โซลูชันการป้องกันแรงดันกระแทกขั้นสูงสำหรับโครงการฟื้นฟูระบบนิเวศทะเลสาบสามแห่ง ประเทศจีน
ประปา
2025
จีน
การปกป้องทะเลสาบน้ำจืดของยูนนาน
ตั้งอยู่ใจกลางมณฑลยูนนาน ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศจีน เมืองยวี่ซีเป็นศูนย์กลางอุตสาหกรรมและระบบนิเวศที่ล้อมรอบด้วยทะเลสาบน้ำจืดที่สำคัญสามแห่ง ได้แก่ ฟู่เซียน, ซิงหยุน และฉีลู่
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทะเลสาบเหล่านี้ประสบปัญหาระดับน้ำลดลงและมลพิษเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมและชุมชนที่ต้องพึ่งพิงทะเลสาบเหล่านี้
เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว โครงการจัดหาน้ำประปาขนาดใหญ่พื้นที่ตะวันออกของยวี่ซี หรือที่รู้จักกันในชื่อ “โครงการสามทะเลสาบ” ได้ถูกจัดตั้งขึ้น โดยมีเงินลงทุนรวม 1.89 พันล้านหยวน (ประมาณ 263 ล้านเหรียญสหรัฐ) โครงการนี้มีเป้าหมายในการส่งน้ำสะอาดจากน้ำพุต้าหลงถานไปยังทะเลสาบทั้งสาม เพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำในเชิงนิเวศและรับประกันการจัดหาน้ำให้กับพื้นที่ชนบท รวมถึงการชลประทานและการพัฒนาอุตสาหกรรมสำหรับประชากรกว่า 1.5 ล้านคนใน 5 เขตการปกครอง ซึ่งโครงการนี้ช่วยส่งเสริมความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมและอนุรักษ์ระบบนิเวศธรรมชาติในภูมิภาคนี้
การจัดการความเสี่ยงจากระดับความสูงและแรงดันกระแทกที่รุนแรง
โครงการนี้ต้องยกน้ำข้ามความสูง 941 เมตรจากแหล่งน้ำดาลงถานไปยังอ่างเก็บน้ำบนเขา เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ได้มีการออกแบบและก่อสร้างสถานีสูบน้ำจำนวนสามแห่ง โดยแต่ละสถานีสูบน้ำประกอบด้วยปั๊มน้ำกำลังสูงจำนวนหกเครื่องที่ทำงานแบบขนาน (โดยจะมีสี่เครื่องทำงานพร้อมกันในแต่ละครั้ง) ส่งน้ำผ่านท่อโลหะขนาด 1,200 มิลลิเมตรเป็นระยะทางรวมมากกว่า 6.5 กิโลเมตร
ตารางนี้แสดงข้อมูลทางเทคนิคหลักเกี่ยวกับระบบ:
| พารามิเตอร์ของระบบ | สถานีสูบน้ำที่ 1 | สถานีสูบน้ำที่ 2 | สถานีสูบน้ำที่ 3 |
| จำนวนปั๊ม | 6 (ใช้งาน 4 + สำรอง 2) | ||
| อัตราการไหลของปั๊มเดี่ยว (m3/ชม.) | 2250 | ||
| อัตราการไหลรวม (m3/ชม.) | 9000 | ||
| เฮดของปั๊ม (ม.) | 237 | 356 | 356 |
| เส้นผ่านศูนย์กลางท่อเมนไลน์ (มม.) | 1200 | ||
| ความยาวท่อเมนไลน์ (ม.) | 1415 | 2663 | 1957 |
ระบบลักษณะนี้ แม้จะมีประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีความเปราะบางต่อแรงดันกระแทกในระบบไฮดรอลิกอย่างมาก โดยเฉพาะในช่วง ไฟฟ้าดับหรือการหยุดปั๊มฉุกเฉิน เมื่อของเหลวที่กำลังเคลื่อนที่ถูกบังคับให้หยุดหรือเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน เหตุการณ์เหล่านี้อาจก่อให้เกิดแรงดันกระแทกที่เป็นอันตราย เสี่ยงต่อความเสียหายของปั๊ม ท่อ วาล์ว และส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบ รวมถึงความเสี่ยงต่อการแตกระเบิด น้ำท่วม และการสูญเสียชีวิต ดังนั้นจึงต้องมีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทกหลังจากทำการวิเคราะห์แรงดันกระแทกอย่างละเอียดถี่ถ้วน
การวิเคราะห์และจำลองแรงดันกระแทก
มีการดำเนินการวิเคราะห์แรงดันกระแทกอย่างละเอียดโดยผู้เชี่ยวชาญของ BERMAD โดยใช้ซอฟต์แวร์ KY Pipe ในการจำลองสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด รวมถึงกรณีที่ปั๊มทั้งหมดหยุดทำงานโดยไม่สามารถควบคุมได้
ผลการวิเคราะห์แรงดันกระแทกแสดงให้เห็นว่า:
- ผลลัพธ์เมื่อไม่มีการป้องกัน: เกิดแรงดันกระแทกทั้งในทิศทางลบและบวกในสถานีสูบน้ำทั้งสามแห่ง และตลอดแนวท่อส่งน้ำแต่ละเส้น ในกรณีที่ปั๊มทั้งหมดหยุดทำงานเนื่องจากไฟฟ้าดับ
- ผลลัพธ์เมื่อมีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทก: ด้วยการนำโซลูชันป้องกันแรงดันกระแทกของ BERMAD มาใช้ ปรากฏการณ์แรงดันกระแทกจะถูกลดทอนลง ทำให้โปรไฟล์แรงดันแสดงสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงที่ควบคุมได้ และสามารถดำเนินงานได้อย่างปลอดภัยในสถานีสูบน้ำทุกแห่งและตลอดแนวท่อส่งน้ำแต่ละเส้น
กราฟแสดงพฤติกรรมของแรงดัน (หัวน้ำเป็นเมตร เทียบกับเวลาเป็นวินาที) ในหนึ่งในสามสถานีสูบน้ำระหว่างที่เกิดไฟฟ้าดับ:
- เส้นสีแดงแสดงพฤติกรรมของแรงดันระหว่างไฟฟ้าดับโดยไม่มีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทก จะเห็นได้ชัดถึงแรงดันกระแทกที่เกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
- เส้นสีเขียวแสดงพฤติกรรมของแรงดันระหว่างไฟฟ้าดับโดยมีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทกของ BERMAD
การวิเคราะห์ยืนยันว่า การเลือกใช้วาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้าและวาล์วอากาศแบบผสมผสาน สามารถลดปรากฏการณ์แรงดันกระแทกและความเสี่ยงจากแรงดันกระแทกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือในระยะยาวและความยืดหยุ่นของระบบ
วาล์วคาดการณ์แรงดันกระแทกและการผสานรวมวาล์วระบายอากาศแบบผสม
โซลูชันการป้องกันแรงดันกระแทกประกอบด้วยวาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้าและวาล์วระบายอากาศแบบผสมที่มีฟีเจอร์ป้องกันแรงดันกระแทก
1. วาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้า แต่ละสถานีสูบน้ำติดตั้งวาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้าแบบลูกสูบ ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิก จำนวนสามชุด สำหรับแรงดันสูง (PN40) วาล์วเหล่านี้จะตรวจจับแรงดันในท่อหลักและเปิดเมื่อเกิดแรงดันตกอย่างรวดเร็วจากการหยุดปั๊มกะทันหัน วาล์วที่เปิดล่วงหน้าจะช่วยสลายคลื่นแรงดันสูงที่ย้อนกลับมา ช่วยขจัดแรงดันกระแทก
- สถานีสูบน้ำ #1: 3 ชุด WW-12”-835-M
- สถานีสูบน้ำ #2: 3 ชุด WW-16”-835-M
- สถานีสูบน้ำ #3: 3 ชุด WW-16″-835-M
2. วาล์วระบายอากาศแบบผสม วางตำแหน่งอย่างเหมาะสมตามแนวท่อและภายในสถานีสูบน้ำ วาล์วเหล่านี้ระบายอากาศที่ค้างอยู่ระหว่างเริ่มเดินระบบ และรับอากาศเข้าระหว่างปิดระบบ เพื่อป้องกันการเกิดสุญญากาศและการแยกตัวของคอลัมน์น้ำ
โดยใช้ซอฟต์แวร์ BERMAD Air และซอฟต์แวร์วิเคราะห์แรงดันกระแทก ผู้เชี่ยวชาญของ BERMAD ได้กำหนดตำแหน่งและขนาดของวาล์วระบายอากาศที่จำเป็นในสถานีสูบน้ำและตามแนวท่อหลัก วาล์วระบายอากาศถือเป็นส่วนสำคัญของโซลูชันการป้องกันแรงดันกระแทกอย่างสมบูรณ์ โดยช่วยให้อากาศเข้าสู่ท่อหลักได้เพียงพอ ป้องกันการเกิดสุญญากาศและการยุบตัวของท่อ ลดแรงดันกระแทกลบขณะปั๊มหยุดทำงาน รวมถึงช่วยรองรับแรงดันกระแทกบวกโดยปล่อยอากาศออกอย่างควบคุมเมื่อคลื่นแรงดันย้อนกลับไปยังสถานีสูบน้ำ วาล์วระบายอากาศจะติดตั้งที่แต่ละสถานีสูบน้ำ จุดสูง และจุดวิกฤตตามแนวท่อหลักโดยอ้างอิงจากการวิเคราะห์แรงดันกระแทกและซอฟต์แวร์ BERMAD Air
จากผลการวิเคราะห์ BERMAD แนะนำให้ติดตั้งวาล์วระบายอากาศแบบผสมดังนี้: ที่แต่ละสถานีสูบน้ำ รุ่น WW-C70-AC (4”) ที่ท่อจ่ายออกของแต่ละปั๊ม และที่ท่อหลักขาขึ้นแต่ละเส้น รุ่น WW-C70-SP (6″) ลูกค้าได้ยอมรับคำแนะนำเกี่ยวกับวาล์วระบายอากาศของ BERMAD เป็นส่วนใหญ่
ทำไมต้องเลือก BERMAD
โครงการฟื้นฟูระบบนิเวศทะเลสาบทั้ง 3 แห่งเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของการที่โซลูชันควบคุมระบบไฮดรอลิกอัจฉริยะและมีประสิทธิภาพขั้นสูงของ BERMAD มุ่งเน้นในการปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของระบบน้ำที่สำคัญ แม้ในพื้นที่ที่มีภูมิประเทศท้าทาย ด้วยการรับประกันเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ โครงการนี้ไม่เพียงแต่สร้างความมั่นใจในการส่งจ่ายน้ำ แต่ยังสนับสนุนการฟื้นฟูระบบนิเวศและความยั่งยืนของทะเลสาบอันเป็นสัญลักษณ์ของมณฑลยูนนานอีกด้วย
กรณีศึกษานี้ถือเป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีคุณค่าสำหรับระบบจ่ายน้ำขนาดใหญ่ในพื้นที่อื่นทั่วโลก ซึ่งความสูงต่างระดับ ระยะทาง และปัญหาสิ่งแวดล้อมเฉพาะท้องถิ่นก่อให้เกิดความต้องการโซลูชันที่มีประสิทธิภาพ ยั่งยืน และแข็งแกร่งเช่นเดียวกับที่ BERMAD ได้ออกแบบและดำเนินการในโครงการที่โดดเด่นนี้
