خصائص وتقنيات مضخات معالجة المياه

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة yinkuilin6868 في تاريخ 17/6/2016 الساعة 09:33.
أولاً: مقدمة
الماء هو شرط أساسي لبقاء جميع الكائنات الحية، ولا يمكن للبشر العيش أو الإنتاج بدونه. موارد المياه في بلادنا محدودة، كما أن توزيعها غير متساوٍ من الناحية الزمنية والمكانية. مع تطور السكان والاقتصاد الوطني، يزداد نطاق وحدة تلوث المياه. إن حالة تلوث المياه في الأنهار الرئيسية ببلادنا والمناطق الساحلية خطيرة للغاية، وقد أدى ذلك إلى أزمة مائية شديدة أعاقت التطور السريع لجميع القطاعات، كما أثرت على تحسين مستوى معيشة الناس، لذا فإن معالجة المياه أصبحت أمرًا ضروريًا. مضخة المياه هي جهاز مهم في معالجة المياه لنقل السوائل، حيث توفر الطاقة اللازمة للسوائل لتتغلب على المقاومة أثناء التدفق، وبالتالي الحفاظ على معدل التدفق داخل الأجهزة أو الأنابيب. بالإضافة إلى ذلك، عند معالجة المياه، من الضروري أيضًا نقل المواد الكيميائية من الخزان أ إلى الخزان ب، أي من المستوى المنخفض إلى المستوى المرتفع. كل ذلك يتم بفضل عمل مضخات المياه. ومن هنا، يتضح أن الاختيار المناسب لمنتجات الضخ، وفهم اتجاهات التطور التقني في مضخات معالجة المياه، يُعدان من المهام المهمة في عملية معالجة المياه. يقدم هذا المقال عرضًا موجزًا للخصائص الهيكلية لمضخات معالجة المياه ومجالات تطبيقها، ليكون مرجعًا للعاملين في هذا المجال. ثانيًا: تصنيف مضخات معالجة المياه
في مجال معالجة المياه، هناك أنواع عديدة من مضخات الضخ المستخدمة، ومن الصعب تقديم تصنيف شامل لها باستخدام طريقة واحدة فقط. غالبًا ما يتم التصنيف حسب الاحتياجات الفعلية باستخدام طرق مختلفة، وفيما يلي شرح مختصر لذلك. ١. حسب مبدأ عملها: مضخات الشفرات: تستخدم التفاعل بين الشفرات والسائل لنقله، مثل المضخات الطاردة المركزية، والمضخات المختلطة، والمضخات المحورية، والمضخات الدوامية، إلخ. مضخات الحجم: تستخدم التغيرات الدورية في حجم الغرفة العاملة لنقل السوائل، مثل مضخات المكبس، ومضخات البرغي، ومضخات الحجاب الحاجز، ومضخات التروس، ومضخات اللوح الانزلاقي، ومضخات البرغي. أنواع أخرى من المضخات: المضخات التي تغير فقط الطاقة الكامنة للسائل، مثل آلات الري بالمياه وما شابه ； مضخات تستخدم طاقة السائل لنقل السائل، مثل المضخات النفاثة، ومضخات الصدم المائي، والمضخات الحمضية، إلخ. 2. حسب وسيط النقل، تنقسم مضخات نقل الوسائط إلى ثلاث فئات: مضخات نقل الوسائط أحادية الطور، ومضخات نقل الوسائط ثنائية الطور، ومضخات نقل الوسائط متعددة الأطوار. ٣. تصنيف مضخات معالجة المياه ذات الشفرات: من بين مضخات معالجة المياه، تُستخدم مضخات ذات الشفرات على نطاق واسع، ومن أنواعها الشائعة ما يلي: المضخات أحادية المرحلة، والمضخات متعددة المراحل، والمضخات ذات الامتصاص المزدوج، والمضخات المختلطة التيار، والمضخات ذات التيار المحوري، والمضخات الغاطسة، ومضخات تنقية المياه العكرة، والمضخات الحلزونية، والمضخات القياسية، والمضخات البستونية، والمضخات اللولبية، ومضخات الرش. ثالثًا: عرض المنتجات الرئيسية
1. مضخات مقاومة للتآكل من النوع الطارد المركزي
