پژوهش های مهندسی آب ایران

پژوهش های مهندسی آب ایران

بهینه‌سازی پمپ به عنوان توربین در شبکه آبرسانی با رویکرد زیست محیطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه زابل، زابل، ایران
چکیده
مهم‌ترین عامل کاهش نشت در شبکه‌های آبرسانی، مدیریت فشار است.  پمپ‌ها (به عنوان توربین، [1]PATs) علاوه بر کاهش نشت در شبکه، اضافه فشار موجود در شبکه را برای تولید انرژی برق-آبی به عنوان انرژی تجدیدپذیر و دوستدار محیط‌زیست فراهم می­سازند. در این پژوهش پس از ورود اطلاعات اولیه شبکه معتبر ۲۵-گرهی به نرم‌افزار EPANET، موقعیت بهینه توربین‌های مورد نیاز به کمک الگوریتم بهینه‌ساز ژنتیک  با استفاده از نرم‌افزار متلب تعیین گردید. برای این‌منظور تابع هدف جدیدی با رویکرد هم‌زمان 1) مدیریت فشار در یک شبکه آبرسانی، ۲) تولید برق از منبع تجدیدپذیر پمپ به عنوان توربین،  و ۳) کاهش اثر گازهای گلخانه‌ای معرفی گردید. پس از صحت‌سنجی نتایج بهینه‌سازی شبکه آبرسانی موردنظر به کمک تابع هدف جدید، بهترین حالت جایگذاری سه عدد توربین در محل لوله‌های شماره ۲۰، ۱۸ و ۱ در شبکه ۲۵-گرهی به­دست آمد. مقدار نشت از ۲۹/۷۰۱ لیتر بر ثانیه در حالت شبکه بدون توربین به مقدار ۹/۴۵۷ لیتر بر ثانیه در حالت نصب هم‌زمان ۳ عدد توربین کاهش و انرژی تولیدی این منابع تجدیدپذیر افزایش یافت. همچنین، تحلیل تأثیر ترم هزینه اجتماعی گازهای گلخانه‌ای بر دوره بازگشت سرمایه نشان داد که دوره بازگشت سرمایه برای هر یک از توربین‌های شماره ۱ تا ۳ به ترتیب ۷/۴، ۸/۷ و ۷/۳۲ ماه کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات