تُعنى المجتمعات الحديثة بمفهوم الحماية البيئية منخفض الكربون، وترشيد الطاقة، والحد من الانبعاثات. وقد ظلّت شركة شنغهاي شانغتشنغ لصمامات المضخات تدعو إلى هذه القيم الجديدة، ويتم بالفعل تطبيق هذا المفهوم في منتجاتنا. اليوم، سنعرّفكم على كيفية توفير الطاقة في المضخات الكيميائية.

1 تحسين عملية إصلاح مضخة التغذية لتقليل الفواقد الهيدروليكية

1.1 تحسين سلاسة مسار التدفق

في عملية تجديد المكره وجزء تدفق المكره، يتم إزالة الصدأ والتكلسات والزُّوائد والحواف الناتجة عن التآكل، مع القيام بعمليتي الطحن والتلميع لضمان سلاسة قناة التدفق إلى مستوى △ 4 أو أكثر، وذلك للحد من الاحتكاك بين المياه وجدران قناة التدفق وفقدان الطاقة الناتج عن الدوامات. ومع ذلك، ونظرًا لظروف الموقع، فإن طحن الجزء الكامل من القناة عبر التدفق ليس بالأمر السهل؛ لذا ينبغي التركيز على تأثير عمليتي التلميع والطحن على كفاءة الأجزاء الرئيسية، مثل: أجزاء دفة التوجيه، وأجزاء مدخل المكره، وأجزاء مخرج المكره، وما إلى ذلك. ويجب أن يكون الطحن بحيث يُظهر لمعان المعدن دون الإضرار بالشكل الأصلي لخط المسير.

1.2 تحسين الجدار الخارجي للمروحة والجدار الداخلي لغلاف المضخة من حيث نعومة سطحهما، مع إزالة مقياس التطرّز وطحن الزوائد بسلاسة، مع الحفاظ على انحراف مغرفة المروحة بحيث لا يتجاوز القيمة المحددة، مما يقلل من فقدان الاحتكاك في القرص.

1.3 تقليل فقد التأثير عند مخرج المكره

يجب أن يكون مركز تدفق المكرّة وريشة التوجيه في المنتصف، ويجب ألا يتجاوز قناة المكرّة قناة ريشة التوجيه، كما يجب ألا تحتوي مخرج المكرّة على زوائد أو حواف متطايرة. ينبغي التحكم في الأبعاد المحورية للتركيب والدوار وغلاف المضخة ضمن الحدود المسموح بها، ويجب أن تتغير إزاحة المضخة المحورية استجابةً للمكرّة وريشة التوجيه عند جميع مستويات الاختلاف في التماسك، ويجب خلال التشغيل العادي التحكم في الإزاحة المحورية للمضخة بهدف تقليل فقدان اصطدام السائل بمخرج المكرّة.

2 تقليل فقدان الصوت لتحسين كفاءة التشغيل

(1) تقليل فقد التسرب في المضخة، وتحسين دقة التصنيع وجودة التجميع للأجزاء، وتقليل الفجوة الشعاعية لغطاء الخانق أمام قرص التوازن، والفاصل الشعاعي للحلقة الختمية قبل وبعد المكرّة، وكذلك حلقة الختم الخاصة بالريشة التوجيهية، وتقليل فقد طاقة الضغط الناتج عن تسرب السائل من الجانب عالي الضغط إلى الجانب منخفض الضغط في المضخة. ينبغي اختيار حلقة الختم للمكرّة، وغطاء الريشة التوجيهية، وقرص التوازن أمام الخانق، وأجزاء أخرى من مواد ذات صلابة عالية، وتحسين مقاومة التآكل بواسطة المعالجة الحرارية.

(2) عند بدء تشغيل المضخة باردة، وفقًا لمتطلبات اللوائح، ينبغي أن يكون التسخين كافيًا لتسخين المضخة. إذا كان التسخين غير كافٍ، فإن جسم المضخة يكون عرضةً لحدوث فرق كبير في درجة الحرارة الحرارية بين الجزء العلوي والجزء السفلي، مما يؤدي إلى حدوث تشوه على شكل قوس في الدوار. وفي هذه الحالة، يصبح من السهل أن يتسبب بدء تشغيل المضخة في زيادة تآكل الفجوة الداخلية للإحكام، مما ينجم عنه تسرب داخلي وزيادة فقدان حجم التدفق العائد.