مضخات مقاومة للتآكل من النوع الطارد المركزي هي في الأساس مضخات طاردة مركزية أحادية المرحلة وأحادية الشفط من النوع المعلق، تُستخدم لنقل سوائل غير محتوية على جسيمات صلبة ومقاومة للتآكل، ودرجة حرارة التشغيل تتراوح بين 0 إلى 100 درجة مئوية. يُستخدم بشكل رئيسي في معالجة المياه في عملية تبادل الأيونات لنقل مياه H. يتم استخدام المادتين المستندر والبلاستيك في صناعة أجزاء التدفق التي تتلامس مع وسط النقل. الفرق بينهما هو طريقة ربط جسم الضخة والغطاء والحامل. النوع الأول هو أن يتم تثبيت جسم الضخ على القاعدة، ثم يتم تثبيت غطاء الضخ على جسم الضخ نفسه ； أما النوع الأخير، فإن جسم الضخ يتم تثبيته على الحامل بفضل الحافة الواقية الموجودة في غطاء الضخ، كما يتم أيضًا تثبيت غطاء الضخ نفسه. 2. مضخة المياه العادمة: تتكون مضخة المياه العادمة بشكل أساسي من جسم المضخة، وغطاء المضخة، وصندوق المحامل، والدوار، والمحور، وغيرها من الأجزاء. يُستخدم بشكل أساسي لنقل السوائل التي درجة حرارتها أقل من 80 درجة مئوية والتي تحتوي على ألياف أو مواد معلقة أخرى، بالإضافة إلى المياه العادمة ذات الخصائص الحمضية أو القلوية أو المسببة للتآكل. هناك فئتان رئيسيتان لمضخات المياه العادمة: النوع الأول هو مضخات المياه العادمة التي تعمل بمحرك كهربائي عادي، والنوع الثاني هو مضخات المياه العادمة الغاطسة. 3. المضخة ذات الفتحة الوسطى: تُستخدم المضخة ذات الفتحة الوسطى في عمليات معالجة المياه لنقل السوائل النقية، ولا يجب أن تتجاوز درجة حرارتها 80 درجة مئوية. من أنواع المضخات الشائعة ذات الفتحة الوسطى، مضخات الطرد المركزي من نوع S ومضخات الطرد المركزي من نوع flSh. تتميز مضخات الطرد المركزي من النوع S بكفاءة عالية وتكلفة إنتاج منخفضة، مما يساعد على توفير الطاقة. مضخات الطرد المركزي من نوع Sh تتمتع بموثوقية عالية وعمر افتراضي طويل. مضخة ذات فتحة في المنتصف، وكما يوحي الاسم، فإن جسم المضخة من نوع ذو فتحة في المنتصف، وهو مقسم إلى جزأين علوي وسفلي. يكون خط الربط ومركز المحور في نفس المستوى، مع وجود وسادة ورقية بينهما. يتم تثبيت الجزء العلوي والسفلي بواسطة مسامير، مع شد البراغي. يقع كل من فتحة الشفط وفتحة التفريغ في الجزء السفلي، بشكل أفقي وعمودي على محور الضخ. بعد أن يتم دمج الجزء العلوي والسفلي معًا، يتكون غرفتان متماثلتان لعملية الشفط على جانبي التروسة، وتشترك الغرفتان في فتحة شفط واحدة. أما الجزء الأوسط فهو غرفة ذات ضغط عالٍ، وقاعها متصل بأنبوب الطرد I:1. عند دوران عجلة المروحة في مضخة الطرد المركزي، وبسبب وجود جانب ذو ضغط منخفض (المدخل) وجانب ذو ضغط مرتفع (المخرج) داخل الضخة، فإن ذلك يؤدي إلى عدم توازن القوى على جانبي عجلة المروحة. لتجنب حدوث هذه المشكلة، يتم حفر عدة فتحات توازن صغيرة في منتصف الجانب الأيمن من العنفة، مما يسمح بتدفق كمية صغيرة من الماء ذي الضغط العالي إلى المنطقة ذات الضغط المنخفض، وبالتالي يتحقق التوازن في القوة المحورية. ٤. المضخات ذات الحركة الترددية: تعتمد المضخات ذات الحركة الترددية على مكبس (أو برغي) يتحرك ذهابًا وإيابًا داخل أسطوانة المضخة، مما يؤدي إلى تغيير حجم الأسطوانة. وبالتعاون مع صمامي الإغلاق، يتم سحب السائل أو طرده من المضخة. ووفقًا لتركيب المكبس، يمكن تقسيم مضخات الحركة الترددية إلى ثلاثة أنواع: مضخات الحركة الترددية ذات المكبس، ومضخات الحركة الترددية ذات الصمام، ومضخات الحركة الترددية ذات الحجاب الحاجز. الجزء الرئيسي في مضخة النفخ والشفط من النوع المكبسي هو المكبس، حيث يعمل المكبس داخل أسطوانة المضخة لاسحب السائل أو طرده. الجزء الرئيسي في مضخة الدفع الرأسي ذات البروز هو البروز نفسه (الذي يكون على شكل أسطوانة)، حيث تكون مساحة التلامس مع الصمام أكبر، كما أنه أكثر مقاومة للتآكل. طريقة عمله مطابقة تمامًا لطريقة عمل المكبس. الجزء الرئيسي في مضخة التردد الحجابية هو البستون أيضًا، والفرق عن مضخة التردد ذات البستون هو أن هناك حجابًا مصنوعًا من المادة اللاصقة (أو الفولاذ) يفصل بين غرفة العمل في المضخة وجسم الأسطوانة. وعندما يتحرك البستون ذهابًا وإيابًا، فإن الحجاب يتحرك أيضًا ذهابًا وإيابًا، مما يساعد في سحب السائل أو طرده. 5. تُستخدم مضخات القياس ومضخات البرغي بكثرة في عمليات معالجة المياه. (1) مضخة القياس: هناك نوعان من مضخات القياس، وهما النوع ذو المكبس والنوع ذو الحجاب الحاجز، وتتكون بشكل أساسي من الدودة، والعجلة المنحرفة، والإطار القوسي، والمكبس المتقاطع، والمكبس، والمحور المنحرف، وبرغي الضبط، والمحرك الكهربائي، وغيرها. المضخة القياسية هي مضخة ترددية يمكنها تعديل معدل التدفق بشكل ديناميكي أو ساكن: حيث يتم التحكم في معدل التدفق عن طريق تعديل المسافة بين البرغي والمحور المتحيز. كلما قلت المسافة بين البرغي والمحور المتحرك، زادت مسافة حركة الضخ، وبالتالي يزداد معدل التدفق أيضًا ； وبالعكس، كلما قلت سرعة تدفق الضخ، قل حجم التدفق أيضًا. تُستخدم مضخات القياس من النوع J على نطاق واسع في الحالات التي تتطلب دقة في القياس، وقابلية تعديل الكمية، وتوزيعًا مستمرًا للوسط. في عمليات معالجة المياه، يُستخدم لنقل وإضافة المواد الكيميائية التآكلية وغير التآكلية الخالية من الجسيمات الصلبة. وبناءً على الخصائص الكيميائية لوسط النقل، يمكن استخدام مواد مقاومة للتآكل المناسبة في الأجزاء التي يمر بها السائل داخل الأسطوانة. (2) مضخات البرغي: توجد مضخات برغي أحادية البرغي، ومضخات برغي مزدوجة البرغي، ومضخات برغي ثلاثية البرغي. يمكن استخدامه لنقل سوائل واحدة أو أكثر، بما في ذلك السوائل المحايدة أو المسببة للتآكل، النقية أو المسببة للتآكل، التي تحتوي على غازات أو قد تتكون فيها فقاعات، ذات اللزوجة العالية أو المنخفضة، بالإضافة إلى السوائل التي تحتوي على ألياف أو جزيئات صلبة. وهو مناسب للاستخدام في مختلف القطاعات الصناعية. مبدأ عمل مضخة اللولب هو كالتالي: عند تشغيل مضخة اللولب، يدخل السائل الذي تم امتصاصه إلى الفراغ المغلق المحاط باللولب وجسم المضخة. وعندما يدور اللولب الرئيسي، يزداد الضغط داخل حجم الفراغ المغلق تحت تأثير ضغط أسنان اللولب، ويتحرك هذا الفراغ محوريًا. نظرًا لأن البرغي يدور بسرعة ثابتة، فإن معدل تدفق السائل يكون متساويًا أيضًا. لذلك، تتمتع مضخة البرغي بمزايا مثل الأداء الاقتصادي الجيد، والضغط المرتفع، وتدفق موحد، وسرعة دوران عالية. رابعاً: اتجاهات التطور التقني من أجل تلبية متطلبات مضخات معالجة المياه بشكل أفضل، فإن اتجاهات التطور التقني لمضخات معالجة المياه تتمثل في الجوانب التالية. 1. البحث التقني في سلامة تشغيل المضخات: في صناعة معالجة المياه، تعتبر المضخات من المعدات ذات الأهمية القصوى. يؤثر أمان تشغيل مضخات المياه بشكل مباشر على سير عملية معالجة المياه بشكل طبيعي، وفي حال حدوث عطل كبير، ستتوقف عملية معالجة المياه بالكامل، مما يسبب إزعاجًا كبيرًا لحياة الناس وأنشطتهم الإنتاجية. وفقًا للتحليل الحالي لأداء مضخات معالجة المياه، فإن الأعطال الشائعة تشمل: التآكل السطحي للدوار نتيجة التعرض المستمر للمياه الملوثة، وكسر شفرات الدوار بسبب الإجهاد المبكر، وتآكل أجزاء المضخة المسؤولة عن تدفق المياه، وانحناء محور المضخة، بالإضافة إلى تلف المحرك والمحامل. إن دراسة سلامة التشغيل أمر في غاية الأهمية، فمن خلال هذه الدراسات لا يتحسن أمان المضخة فحسب، بل يمكن أيضًا زيادة عمرها الافتراضي. 