طراحی ایستگاه پمپاژ پیش ساخته آب و فاضلاب

طراحی ایستگاه پمپاژ یا لیفت استیشن (Lift station) پیش ساخته آب و فاضلاب، فرآیندی پیچیده و تخصصی است که نیاز به دانش فنی و مهندسی دارد و بر روی خطوط انتقال تحت فشار آب یا فاضلاب احداث میشود (در واقع دبی و فشار مورد نیازی که در طراحی خطوط انتقال محاسبه شده است را تامین می کند) و نیازمند در نظر گرفتن عوامل مختلفی از جمله نوع سیال، ارتفاع پمپاژ، جنس مواد، شرایط محیطی و استانداردهای مرتبط است. این ایستگاه‌ها به دلیل مزایایی همچون سرعت نصب، هزینه کمتر و انعطاف‌پذیری بالا، در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.

مراحل طراحی ایستگاه پمپاژ پیش ساخته

در آب سازه، فرآیند طراحی ایستگاه پمپاژ فاضلاب با دقت و ظرافت خاصی دنبال می‌شود. پس از تایید اولیه مشخصات فنی و پروپوزال، تیم تخصصی ما اقدام به ترسیم نقشه‌های دقیق و حرفه‌ای از طرح می‌نماید. این نقشه‌ها شامل پلان‌های دوبعدی، مدل‌های سه‌بعدی و جانمایی دقیق در سایت هستند که به کارفرما امکان می‌دهد تا دید کاملی از طرح نهایی داشته باشد.

1. تعیین نیازمندی‌ها در طراحی ایستگاه پمپاژ

نوع سیال: آب، فاضلاب، یا سیالات صنعتی
دبی مورد نیاز: حجم سیالی که باید در واحد زمان پمپاژ شود.
ارتفاع پمپاژ: اختلاف سطح بین نقطه مکش و تخلیه پمپ.
فشار مورد نیاز: فشار مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک در لوله‌ها و اتصالات.
شرایط محیطی: دما، رطوبت، خاک و لرزه‌خیزی منطقه.
استانداردهای مورد نظر: استانداردهای ملی و بین‌المللی مرتبط با طراحی و ساخت ایستگاه‌های پمپاژ.

2. طراحی مخزن دوجداره پلی اتیلن برای ایستگاه پمپاژ

در طراحی ایستگاه پمپاژ مواردی از جمله مخزن ذخیره، تابلو برق و پمپ ها اهمیت زیادی دارند. مخزن ذخیره میتواند از جنس پلی اتیلن، فلزی و یا بتنی باشد. آب یا فاضلاب ورودی به ایستگاه پمپاژ در این مخزن ذخیره و جمع شده و در زمان روشن شدن پمپ ها به داخل خطوط انتقال هدایت میشود. «مخزن دوجداره پلی اتیلن» از مناسب ترین و کم هزینه ترین مخزن به کار رفته در ایستگاههای پمپاژ به شمار می آید. تابلو برق نیز وظیفه تامین برق لازم برای پمپها را بر عهده دارد.

تعیین ابعاد و شکل سازه با توجه به ظرفیت پمپ‌ها و تجهیزات جانبی.
انتخاب مصالح ساختمانی با توجه به شرایط محیطی و بارگذاری.
طراحی فونداسیون برای تحمل وزن تجهیزات و بارهای وارده

3. انتخاب تجهیزات لیفت استیشن

پمپ های لیفت استیشن

پمپهای مورد استفاده در ایستگاه پمپاژ انواع مختلفی دارد (سانترفیوژ، رفت و برگشتی، شناور) که بسته به مشخصات سیال (آب یا فاضلاب) و شرایط کاری انتخاب می شوند. به طور کلی در هر ایستگاه پمپاژ دو پمپ وجود دارد. بخشی از این پمپ ها در حالت آماده به کار (Stand by) بوده و تعدادی در حالت کار (Duty) قرار دارند. با توجه به الگوی مصرف در طول شبانه روز میتوان تعداد پمپها در ایستگاه پمپاژ آب و فاضلاب را تعیین نمود. همچنین در صورت وجود شرایط اضطراری مثل خراب شدن تجهیزات و پمپ ها، حالتStand by لحاظ می گردد. به عنوان مثال در شرایطی که ایستگاه پمپاژ، آب مصرف آشامیدنی یک شهر را تامین می کند انتخاب 50% از ظرفیت ایستگاه جهت Stand by ضروری است.

در هر ایستگاه پمپاژ آب یا فاضلاب، دو عدد کلکتور وجود دارد که یکی مربوط به مکش (suction) و دیگری مربوط به دهش (delivery) می باشد. به وسیله این کلکتورها پمپ ها در ایستگاه پمپاژ آب و فاضلاب به صورت موازی عمل مینمایند. سیستم دهش باید به صورتی طراحی گردد تا پمپ همواره در نقطه کارکرد خود فعالیت کند تا عمر مفید ایستگاه پمپاژ افزایش یابد. سیستم مکش نیز باید به نحوی باشد که سبب ایجاد پدیده کاویتاسیون در پمپ نشود.

شیرآلات و اتصالات کنترل

انتخاب شیرآلات (شیرهای یکطرفه، شیرهای اطمینان، شیرهای کنترل جریان و …) در ورودی پمپها و توجه به ارتفاع کلکتور مکش نسبت به سطح مخزن ذخیره از دیگر پارامترهای مهم در طراحی ایستگاه پمپاژ آب و فاضلاب می باشد. مهمترین وظایف شیرآلات ایستگاه پمپاژ عبارتند از

کنترل میزان دبی و فشار خطوط انتقال
باز و بسته کردن جریان در هنگام خرابی و تعمیرات پمپ
جلوگیری از برگشت آب و کنترل ضربه قوچ
جلوگیری از ورود شن و ماسه به داخل پمپ با کمک شیر صافی
تخلیه هوای محبوس داخل خطوط انتقال آب یا فاضلاب.

الکتروموتورها: انتخاب الکتروموتور با قدرت مناسب و راندمان بالا.
لوله‌ها و اتصالات: انتخاب جنس لوله‌ها و اتصالات با توجه به نوع سیال و شرایط محیطی.
تابلو برق: طراحی و ساخت تابلو برق با توجه به تعداد و نوع تجهیزات.

4. طراحی سیستم کنترل

- انتخاب سیستم کنترل مناسب (مانند PLC) برای کنترل عملکرد پمپ‌ها و تجهیزات جانبی.
- طراحی سیستم مانیتورینگ برای نظارت بر عملکرد ایستگاه.
- طراحی سیستم هشدار برای اطلاع از بروز هرگونه مشکل

5. تهیه نقشه‌ها و مدارک فنی

- تهیه نقشه‌های ساختمانی، نقشه‌های تاسیسات مکانیکی و برقی.
- تهیه مشخصات فنی تجهیزات و مصالح.
- تهیه دستورالعمل نصب و راه‌اندازی.

انواع پمپ در ایستگاه پمپاژ

برای پمپاژ فاضلاب از پمپ لجن کش یا کف کش استفاده میشود. انتخاب پمپ مناسب برای ایستگاه های پمپاژ، به دبی فاضلاب، فاصله عمودی و افقی مسیر انتقال، محاسبات افت فشار مسیر، نوع فاضلاب (سنگین، خاکستری، آشپزخانه، باران و …)، محل پروژه، میزان اسیدیتی بودن فاضلاب و برخی عوامل دیگر بستگی دارد.

هر پمپ پکیج پمپاژ فاضلاب باید فاضلاب را از نقطه ذخیره موقت (مخزن ذخیره فاضلاب) به محل مورد نظر نهایی منتقل کند. جنس پمپ می تواند از جنس تمام استیل یا چدن باشد. برند پمپ های مورد استفاده میتواند از برندهای معتبر اروپایی یا تولید چین باشد. عموما استفاده از پمپ های گرانفوس، ابارا، لوارا، پنتاکس و … ارجحیت بیشتری نسبت به مدلهای چینی دارد. پمپ لجن کش میتواند خردکن دار باشد که استفاده از خردکن، بستگی به نوع فاضلاب تولیدی دارد.

معمولا در ایستگاههای پمپاژ فاضلاب از دو پمپ استفاده میشود. یک پمپ در حال کار و پمپ دیگر خارج از مدار و در حال آماده باش است. نحوه کوپل شدن پمپ ها به این صورت است که یا پمپ ها به صورت ساعتی تعویض میشوند و یا پمپ جایگزین فقط در صورت از کار افتادن یا خرابی پمپ اصلی وارد مدار می شود. همچنین پمپها میتوانند به صورت روزانه تعویض شوند.

نکات مهم در طراحی لوله مکش پمپ

هر پمپ باید دارای لوله مکش مستقل باشد اما در صورتی که آب در لوله مکش تحت فشار باشد (مکش مثبت) میتوان از لوله مکش مشترک استفاده نمود.

طول لوله مکش باید کوتاه باشد و در صورت امکان از لوله کشی افقی استفاده نشود. در صورت ضرورت لوله مکش حداقل به اندازه 6 برابر قطر لوله به صورت مستقیم و با شیب %2 روبه پایین از پمپ خارج شده و سپس به سمت حوضچه مکش خم شود.
فاصله بین لوله مکش و جداره حوضچه مکش نباید از 2 برابر قطر لوله مکش کمتر باشد.
فاصله صافی مکش نسبت به کف حوضچه آبگیر باید 4 برابر قطر لوله مکش و حداقل 0.5 متر باشد.
عمق استغراق دهانه لوله مکش باید حداقل 1.5 برابر قطر لوله مکش باشد.
در مکش منفی نفوذ هوا از اتصالات لوله کشی به هیچ وجه مجاز نیست.
حتی الامکان از ایجاد خم در لوله مکش اجتناب شود ودر صورت ضرورت از خمهای ملایم (زانوهای شعاع بلند) استفاده شود.

طراحی لوله جمع کننده (کلکلتور) در ایستگاه پمپاژ

از لوله جمع کننده (لوله جمع کننده (کلکتور) در ایستگاه های پمپاژی که دارای چند پمپ میباشند، برای جمع آوری جریان خروجی از لوله رانش پمپها و هدایت آن به خط لوله اصلی از لوله جمع کننده استفاده میشود. در ارتباط با طراحی آن باید به نکات زیر توجه بشود:

در لوله جمع کننده تک قطری، قطر آن برابر با قطر لوله اصلی در نظر گرفته شود و در لوله جمع کنندهی چند قطری از تنوع بیش از سه قطر باید پرهیز شود و سرعت در هر قطر نیز بیش از 1/5 متر بر ثانیه نباشد.
برای جلوگیری از تلاطم و افت فشار، باید لوله های رانش تحت زاویه 30-45 درجه به لوله جمع کننده وصل شوند و از اتصال عمودی نیز اجتناب شود.
به منظور کنترل فشار خروجی ایستگاه در انتهای این لوله میتوان فشارسنج و شیر قطع و وصل نصب نمود.
در شرایطی که ایجاد شیب لازم لوله فاضلاب غیرممکن است، طرح زهکشی گرانشی کار نمیکند. در این موارد، ایستگاه پمپاژ فاضلاب ضروری است که خروج بدون مانع و بازیافت زباله را فراهم کند.
بهتر است در صورت امکان لوله جمع کننده داخل اتاقک پمپاژ قرار گیرد. این کار باعث میشود: 1)دیوار اتاقک پمپاژ فقط در یک نقطه سوراخ شود، 2) امکان کنترل فشار خروجی ایستگاه با نصب تجهیزات مربوط بر روی لوله جمعکننده در داخل ایستگاه فراهم می آید و 3) طول لوله های رانش نیز کوتاهتر میشود.

مزایای ایستگاه‌های پمپاژ پیش ساخته

سرعت نصب: به دلیل پیش‌ساختگی، نصب این ایستگاه‌ها بسیار سریع‌تر از ایستگاه‌های سنتی است.
هزینه کمتر: کاهش هزینه‌های ساخت و نصب به دلیل تولید انبوه و استانداردسازی.
کیفیت بالاتر: کنترل کیفیت در محیط کارخانه و کاهش خطای انسانی.
انعطاف‌پذیری بالا: امکان سفارشی‌سازی برای شرایط مختلف.
طول عمر بیشتر: استفاده از مواد با کیفیت و طراحی مناسب.

کاربردهای ایستگاه پمپاژ پیش ساخته

انتقال آب از منابع زیرزمینی به مخازن ذخیره
انتقال فاضلاب از منازل و صنایع به تصفیه‌خانه‌ها
انتقال آب در سیستم‌های آبیاری
انتقال سیالات صنعتی در کارخانجات

سخن پایانی

تولید و طراحی ایستگاه پمپاژ پیش ساخته نیازمند تخصص و تجربه کافی است. بنابراین، توصیه می‌شود این کار را به اولین شرکت‌ متخصص در ساخت لیفت استیشن در ایران بسپارید.