(3) أثناء التشغيل، راقب بعناية الحركة المحورية للمضخة ووازن التغيرات في ضغط المياه بعد القرص. في حالة التشغيل العادي، إذا تجاوز توازن القرص تغييرات كبيرة في ضغط المياه مقارنةً بضغط مدخل المضخة، فيجب إجراء الصيانة في الوقت المناسب لتقليل فقدان التسرب وتحسين الكفاءة الحجمية للمضخة.

(4) يجب ضبط الحمولة بسلاسة لتجنب التقلبات الكبيرة في ضغط الماء، والحفاظ على تشغيل مضخة التغذية بشكل مستمر ومستقر، والحد من التذبذب المحوري للمضخة، حتى لا يتسبب ذلك في تآكل فجوة الختم.

3 تقليل فاقد التسرب في نظام إمداد المياه

(1) يجب إغلاق باب تزويد المياه، وباب الماء، وباب تصريف جسم المضخة، وباب الصرف الدوري للغلاية، وباب الصرف في حالات الطوارئ بإحكام، ويجب التحقق يدويًا من أن الأبواب باردة. ويجب إجراء الصيانة في الوقت المناسب للصمامات غير المحكمة.

(2) تقليل فقد التسرب في باب إعادة تدوير مضخة التغذية. يُستخدم جهاز إعادة تدوير مضخة التغذية للحفاظ على تشغيل مضخة التغذية؛ فبمجرد بدء التشغيل، يتم إيقاف إمداد مياه الغلاية للحفاظ على أدنى تدفق ممكن، وذلك لمنع حدوث أعطال ناتجة عن انخفاض التدفق الذي يؤدي إلى تسخين المياه وتبخر مياه التغذية، مما قد يتسبب في حوادث. يجب إغلاق باب إعادة التدوير بإحكام أثناء التشغيل العادي. في الميدان، وبسبب التركيب والمواد والمسائل الأخرى، يواجه باب إعادة التدوير في ظل فرق ضغط كبير جدًا تأثير التآكل، مما يؤدي عادةً إلى تسرب شديد، ويؤدي ذلك إلى عودة كمية كبيرة من مياه التغذية ذات الضغط العالي إلى جهاز إزالة الغازات دون فائدة، مما ينجم عنه هدر للطاقة، بل وقد يؤثر أيضًا على إمداد مياه الغلاية. في هذه الحالة، ينبغي إيقاف تشغيله في الوقت المناسب وإصلاح التسرب الشديد في باب إعادة التدوير للحفاظ على إحكامه الجيد. بالإضافة إلى ذلك، عند تشغيل مضخة التغذية، وعندما تعمل المضخة بشكل طبيعي، يجب إغلاق باب إعادة التدوير في الوقت المناسب لتقليل فقد الطاقة في هذه اللحظة.

(3) يجب أن يكون مانع العودة لمخرج مضخة الاحتياط صارمًا؛ عادةً ما تكون باب مخرج مضخة الاحتياط ذات التوصيل المصبوب في حالة فتح. إذا كان مانع العودة غير صارم، فقد ينجم ذلك عن تسرب مياه التغذية ذات الضغط العالي عبر جسم المضخة إلى جهاز إزالة الغازات، أو حتى عن انعكاس اتجاه المضخة الاحتياطية. في مثل هذه الحالات، يجب إيقاف المضخة الاحتياطية فورًا للتعامل مع المشكلة، وذلك ليس فقط لتقليل فقد طاقة ضغط مياه التغذية ذات الضغط العالي، بل أيضًا لضمان سلامة المعدات الاحتياطية. بالإضافة إلى ذلك، في حال تلبية احتياجات الإمداد بالمياه، يمكن الإبقاء على «باب مخرج مضخة المياه في حالة فتح كامل» فقط للمضخة الاحتياطية، بينما يمكن إغلاق أبواب مخارج المضخات الاحتياطية الأخرى لتقليل خسائر التسرب.

4 تطبيق التحكم في التردد

يشير تشغيل التحكم في سرعة محول التردد لمضخة المياه إلى تشغيل مضخة المياه بواسطة محرك قابل للضبط السرعة، وذلك عن طريق تغيير السرعة لتغيير حالة التشغيل لنقطة جهاز المضخة. يوسع هذا الأمر بشكل كبير نطاق التشغيل الفعال للمضخة، وهو تنظيم مهم جدًا وقابل للتطبيق في المشاريع. حاليًا، يمثل استهلاك المحركات للكهرباء حوالي 65% من استهلاك الطاقة الصناعية، وتستخدم الغالبية العظمى من المعدات محركات غير قابلة للتحكم في السرعة أو محركات عامة غير متدرجة السرعة. إذا تم تحويل هذه المحركات غير القابلة للتحكم في السرعة إلى محركات قابلة للتحكم في السرعة، بحيث يختلف استهلاكها للطاقة مع التحميل، يمكن توفير كمية كبيرة من الطاقة. وفقًا لمبدأ المضخة الطاردة المركزية، وفي ظروف مماثلة، فإن معدل التدفق والرأس والقدرة للمضخة تتناسب مع سرعتها الدورانية بشكل رئيسي وثانوي وثالثي على التوالي. بالنسبة للمناسبات التي تتغير فيها كمية استهلاك المياه بشكل متكرر، فإن استخدام مضخة مزوّدة بجهاز تحكم في سرعة محول التردد لتوفير المياه، يمكن أن يقلل بشكل كبير من فقدان التدفق، ويحقق تأثيرًا واضحًا في توفير الطاقة.

تتمتع تقنية التحكم في سرعة مضخات المياه باستخدام محول التردد بمزايا عديدة مقارنةً بتقنيات التحكم الأخرى في السرعة، وهي كما يلي: أولاً، كفاءة عالية في التحكم بالسرعة. فالتحكم في التردد يتم عبر تغيير التردد، بينما يظل المحرك يعمل عند سرعة متزامنة قريبة من سرعته الأصلية، مما يحافظ بشكل أساسي على فارق السرعة المقنن ولا يزيد من فقدان السرعة. لذلك، تعد مضخة التحكم في السرعة بواسطة محول التردد مضخة عالية الكفاءة. ثانياً، نطاق السرعة واسع جداً. إذ يصل نطاق سرعة محول التردد إلى ما بين 1% و100%، وتتمتع بكفاءة عالية في جميع أنحاء هذا النطاق. وعندما يكون نطاق السرعة أقل من 30%، تصل كفاءة محول التردد إلى 90%. لذا فإن مضخة التحكم في السرعة بواسطة محول التردد مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب نطاقات سرعة واسعة، وخاصةً في حالات التشغيل ذات الأحمال المنخفضة. ثالثاً، تحويل السرعة مريح وسهل. فلا حاجة لاستبدال المحرك عند القيام بتحويل سرعته الأصلية. رابعاً، إمكانية ضبط مستمر للسرعة مع تيار بدء منخفض. ويمكن اختيار سرعة تشغيل أفضل لتحقيق بداية بسرعة منخفضة وضبط سرعة سلس، دون أن تتأثر السرعة القصوى بمصدر الطاقة، مما يسمح للمحرك بالعمل بسرعات عالية مع تصغير حجمه. خامساً، يمكن استخدام جهاز تحويل التردد كجهاز بدء تشغيل. إذ يتم تشغيل المحرك إلى سرعة معينة بواسطة مصدر طاقة العاكس، ثم يفصل عن مصدر الطاقة العاكس، ليتسارع المحرك إلى سرعته الكاملة بواسطة مصدر طاقة التردد الصناعي. سادساً، يمكن للدائرة الرئيسية أن تستمر في توفير الطاقة مباشرةً. ففي حال تعطل جهاز تحويل التردد، يمكن إخراجه من الخدمة وتشغيله مباشرةً بواسطة الدائرة الرئيسية، دون أن يؤثر ذلك على استمرار عمل المضخة.