Водомерни зони с управление на налягането

В и КСп. Инженеринг ревю - брой 8/2021 • 24.11.2021

Водомерните зони с управление на налягането представляват един от най-обещаващите методи за подобряване на водоснабдяването в качествено и количествено отношение

Обособяването на водомерни зони с управление на налягането е еднакво лесно в градски райони с плътно разпределение на потребителите и в селски райони, където малък брой потребители са разпръснати на голяма географска площ

Водомерните зони трябва да бъдат формирани по такъв начин, че за постигане на желаните резултати да са необходими минимален брой вентили и дебитомери

Увеличаващото се население и нарастващото ниво на урбанизация през последните няколко десетилетия доведоха до експоненциален ръст в потреблението на вода. Това повишение в търсенето обуславя необходимостта от висока ефективност на водоснабдителните мрежи и от широк набор от възможности за измерване на параметрите им.

Водомерните зони с управление на налягането представляват един от най-обещаващите методи за подобряване на водоснабдяването в качествено и количествено отношение. Водата, която не се фактурира и съответно не носи приходи, е огромно предизвикателство за ВиК операторите в глобален мащаб. Водомерните зони с управление на налягането представляват малки клъстери от консуматори, при които индивидуално се следят количествата на подадена и употребена вода. Всяка зона може да бъде изолирана от останалите по два начина – или чрез вентили, или чрез прекъсване на тръбопроводите, свързващи я с другите водомерни зони.
Противно на всеобщата представа, обособяването на водомерни зони с управление на налягането е еднакво лесно в градски райони с плътно разпределение на потребителите и в селски райони, където малък брой потребители са разпръснати на голяма географска площ.

 

Фактори

При формирането на водомерни зони в съществуващи водоснабдителни мрежи трябва да се отчетат множество фактори. Една водомерна зона обикновено има между 1000 и 2500 присъединявания. При по-големи зони засичането на неносещата приходи вода би било трудно, а при по-малки зони разходите за мониторинг и оборудване за изолиране ще преминат прага на икономическата целесъобразност.
Препоръчва се при обособяването на водомерните зони да се използват наличните топографски характеристики като реки, езера, изменения в терена и дори главни пътища, тъй като те биха улеснили изолирането на зоните.

Въпреки че водомерните зони трябва да бъдат добре изолирани една от друга с цел гарантиране на точността на измерванията, те трябва все пак да са свързани чрез вентили, които обикновено са затворени и се отварят при аварийни ситуации или в случай на спукан тръбопровод. Това позволява подобряване на разпределението чрез подаване на водата от една водомерна зона в друга.

Разходите за обособяване на водомерни зони се определят предимно от разходите за необходимото изолационно и измервателно оборудване. За изолиране на зоните най-често се използват стандартни вентили, а за измерване – дебитомери. Водомерните зони трябва да бъдат формирани по такъв начин, че за постигане на желаните резултати да са необходими минимален брой вентили и дебитомери.
В идеалния случай водомерната зона трябва да включва терен с равна повърхност. Ако в зоната има множество изменения в терена, подаването на вода с равномерно налягане към всички потребители би било трудно.

 

Предимства и недостатъци

Водомерните зони са силно развита концепция, широко приета в световен мащаб като стандартна практика. Единственият им недостатък са по-високите първоначални разходи, свързани с обособяването им. Ако обаче се отчетат многобройните ползи, които носят, в дългосрочен план реализираните спестявания значително надвишават първоначалната инвестиция.

Неносещата приходи вода е общото количество вода, което се използва или губи, но не се фактурира. Незаконно използваната вода, течовете и неоторизираните присъединявания допринасят за неносещата приходи вода. Обособяването на водомерни зони и периодичното анализиране на водопотреблението и сравняването му с получените приходи може да даде представа за дела на неносещата приходи вода. Проследяването на причините за наличието на вода, която не се фактурира, и елиминирането им съществено влияят върху доходността на разпределителните мрежи за вода.

Водомерните зони също осигуряват равномерно и постоянно водоподаване към потребителите. Разумно проектираните водомерни зони, при които са отчетени вариациите в терена, водят до разпределение на водата с равномерно налягане.

