד קבעו את מיקום וגודל שסתומי האוויר הנדרשים בתחנת המשאבות ולאורך הקו הראשי. שסתומי האוויר הם חלק חיוני בפתרון ההגנה המלא מפני הלם מים, בכך שמאפשרים כניסת אוויר מספקת לצנרת הראשית, מונעים היווצרות ואקום והתמוטטות צינור, מפחיתים את הלחץ השלילי בעת עצירת המשאבות, וכן מרככים את גל ההלם החיובי ומאפשרים שחרור אוויר מבוקר כאשר הגל חוזר לכיוון תחנות המשאבות. שסתומי האוויר מותקנים בכל אחת מתחנות המשאבות, בנקודות גבוהות ובנקודות קריטיות לאורך הקו הראשי, בהתאם לניתוח הלם המים ולתוכנת BERMAD Air.
בהתבסס על הניתוח, ברמד המליצה להתקין שסתומי אוויר משולבים כמפורט: בכל תחנת משאבות, דגם WW-C70-AC (4”) על כל קו יציאת משאבה, ועל כל קו ראשי עולה דגם WW-C70-SP (6"). הלקוח קיבל את רוב המלצות ברמד לשסתומי אוויר.
למה ברמד
פרויקט השיקום האקולוגי של שלושת האגמים הוא דוגמה מושלמת לאופן שבו פתרונות הבקרה ההידראוליים המתקדמים, החכמים והיעילים של ברמד נועדו להגן על תשתיות מערכות מים קריטיות, גם בתנאי טופוגרפיה מאתגרים. באמצעות הבטחת יציבות ואמינות המערכת, הפרויקט לא רק מבטיח אספקת מים, אלא גם תומך בשיקום האקולוגי ובקיימות של האגמים האיקוניים של יונאן. מחקר מקרה זה מהווה מקור ידע חשוב עבור מערכות אספקת מים בתפזורת דומות ברחבי העולם, שבהן גובה, מרחק ונושאים סביבתיים מקומיים נוספים יוצרים צורך בפתרונות יעילים, בני קיימא ועמידים כפי שברמד תכננה ויישמה בפרויקט יוצא דופן זה.
