۶ نکته در انتخاب پمپ و بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ

۶ نکته در انتخاب پمپ و بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ 6 نکته در انتخاب پمپ و بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ

مقدمه

پمپ ها قلب سیستم‌های آبیاری تحت فشار هستند. روش انتخاب پمپ ها، نصب و چگونگی بهره برداری از آنها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار بوده و در صورت عدم رعایت برخی از نکات بسیار ساده در زمان خرید پمپ‌ها، علاوه بر اینکه آب مورد نیاز مزرعه یا باغ به طور کامل تأمین نمی گردد، منجر به تحمیل هزینه های جاری مازاد در زمان بهره برداری از آنها نیز می‌شود. همه می دانیم که اگر به طور مثال آب از یک چاه به عمق ۱۰۰ متر استخراج و وارد سیستم های آبیاری قطره ای و بارانی شود، به ترتیب ۱٫۵ و ۲٫۵ کیلووات برق مصرف می شود. به عبارت دیگر در یک دوره رویش ۳۰۰۰ ساعته گیاه، میزان کل مصرف برق در سیستم های آبیاری قطره ای و بارانی به ترتیب ۴۵۰۰ و ۷۵۰۰ کیلووات خواهد بود.

البته این در صورتی خواهد بود که پمپ مورد نیاز سیستم، صحیح انتخاب شود و بهره برداری از آن نیز به درستی انجام گیرد. در غیر اینصورت علاوه بر عدم تأمین نیاز آبی واقعی محصول، انرژی مصرفی به هدر رفته و درآمد‌ها نیز به واسطه تولید حداقل محصول، کاهش می یابد.

اگر تامین و انتقال آب با دبی و فشار ( پمپاژ یا ثقلی*) کافی تا سر مزرعه تامین شود، پمپ دیگری نیز برای توزیع آب توسط لوله ها و خروج آن از قطره چکان ها، مورد نیاز می باشد. اکثر سیستم های آبیاری قطره ای، دارای ایستگاه پمپاژ، به عنوان بخشی جدایی ناپذیر آن هستند.

*فشار ثقل که به نام فشار هیدرواستاتیک نیز شناخته می شود، فشاری است که در نقطه ای از سیال ساکن، به سبب وزن سیال بالای آن ایجاد می شود. اگر منبع تأمین آب در ارتفاع بالاتری نسبت به قطره چکان های موجود در مزرعه باشد، اختلاف ارتفاع بین آنها تعیین کننده فشار ثقل در سیستم خواهد بود. (به عنوان مثال اگر سطح آب در یک مخزن ۵ متر بالاتر از ارتفاع محور پمپ باشد، فشار ثقل ۵ متر  یا ۰٫۵ بار  و یا PSI 7.25 خواهد بود.

انتخاب پمپ سیستم آبیاری، نیازمند اطلاعات کافی از شرایط آب ( مثل دبی آب) و نیازهای سیستم محلی ( مانند توپوگرافی مزرعه) است. انتخاب نادرست پمپ، منجر به هزینه های بهره برداری زیاد و کاهش عمر پمپ می شود. همچنین انتخاب نادرست پمپ، بر کارایی و قابلیت اطمینان کل سیستم آبیاری نیز تأثیر می گذارد.

عوامل موثر در انتخاب محل ایستگاه پمپاژ

در زمان انتخاب محل ایستگاه پمپاژ ، لازم است عواملی نظیر دسترسی به برق، نزدیکی به اراضی قابل توسعه و مسائل مربوط به کیفیت آب در نظر گرفته شود.

الف: منبع انرژی ایستگاه پمپاژ

از مهمترین عوامل انتخاب منبع انرژی ایستگاه پمپاژ، نزدیکی آن به مزرعه می باشد. در بیشتر موارد، انرژی برق به دلیل کاهش نیاز به نیروی کار به دلیل راندمان بالا و همچنین پایین بودن هزینه آن، ترجیح داده می شود. معمولاً برای راه اندازی پمپ های آبیاری با قدرت بیش از ۱۰ اسب بخار (hp)، به برق سه فاز نیاز است.

اگر برق در دسترس نباشد، ممکن است از منابع انرژی جایگزین مانند گازوئیل، بنزین یا خورشیدی استفاده شود. موتورهای بنزینی، رایج ترین جایگزین برای پمپ های کوچک و موتورهای دیزلی برای پمپ های بزرگتر هستند.

ب: نوع پمپ

در اکثر سیستم های آبیاری، از پمپ های گریز از مرکز استفاده می شود. پمپ گریز از مرکز یک پمپ روتودینامیکی است که چرخش پروانه آن، انرژی را به آب منتقل می کند. ممکن است شفت پمپ، افقی یا عمودی (پمپ های شناور) باشد. پمپ های افقی بیشتر برای پمپاژ آب از منابع سطحی مانند حوضچه ها استفاده می شوند.

انواع پمپ

ج: ظرفیت پمپ

هنگام انتخاب پمپ، بایستی چهار عامل اساسی زیر در نظر گرفته شود:

۱ – دبی پمپ (مقدار جریان) :

مقدار آب تامین شده توسط پمپ در واحد زمان که با واحدهای مترمکعب در ساعت، لیتر در ثانیه یا گالن در ساعت بیان می شود.

۲ –  فشار (فشار ارتفاع آب) :

انرژی داخلی سیال، به سبب فشار وارده بر دیواره های ظرف آن می باشد (همچنین به نام فشار ارتفاع سکون یا فشار استاتیک نیز شناخته می شود) و با واحدهای بار یا psi  بیان می شود.

۳ –  ارتفاع مکش مثبت خالص (NPSH) :

مقدار ارتفاع مورد نیاز (ارتفاع مکش) در ورودی یک پمپ افقی است که به آن امکان می دهد آب را به سمت بالا کشیده و در عین حال از کاویتاسیون* آب جلوگیری می کند. ( اصولاً به میزان ۰٫۸ بار خالص محدود می شود).

ارتفاع مکش مثبت خالص

* کاویتاسیون : تشکیل حفره های بخار آب (“حباب” یا “خلا”) در یک مایع، معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که مایع در معرض تغییرات سریع فشار قرار می‌گیرد و باعث ایجاد حباب های بخار می‌شود که فشار در آن نسبتاً کم است. پس از اینکه این حباب ها در معرض فشار بیشتر قرار می گیرند، منفجر شده و موج ضربه ای شدیدی ایجاد می کنند و باعث آسیب قابل توجهی به پروانه و محفظه پمپ می شوند.

۴ – افت فشار ( Friction Head ) :

معادل افت فشار آب، ناشی از اصطکاک بین سیال و دیواره های داخلی محفظه شفت یک پمپ عمودی (یا در لوله خروجی یک پمپ شناور عمودی) که آب را به سمت بالا می کشد، می باشد. افت فشار آب، با افزایش طول لوله رانش و مجذور سرعت سیال، افزایش یافته و فشار آب و دبی مورد نیاز را تحت تأثیر قرار می دهد.

افت فشار

فشار خروجی یک پمپ، به ارتفاع فشار و دبی آب بستگی دارد. دبی بیشتر باعث کاهش فشار می شود و بالعکس. اطمینان حاصل کنید که پمپ خریداری شده، قادر به تأمین دبی و فشار مورد نیاز می باشد. پس منحنی عملکرد پمپ را بررسی نموده و از بابت تأمین دبی و فشار لازم، اطمینان حاصل کنید. صرفه جویی در انرژی، ضمن بهبود عملکرد سیستم، تولید محصول را نیز بهبود می بخشد و در نتیجه، زمان بازگشت سرمایه را نیز کوتاه تر خواهد نمود

د: انتخاب پمپ

سیستم آبیاری طراحی شده، نوع پمپ مورد نیاز (دبی و فشار آب) را مشخص می کند. پمپ مناسب، پمپی است که بتواند دبی و فشار آب مورد نیاز سیستم آبیاری را در نقطه عملکرد بهینه خودش، تأمین نماید.

احتیاط

هرچه نقطه کارکرد پمپ از نقطه عملکرد بهینه دورتر باشد، هزینه های بهره برداری بالاتر، راندمان پایین تر و طول عمر پمپ نیز، کمتر می شود.

ملاحظات اصلی:

  • پمپ چگونه باید نصب شود و ارتفاع مکش مثبت چقدر خواهد بود (تصاویر قبلی را ببینید).
  • عملکرد پمپ از نظر دبی و فشار مورد نیاز.

