کاربرد مدل‌سازی و کالیبراسیون در بهینه‌سازی شبکه های توزیع آب صنعتی: مطالعه موردی کارخانه کویرتایر

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مطالعه موردی

نویسندگان

علی نصیریان ¹

زهرا زراعتکار ²

سید علی موسوی ³

علی فوادالدینی ⁴

مهسا مردانی ⁵

¹ دانشگاه بیرجند

² دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

³ گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

⁴ مشاور انرژی شرکت کویرتایر، بیرجند، ایران

⁵ گروه مهندسی عمران ، دانشکده مهندسی ، دانشگاه بیرجند ، بیرجند، ایران

10.22067/jwsd.v13i1.2601-1494

چکیده

یکی از بخش‌های حیاتی کارخانه‌ها شبکه‌های توزیع آب می‌باشد که سالانه میلیاردها متر مکعب آب واحدهای صنعتی را برای مصارفی نظیر سیستم‌های تهویه مطبوع، خنک‌کاری فرآیندها، شرب و بهداشت تامین می‌نمایند. با توجه به توسعه تدریجی خط تولید و تغییر تعداد و مشخصات تجهیزات، این سیستم‌ها تدریجا از وضعیت بهینه عملکردی فاصله می‌گیرند و این موضوع موجب افزایش هدر رفت آب و انرژی در آنها می‌شود. مقاله حاضر به مدل‌سازی و بهینه‌سازی شبکه توزیع آب صنعتی کارخانه کویرتایر با استفاده از رویکرد هیدرولیکی می‌پردازد. این شبکه برای تأمین آب مصارف خنک‌کاری تجهیزات و فرآیندها طراحی شده، اما با چالش‌هایی مانند عدم تناسب فشار در بخش‌هایی از خط تولید مواجه است. مدلسازی در نرم‌افزار WaterGEMS انجام شده است وبرای کالیبراسیون از مجموعه از از ابزارها شامل ابزار کالیبراسیون داروین، روشهای مبتنی بر اندازه‌گیری مستقیم و بالانس حجمی استفاده شد که نشان داد لوله‌های با افت هیدرولیکی بالا و فشار بیش از حد، نقاط ضعف اصلی هستند. راهکارهای پیشنهادی مانند نصب شیرهای فشارشکن مصرف انرژی را تا 12 درصد کاهش داد. همچنین، فشار در 85 درصد گره‌ها بهینه شد. برداشت‌های میدانی و تحلیل حساسیت در راستای تکمیل نقشه‌های شبکه آبرسانی و بهبود دقت مدل به انجام رسید. این مطالعه راهکارهای عملی برای بهبود کارایی شبکه‌های صنعتی ارائه می‌دهد و پیشنهاد می‌کند بانک اطلاعاتی دیجیتال و پایش مداوم ایجاد شود.

کلیدواژه‌ها

شبکه توزیع آب صنعتی

مدل‌سازی هیدرولیکی

شیر فشارشکن

افت هیدرولیکی

مصرف انرژی

موضوعات

• مدیریت آب و اقتصاد

---