Nâng cấp hiệu suất của các tuyến phân phối CCRR SUCS để đáp ứng nhu cầu tưới tiêu ngày càng tăng
Tưới tiêu
Nhà máy nước
2026
Tây Ban Nha
Cung cấp nước cho đất nông nghiệp sản xuất
Lleida, Tây Ban Nha, được biết đến với năng suất nông nghiệp cao và các phương pháp quản lý nước sáng tạo. Liên hiệp CCRR SUCS giám sát một hệ thống tưới tiêu bằng trọng lực, cung cấp nước cho 2.841 ha đất nông nghiệp. Trong số này, khoảng 1.800 ha được tưới bằng nước từ kênh Canal d’Aragó i Catalunya, với mạng lưới tưới tiêu tại khu vực này tích hợp các Giải pháp Thủy lực BERMAD. Kênh hở kéo dài 134 km từ dãy núi Pyrenees, dẫn nước đến nhiều vùng nông nghiệp, bao gồm cả CCRR SUCS.
Trong nhiều năm, CCRR SUCS vận hành hai hồ chứa để lưu trữ nước lấy từ kênh: một hồ lớn và một hồ nhỏ hơn, cả hai đều được kết nối bằng trọng lực. Các hồ chứa này hoạt động như một hệ thống duy nhất, với hồ lớn hơn, nằm ở độ cao thấp hơn, xả nước qua ống DN400 ra mạng lưới tưới tiêu. Cấu hình này hoạt động hiệu quả cho đến khi nhu cầu tưới tiêu tăng cao vào mùa cao điểm dẫn đến những thách thức vận hành và hạn chế về hạ tầng.
Khắc phục các giới hạn về lưu lượng và kết cấu
- Công suất dòng chảy hạn chế: Hạ tầng cũ, đặc biệt là ống bê tông DN400 vốn được thiết kế cho nhu cầu thấp hơn, đã giới hạn lưu lượng hệ thống ở mức khoảng 700 LPS (lít mỗi giây). Khi nhu cầu tưới tiêu tăng lên, hạn chế này trở nên nghiêm trọng, vì liên danh cần lưu lượng cao hơn vào các thời điểm cao điểm.
- Áp suất không đủ: Khi nhu cầu hệ thống ngày càng vượt quá công suất khuyến nghị của đường ống DN400, các trường hợp áp suất tưới không đủ ngày càng xảy ra thường xuyên hơn, làm giảm hiệu quả tưới tiêu.
- Nguy cơ kết cấu: Lưu lượng vượt mức đe dọa đến độ bền của tường hồ chứa lớn hơn. Việc thay thế ống DN400 cũ bằng ống lớn hơn là không khả thi, vì sẽ phải sửa đổi tường hồ chứa, gây ra rủi ro kết cấu đáng kể và có thể ảnh hưởng đến sự ổn định.
- Hạ tầng xuống cấp: Chất lượng và độ tin cậy của ống DN400 đã giảm sút theo thời gian do vận tốc dòng chảy cao kéo dài.
Việc thay thế ống DN400 bằng loại lớn hơn là không khả thi, vì sẽ phải sửa đổi tường hồ chứa và gây ra rủi ro kết cấu đáng kể. Do đó, các giải pháp thay thế đã được xem xét.
Nâng cấp thủy lực mà không cần thay đổi kết cấu
Mục tiêu là nâng cao hiệu suất hệ thống mà không làm thay đổi đường ống DN400 hoặc ảnh hưởng đến tính toàn vẹn kết cấu của hồ chứa lớn. Một đường ống DN900 mới đã được lắp đặt để kết nối hồ chứa nhỏ với đường ống DN400. Van điều khiển lưu lượng thủy lực BERMAD được lắp đặt tại điểm nối giữa hai đường ống cũ và mới. Mục tiêu chính là tăng gấp đôi công suất lưu lượng tối đa của hệ thống lên khoảng 1.500 LPS, đồng thời duy trì điều kiện vận hành an toàn và hiệu quả cho cơ sở hạ tầng hiện có.