محدودیت ها

محدودیت عملکرد پمپ بر تامین آب تاثیر می گذارد. پس بایستی برای انجام یک برنامه ریزی مفید، لحاظ شود.

عمده محدودیت ها عبارتند از:

  • محدودیت برق که بهره برداری از پمپ را در ساعات خاصی از روز، امکان پذیر نمی کند.
  • محدودیت اقتصادی که امکان بهره برداری از پمپ به دلیل هزینه های بسیار بالای برق در زمان های خاص (روزهای هفته یا ساعاتی در روز)، وجود ندارد.
  • محدودیت حقابه کشاورزان که بهره برداری از منبع تأمین آب در زمان ها یا روزهای خاصی از هفته به دلیل مشاع بودن آن، میسر نمی باشد.

یادآوری

  • به منظور افزایش طول عمر پمپ، بایستی آن را تا حد امکان به طور مداوم و یکنواخت بهره برداری نمود ( بهره برداری مستمر و بدون تغییرات شدید در مقدار دبی جریان).
  • برای اطمینان از ثابت بودن دبی جریان، بایستی میزان مصرف آب در هر شیفت آبیاری، تا حد امکان یکسان باشد. اکیداً توصیه می شود که در صورت امکان، مقدار دبی کوچکترین شیفت آبیاری، نباید کمتر از ۷۵ درصد دبی مصرفی بزرگ ترین شیفت آبیاری باشد.

ه: منحنی عملکرد پمپ

هر پمپ بایستی با منحنی عملکرد مختص خود و به عنوان بخشی جدایی ناپذیر آن عرضه شود. تامین کننده یا تولید کننده پمپ نیز، بایستی به داده های ارائه شده در آن متعهد باشد. توصیه می شود که اسناد مربوط به اطلاعات فنی پمپ را برای تمام مدت طول عمر آن، نگهداری نمایید. منحنی عملکرد پمپ (میزان دبی / محدوده فشار) برای طراحی و اجرای کل سیستم آبیاری ضروری است.

فشار خروجی پمپ به میزان دبی آب بستگی دارد. تغییر دبی جریان آب، باعث تغییر در فشار کاری می شود. زمانی که رابطه بین دبی جریان، فشار کاری و منحنی راندمان پمپ در فرآیند برنامه ریزی در نظر گرفته می شود، تغییرات دبی و فشار آب، پارامتر مهمی خواهد بود. هرچقدر شیب منحنی عملکرد پمپ زیاد باشد، تغییر در دبی آب، تأثیر بیشتری بر فشار کاری می گذارد.

 توجه

در حد امکان، پمپی با منحنی عملکرد کم شیب ( هموار) انتخاب کنید.

    مثال

منحنی عملکرد پمپ

و: اصلاح منحنی عملکرد پمپ

اگر منحنی عملکرد پمپ در دسترس نباشد، می توان آن را به صورت زیر رسم نمود:

۱ – برای اندازه گیری میزان دبی و فشار پمپ، لوازم جانبی زیر را روی لوله رانش پمپ نصب کنید:

  • یک عدد کنتور حجمی آب
  • یک عدد فشار سنج
  • یک دستگاه شیر دستی برای تنظیم جریان آب

لوازم جانبی فوق، مطابق شکل زیر نصب می شوند:

شمای ایستگاه پمپاژ 1 6 نکته در انتخاب پمپ و بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ

۲ – مراحل زیر را انجام دهید:

  • نموداری رسم کنید که محور افقی آن نشان دهنده دبی جریان و محور عمودی نیز نشان دهنده فشار آب باشد.
  • پمپ را روشن کنید.
  • چند دقیقه صبر کنید تا جریان ثابت شود.
  • شیر دستی را کاملا باز کنید و نقطه ای را که نشان دهنده میزان دبی جریان و فشار آب است را روی نمودار علامت بزنید.
  • این کار را با باز کردن شیر دستی به اندازه ۴/۳، ۲/۱ و ۴/۱ دور کامل آن، به ترتیب تکرار کنید.
  • نقاط روی نمودار را با یک خط پیوسته بهم وصل کنید.
رسم منحنی عملکرد پمپ

یادآوری

لوله رانش پمپ  را از سیستم آبیاری جدا کنید. آب باید آزادانه از لوله خروجی جریان یابد.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *