โซลูชันการป้องกันแรงดันกระแทกขั้นสูงสำหรับโครงการฟื้นฟูระบบนิเวศทะเลสาบสามแห่ง ประเทศจีน
ประปา
2025
จีน
การปกป้องทะเลสาบน้ำจืดของยูนนาน
ตั้งอยู่ใจกลางมณฑลยูนนาน ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศจีน เมืองอวี้ซีเป็นศูนย์กลางอุตสาหกรรมและระบบนิเวศ ล้อมรอบด้วยทะเลสาบน้ำจืดที่สำคัญสามแห่ง ได้แก่ ฝูเซียน ซิงหยุน และชีลู่ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทะเลสาบเหล่านี้ประสบปัญหาระดับน้ำลดลงและมลพิษเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมและชุมชนที่พึ่งพิงทะเลสาบเหล่านี้ เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว โครงการจัดหาน้ำประปาขนาดใหญ่พื้นที่ตะวันออกของอวี้ซี หรือที่รู้จักกันในชื่อ “โครงการสามทะเลสาบ” ได้ถูกจัดตั้งขึ้นด้วยเงินลงทุนรวม 1.89 พันล้านหยวน (ประมาณ 263 ล้านเหรียญสหรัฐ) โครงการนี้มีเป้าหมายในการส่งน้ำพุสะอาดจากน้ำพุด่าหลงถานไปยังทะเลสาบ เพื่อฟื้นฟูระบบนิเวศและรับประกันการจัดหาน้ำให้กับพื้นที่ชนบท รวมถึงความต้องการน้ำเพื่อการชลประทานและการพัฒนาอุตสาหกรรมของประชากรกว่า 1.5 ล้านคน ใน 5 เขตการปกครอง ด้วยการดำเนินโครงการนี้ จึงช่วยส่งเสริมความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมและอนุรักษ์ระบบนิเวศธรรมชาติในภูมิภาคนี้
การจัดการความเสี่ยงจากระดับความสูงและแรงดันกระแทกที่รุนแรง
โครงการนี้ต้องสูบน้ำข้ามความสูง 941 เมตรจากแหล่งน้ำดาลงถานไปยังอ่างเก็บน้ำบนเขา เพื่อให้บรรลุเป้าหมายดังกล่าว ได้มีการออกแบบและก่อสร้างสถานีสูบน้ำสามแห่ง โดยแต่ละสถานีประกอบด้วยปั๊มน้ำความจุสูงหกเครื่อง (ใช้งานพร้อมกันสี่เครื่องในแต่ละครั้ง) สูบน้ำผ่านท่อโลหะขนาด 1,200 มิลลิเมตร เป็นระยะทางรวมมากกว่า 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 (เมตร) | 237 | 356 | 356 |
| เส้นผ่านศูนย์กลางท่อเมนไลน์ (มม.) | 1200 | ||
| ความยาวท่อเมนไลน์ (เมตร) | 1415 | 2663 | 1957 |
ระบบลักษณะนี้ แม้จะมีประสิทธิภาพสูง แต่มีความเปราะบางต่อแรงดันกระแทกทางไฮดรอลิกอย่างมาก โดยเฉพาะในช่วง ไฟฟ้าดับหรือกรณีหยุดปั๊มฉุกเฉิน เมื่อของเหลวที่กำลังเคลื่อนที่ถูกบังคับให้หยุดหรือเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน เหตุการณ์เหล่านี้อาจก่อให้เกิดแรงดันกระแทกที่เป็นอันตราย เสี่ยงต่อความเสียหายของปั๊ม ท่อ วาล์ว และส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบ รวมถึงเสี่ยงต่อการแตกระเบิด น้ำท่วม และอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ ดังนั้นจึงต้องมีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทกหลังจากทำการวิเคราะห์แรงดันกระแทกอย่างครบถ้วน
การวิเคราะห์และจำลองแรงดันกระแทก
มีการดำเนินการวิเคราะห์แรงดันกระแทกอย่างละเอียดโดยผู้เชี่ยวชาญของ BERMAD โดยใช้ซอฟต์แวร์ KY Pipe ในการจำลองสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด รวมถึงกรณีที่ปั๊มทั้งหมดหยุดทำงานโดยไม่สามารถควบคุมได้ ผลการวิเคราะห์แรงดันกระแทกแสดงให้เห็นว่า:
- ผลลัพธ์เมื่อไม่มีการป้องกัน: เกิดแรงดันกระแทกทั้งในด้านลบและบวกในสถานีสูบน้ำทั้งสามแห่ง และตลอดแนวท่อส่งน้ำแต่ละเส้น ในกรณีที่ปั๊มทั้งหมดหยุดทำงานเนื่องจากไฟฟ้าขัดข้อง
- ผลลัพธ์เมื่อมีการป้องกันแรงดันกระแทก: โดยการนำโซลูชันป้องกันแรงดันกระแทกของ BERMAD มาใช้ ปรากฏการณ์แรงดันกระแทกจะถูกลดทอนลง ทำให้กราฟแรงดันแสดงสถานการณ์เปลี่ยนผ่านที่ควบคุมได้และการทำงานที่ปลอดภัยในสถานีสูบน้ำทุกแห่งและตลอดแนวท่อส่งน้ำแต่ละเส้น
