Triển khai một hệ thống đường ống mới tại một trong những thành phố cổ nhất thế giới

Bối cảnh Nhu cầu nước tại thủ đô đang phát triển

Cung cấp nước cho tương lai Jerusalem

Jerusalem là thủ đô của Israel, nằm ở trung tâm đất nước. Thành phố này có di sản lịch sử và văn hóa đặc sắc, đồng thời mang ý nghĩa tôn giáo và tâm linh đối với người Do Thái, Cơ Đốc giáo và Hồi giáo. Vì lý do này và nhiều lý do khác, Jerusalem thu hút du khách từ khắp nơi trên thế giới.

Bên cạnh lượng lớn khách du lịch, Jerusalem còn có dân số hơn 900.000 người, và vào năm 1994, lượng nước uống tiêu thụ hàng năm khoảng 60 triệu mét khối; 2.120 feet khối. Để đáp ứng nhu cầu trong tương lai của dân số tăng nhanh, cũng như vượt qua những thách thức do cơ sở hạ tầng cũ kỹ, Mekorot (công ty nước quốc gia Israel) đã quyết định triển khai hệ thống đường ống mới. Mục tiêu là dẫn nước từ kênh dẫn nước quốc gia và các giếng sâu gần bờ biển về Jerusalem.

Việc vận chuyển hàng nghìn mét khối nước mỗi ngày từ bờ biển lên vùng núi Jerusalem đặt ra những thách thức kỹ thuật to lớn.

Thách thức Tốc độ cao và nguy cơ tăng áp

Bảo vệ đường ống vùng núi

Jerusalem có địa hình núi với độ cao dao động từ +570 đến +850 mét; +1.870 đến +2.788 feet so với mực nước biển, và việc vận chuyển hàng nghìn mét khối nước mỗi ngày từ bờ biển lên vùng núi Jerusalem đặt ra những thách thức kỹ thuật to lớn. Hệ thống đề xuất bao gồm bốn giai đoạn trạm bơm và hồ chứa, với tổng chiều dài 42 km; 26 dặm. Đối với đoạn ống dốc nhất, sử dụng ống thép 1.200 mm; 48” PN40; 580 psi để nối trạm bơm Heller ở độ cao +387 mét; +1.270 feet lên hồ chứa ở +622 mét; 2.040 feet. Trạm bơm Heller có sáu máy bơm, mỗi máy bơm cung cấp 2.200 m3/giờ; 9.686 GPM.

Tổng cộng, các máy bơm này đáp ứng yêu cầu lưu lượng thiết kế tổng cộng 10.600 m3/giờ; 46.670 GPM. Tính toán đơn giản cho thấy tốc độ dòng chảy cao gần 3 m/s; 9,8 ft/s.

Tuy nhiên, tốc độ dòng chảy cao này và việc máy bơm cần tăng áp suất lên tới 26 bar; 377 psi tạo ra nguy cơ lớn về các đợt tăng áp nghiêm trọng.

Dựa trên uy tín và kinh nghiệm trong việc thiết kế, sản xuất và cung cấp các sản phẩm nổi bật cho hệ thống nước, Mekorot đã tìm đến BERMAD để đề xuất giải pháp phòng chống tăng áp toàn diện. Để đưa ra câu trả lời chính xác, các kỹ sư của BERMAD đã thực hiện phân tích tăng áp bằng phần mềm dòng chảy thoáng qua tiên tiến.

Kết quả mô phỏng rất rõ ràng: nếu không có biện pháp bảo vệ và trong trường hợp tất cả các máy bơm ngừng hoạt động cùng lúc, áp suất có thể lên tới 46 bar; 667 psi, vượt xa mức áp suất tối đa cho phép trong hệ thống.

Biểu đồ số 1: Áp suất không có bảo vệ – áp suất tăng lên 46 bar, gây nguy cơ cho hệ thống

Giải Pháp Đảm Bảo Dòng Chảy Nước Ổn Định

Tích Hợp Van Dự Đoán Sóng Xung Kích

Bốn van BERMAD 835-M DN250 / 10” Surge Anticipating Valves. Đây là loại van toàn lưu lượng, PN40, điều khiển bằng piston, sẽ mở ngay lập tức khi áp suất giảm do máy bơm dừng đột ngột. Van đã mở sẵn này giúp tiêu tán sóng áp suất cao quay trở lại và loại bỏ hiện tượng sóng xung kích.

Các van 835-M được lắp song song để tăng khả năng xả áp và giảm tải xả, từ đó cung cấp giải pháp chống sóng xung kích hoàn toàn dự phòng. Các kỹ sư của BERMAD đã thực hiện thêm phân tích sóng xung kích, cho thấy áp suất tối đa khi sử dụng van 835-M là 30 bar; 435 psi, đáp ứng yêu cầu về áp suất tối đa cho phép của khách hàng.

Biểu đồ số 2: Áp suất với bảo vệ – áp suất chỉ tăng tối đa đến 30 bar

Video sau đây trình bày các phép đo thực tế hiện trường về hiện tượng va đập nước khi tất cả các máy bơm dừng cùng lúc, trong đó van 835-M hoàn toàn loại bỏ nguy cơ tăng áp suất không an toàn. Kết quả này chứng minh tính chính xác của phân tích ban đầu do BERMAD thực hiện.

Kết Quả

Năm 1994, bốn van BERMAD 835-M D250 / 10” đã được lắp đặt và đưa vào vận hành. Kể từ đó (trong suốt 25 năm), các van này đã cung cấp một giải pháp đáng tin cậy và chất lượng cao, và Mekorot đã triển khai thêm nhiều dự án chiến lược quy mô lớn khác sử dụng các sản phẩm của BERMAD.

Như đã được chứng minh trong nghiên cứu điển hình này, van chống sốc BERMAD đảm bảo giải pháp chống sốc hiệu suất cao có thể tin cậy trong nhiều năm – ngay cả trong các hệ thống áp suất cao và điều kiện khắc nghiệt. Các chuyên gia về chống sốc của chúng tôi cung cấp dịch vụ phân tích tiên tiến cho nhiều dự án khác nhau, cũng như đánh giá xuất sắc về dao động áp suất trong toàn hệ thống và dưới nhiều kịch bản quá độ khác nhau. Điều này có nghĩa là các báo cáo chống sốc của chúng tôi bao gồm các khuyến nghị dựa trên các mô hình thủy lực đã được kiểm chứng và thử nghiệm kỹ lưỡng, có thể tin cậy để triển khai các giải pháp bền vững và đáng tin cậy.