 

Правилно оразмеряване на вентилите

Една от най-разпространените грешки при оразмеряване на редуцир вентилите за водомерни зони с управление на налягането е просто да се избере вентил, отговарящ на размера на тръбопровода в конкретната локация. От най-голямо значение при оразмеряването обаче е максималният дебит. Производителите на редуцир вентили предоставят оразмерителни таблици и програми за определяне на подходящия вентил за максималния дебит. Ако редуцир вентилът е преоразмерен, той може да бъде нестабилен при ниски дебити, тъй като повечето производители предлагат вентили, които са най-стабилни, когато функционират в обхват на хода между 20 и 80%. Ако вентилът е преоразмерен, той може да е леко отворен при максимален дебит, което води до вибрации и т. нар. чукане. Ако може да се измери позицията на вентила, може да се забележи, че тя не е постоянна, тъй като вътрешният вентил е нестабилен, поради което се издава шум. Това обикновено е свързано с допълнителни проблеми при поддръжка и обслужване.

Инженерите трябва да оценят не само настоящия максимален дебит, но и да предвидят бъдещи разширения на мрежата и бъдещи максимални дебити. Следва да се вземе предвид потреблението не само за питейни нужди, но и за пожарогасене. Ако вентилът се монтира на тръбопроводна линия с диаметър 200 мм, според максималния дебит вентил с отвор 150 мм може да се окаже идеалното решение. В този случай вентилът ще е един размер по-малък от номиналния размер на тръбопровода, на който се монтира. Това ще гарантира нормалното му функциониране при по-ниски дебити, без да се стига до необходимост от поддръжка и рискове от възникване на неизправности.

 

Възможности за ниски и високи дебити

При избора на вентил за зона с управление на налягането, най-вече на редуцир вентил, е важно да се разбере ясно диапазонът на дебита за всеки размер на вентила. Повечето производители предоставят информация за максималния дебит, но не всички посочват обхвата на минималния препоръчителен дебит. Много производители на диафрагмени вентили може да се затруднят при предоставянето на информация за по-ниските дебити, защото при определени ниски стойности вентилите стават нестабилни. Това може да окаже негативно въздействие върху вентила и тръбопроводния участък след него и да доведе до нужда от допълнителна поддръжка и съкратен експлоатационен живот. Повечето водоснабдителни системи се характеризират с максимален дебит (често през деня, на закуска/вечеря) и периоди с изключително ниски дебити (през нощта), така че преминаването от високи към ниски дебити е нормално за по-голямата част от водомерните зони с управление на налягането.

Поради изменящите се дебити много инженери специфицират основен редуцир вентил с по-малък редуцир вентил, монтиран на байпасно отклонение. По-малкият вентил е предназначен за малко по-високо налягане от основния. Така, когато потреблението е високо, потокът преминава през големия вентил. Когато консумацията е по-ниска, по-големият вентил се затваря и потокът преминава през по-малкия вентил, предвиден за по-ниски дебити.
Тази система е ефективна, като единствените й недостатъци са свързани с повишените разходи и размера на камерата, необходима за разполагане на допълнителния байпасен вентил.

 

Възможности за надграждане

Възможността за добавяне на допълнителни компоненти към вентилите в бъдеще е от ключово значение за максималното им оползотворяване. Важно е вентилът да се обслужва от горната му страна и да не се изисква демонтажът му от тръбопровода. Повечето такива вентили предлагат възможност за добавяне на допълнителни компоненти, осигуряващи възможност за следене на позицията на стеблото на клапана или на превключвателите, ако вентилът е с електронно управление.

Индикаторът за позиция е изключително важен, когато в една водомерна зона с управление на налягането има повече от един редуцир вентил, тъй като позволява да се види, че всички вентили се отварят и не се създават мъртви зони. Ако вентилът е инкорпориран в SCADA, може да е необходим електронен индикатор за позиция, който може да бъде инсталиран в самото начало или да бъде добавен след монтирането на вентила.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top