กราฟแสดงพฤติกรรมของแรงดัน (หัวน้ำเป็นเมตร เทียบกับเวลาเป็นวินาที) ในหนึ่งในสามสถานีสูบน้ำระหว่างเกิดไฟฟ้าดับ:
- เส้นสีแดงแสดงพฤติกรรมของแรงดันระหว่างไฟฟ้าดับโดยไม่มีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทก จะเห็นได้ชัดถึงแรงดันกระแทกที่เกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
- เส้นสีเขียวแสดงพฤติกรรมของแรงดันระหว่างไฟฟ้าดับเมื่อมีการติดตั้งระบบป้องกันแรงดันกระแทกของ BERMAD
การวิเคราะห์ยืนยันว่า การเลือกใช้วาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้าและวาล์วอากาศแบบผสมผสาน สามารถลดปรากฏการณ์แรงดันกระแทกและความเสี่ยงจากแรงดันกระแทกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือในระยะยาวและความยืดหยุ่นของระบบ
วาล์วคาดการณ์แรงดันกระแทกและการผสานรวมวาล์วระบายอากาศแบบผสม
โซลูชันการป้องกันแรงดันกระแทกประกอบด้วยวาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้าและวาล์วระบายอากาศแบบผสมที่มีฟีเจอร์ป้องกันแรงดันกระแทก 1. วาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้า แต่ละสถานีสูบน้ำติดตั้งวาล์วควบคุมแรงดันกระแทกแบบคาดการณ์ล่วงหน้าแบบลูกสูบ ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิก จำนวน 3 ชุด สำหรับแรงดันสูง (PN40) วาล์วเหล่านี้จะตรวจจับแรงดันในท่อหลักและเปิดเมื่อเกิดแรงดันตกอย่างรวดเร็วจากการหยุดปั๊มกะทันหัน วาล์วที่เปิดไว้ล่วงหน้าจะช่วยสลายคลื่นแรงดันสูงที่ย้อนกลับมา 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 วาล์วระบายอากาศถือเป็นส่วนสำคัญของโซลูชันการป้องกันแรงดันกระแทกที่สมบูรณ์ โดยช่วยให้อากาศเข้าสู่ท่อหลักได้เพียงพอ ป้องกันการเกิดสุญญากาศและการยุบตัวของท่อ ลดแรงดันลบขณะปั๊มหยุดทำงาน รวมถึงช่วยรองรับแรงดันบวกโดยปล่อยอากาศออกอย่างควบคุมเมื่อคลื่นแรงดันย้อนกลับไปยังสถานีสูบน้ำ วาล์วระบายอากาศจะติดตั้งที่แต่ละสถานีสูบน้ำ จุดสูง และจุดวิกฤตตามแนวท่อหลักโดยอ้างอิงจากการวิเคราะห์แรงดันกระแทกและซอฟต์แวร์ BERMAD Air จากผลการวิเคราะห์ BERMAD แนะนำให้ติดตั้งวาล์วระบายอากาศแบบผสมดังนี้: ที่แต่ละสถานีสูบน้ำ รุ่น WW-C70-AC (4”) ที่ท่อจ่ายออกจากปั๊มแต่ละตัว และที่ท่อหลักแนวตั้งแต่ละเส้น รุ่น WW-C70-SP (6″) ลูกค้าได้ยอมรับคำแนะนำเกี่ยวกับวาล์วระบายอากาศของ BERMAD เป็นส่วนใหญ่
ทำไมต้องเลือก BERMAD
โครงการฟื้นฟูระบบนิเวศทะเลสาบทั้ง 3 แห่งเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของการที่โซลูชันควบคุมไฮดรอลิกอัจฉริยะและมีประสิทธิภาพขั้นสูงของ BERMAD มุ่งเน้นในการปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของระบบน้ำที่สำคัญ แม้ในพื้นที่ที่มีภูมิประเทศท้าทาย ด้วยการรับประกันเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ โครงการนี้ไม่เพียงแต่สร้างความมั่นใจในการส่งจ่ายน้ำ แต่ยังสนับสนุนการฟื้นฟูระบบนิเวศและความยั่งยืนของทะเลสาบอันเป็นสัญลักษณ์ของยูนนานอีกด้วย กรณีศึกษานี้จึงเป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีค่าสำหรับระบบจ่ายน้ำขนาดใหญ่ในพื้นที่อื่นทั่วโลก ซึ่งปัญหาเรื่องระดับความสูง ระยะทาง และปัจจัยสิ่งแวดล้อมเฉพาะถิ่นอื่น ๆ ทำให้เกิดความต้องการโซลูชันที่มีประสิทธิภาพ ยั่งยืน และแข็งแกร่งเช่นเดียวกับที่ BERMAD ได้ออกแบบและดำเนินการในโครงการที่โดดเด่นนี้