Việc ưu tiên lấy nước từ hồ chứa lớn, nơi chứa phần lớn lượng nước sẵn có, là điều cần thiết. Nếu không có can thiệp, hệ thống cấp nước tự chảy sẽ tự nhiên ưu tiên hồ chứa nhỏ nằm ở cao độ cao hơn. Để giải quyết vấn đề này, dự án đặt mục tiêu giới hạn lưu lượng qua ống DN400 ở mức khoảng 400 LPS, đây là mức được đánh giá là an toàn cho cơ sở hạ tầng. Bất kỳ nhu cầu bổ sung nào vượt ngưỡng này sẽ được cung cấp qua đường ống DN900 mới từ hồ chứa nhỏ. Cách tiếp cận này đã thúc đẩy việc đánh giá nhiều giải pháp nhằm đạt được kiểm soát lưu lượng tối ưu, bảo vệ cơ sở hạ tầng và nâng cao hiệu quả vận hành.
Ưu tiên kiểm soát lưu lượng trong mạng phân phối hai nguồn
Một giải pháp được đề xuất là sử dụng van điều khiển lưu lượng điện tử, cung cấp độ chính xác cao và khả năng điều chỉnh linh hoạt theo nhu cầu thực tế khi tích hợp với đồng hồ đo lưu lượng thông minh. Tuy nhiên, do hạn chế về ngân sách, nguồn điện không ổn định tại hiện trường và các yêu cầu địa phương khác, khách hàng đã lựa chọn một phương án thay thế.
Giải pháp được chọn là van điều khiển lưu lượng và giảm áp suất hai chiều hoàn toàn thủy lực, hiệu quả về chi phí, kích thước 28″ model M5–772 được trang bị bộ pilot vi sai và cụm lỗ tiết lưu phía thượng lưu. Van này được lắp đặt trên đường ống DN900 mới và vận hành bằng cách cảm nhận áp suất chênh lệch qua ống DN400. Khi lưu lượng qua DN400 duy trì dưới ngưỡng 400 LPS, van điều khiển lưu lượng này sẽ đóng, ưu tiên cấp nước từ hồ chứa lớn. Khi nhu cầu vượt quá ngưỡng 400 LPS, pilot vi sai phát hiện sự gia tăng tổn thất áp suất qua cụm lỗ tiết lưu và dần mở van, bổ sung lưu lượng từ hồ chứa nhỏ đồng thời duy trì đóng góp của DN400 ở mức khoảng 400 LPS.
Tính năng giảm áp suất đảm bảo nguồn cấp liên tục nếu DN400 không thể cung cấp đủ 400 LPS, ví dụ do tắc nghẽn hoặc bảo trì. Trong những trường hợp này, pilot điều khiển lưu lượng sẽ không thể cảm nhận tổn thất áp suất qua lỗ tiết lưu và sẽ không mở van. Khi đó, pilot giảm áp suất sẽ “tham gia”, mở van để cho phép dòng chảy miễn là áp suất phía hạ lưu thấp hơn mức cài đặt của pilot. Điều này có nghĩa là trong các tình huống đặc biệt và quan trọng như vậy, toàn bộ công suất sẽ được cung cấp từ hồ chứa nhỏ. Cấu hình này mang lại sự cân bằng an toàn, tự động và hiệu quả cao giữa hai hồ chứa, đồng thời đảm bảo nguồn nước ổn định và bảo vệ cơ sở hạ tầng hiện có.
Hiệu suất lâu dài đã được kiểm chứng và độ tin cậy vận hành
- Hệ thống đã vận hành thành công trong nhiều năm với hiệu suất ổn định, hiệu quả và kiểm soát dòng chảy đáng tin cậy
- Công suất dòng chảy đã được tăng gấp đôi một cách hiệu quả trong khi vẫn giữ được độ bền kết cấu và độ tin cậy của các hồ chứa và đường ống
- Hệ thống tự động điều chỉnh theo nhu cầu, đảm bảo vận hành hiệu quả và an toàn
- Kỹ thuật viên CCRR SUCS có thể dễ dàng điều chỉnh van khi cần thiết và hoàn toàn hiểu rõ cách vận hành, điều này rất quan trọng để duy trì hiệu suất lâu dài và đơn giản hóa công tác quản lý liên tục.