2. البحث التقني في التحكم الأوتوماتيكي للمضخات: في عملية معالجة المياه، يتغير كمية المياه وضغطها باستمرار. وإذا لم يتم تلبية هذه الاحتياجات، فسوف يؤثر ذلك على سير العمليات الإنتاجية بشكل طبيعي، مما يؤدي إلى هدر كبير في الموارد. من أجل الإدارة الفعالة، من الضروري مراقبة نظام الإنتاج عن بُعد والتحكم فيه ميدانيًا ； من أجل تحسين الكفاءة الإنتاجية والسلامة، من الضروري أيضًا فحص الأجزاء الرئيسية لمضخات معالجة المياه. ومن هنا، يتضح أن إجراء أبحاث في تقنيات التحكم الآلي يُعد اتجاهًا مهمًا في تطور التكنولوجيا. يوجد حاليًا العديد من الأبحاث المتعلقة بتقنية تغيير التردد تلقائيًا، وقد تم تحقيق نتائج مرضية في المراحل الأولى، مما أدى إلى فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة. إن طريقة تعديل سرعة الدوران لها تأثير إيجابي في توفير الطاقة، وقد تم إثبات ذلك من خلال العديد من التطبيقات المحلية. في العديد من تطبيقات المضخات، يكون من الضروري أحيانًا الحفاظ على معايير أداء المضخة ثابتة، بينما في أحيان أخرى يلزم تغيير هذه المعايير وفقًا لظروف الاستخدام. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق تعديل سرعة دوران المضخة، مما يساعد أيضًا على تحسين كفاءة الأنابيب، وبالتالي رفع كفاءة الجهاز بشكل ملحوظ. ٣. البحث التقني في اختيار مضخات المياه وتوفير الطاقة في الأنظمة: لأسباب مختلفة، هناك العديد من الممارسات غير المعقولة في تصميم واختيار المضخات، مما يؤدي إلى هدر الطاقة ويؤثر سلبًا على جهود توفير الطاقة. (1) المبادئ التي يجب اتباعها عند اختيار مضخات المياه: 1) يجب على وحدة الاستخدام تحديد معايير أداء المضخة والشروط الضرورية لعملها بشكل مناسب. 2) يجب على قسم التصميم تحديد نوع الضخ ومعاييره بشكل مناسب، بما يلبي ظروف الاستخدام في الموقع. 3) الأخذ في الاعتبار بشكل كامل أقصى كفاءة للمضخة، ونطاق الكفاءة العالية، ومؤشرات كفاءة الاستخدام الفعلي. 4) إجراء مقارنة تقنية واقتصادية، لاختيار الخيار الأكثر تقدمًا من الناحية التقنية والأكثر ملاءمة من الناحية الاقتصادية. (2) تحسين مؤشرات كفاءة تشغيل نظام المضخات الطاردة المركزية. لا ينبغي أن يقتصر العمل على توفير الطاقة في المضخات الطاردة المركزية على دراسة مستوى كفاءتها فحسب، بل يجب دراسة مؤشرات الكفاءة في جميع جوانب النظام بأكمله، وذلك لتحقيق كفاءة عالية وتوفير للطاقة على مستوى النظام برمته؛ فالإمكانيات في هذا المجال كبيرة للغاية. يجب إجراء تحليل ودراسة مفصلة في المجالات التالية. 1) هل ترتيب وحدة المضخة والنظام الإنتاجي بأكمله مناسب، بحيث يلبي متطلبات الاستخدام وفي نفس الوقت يحقق متطلبات توفير الطاقة؟ 2) هل ترتيب المضخة الطاردة المركزية والمحرك مناسب، وما مدى كفاءة المحرك في توفير الطاقة؟ 3) هل ترتيب الأنابيب مناسب؟ يجب تقليل عدد الأنابيب لزيادة كفاءتها. 4) هل ترتيب جهاز النقل مناسب؟ إن اختيار واستخدام جهاز النقل لا يؤثر فقط على كفاءة النقل، بل يؤثر أيضًا على كفاءة المحرك والمضخات والأنابيب. 5) هل الكفاءة والبخار معقولان؟ 6) هل أنظمة الأنابيب والصيانة المتعلقة بتشغيل مضخات الطرد المركزي مناسبة؟ ٤. دراسة الخصائص الخاصة: نظراً للاختلافات في ظروف الاستخدام، بالإضافة إلى إجراء الأبحاث التقنية المذكورة أعلاه، من الضروري أيضاً إجراء مزيد من الأبحاث حول الخصائص الخاصة، وتشمل هذه الخصائص المجالات التالية. 1) دراسة وسائط النقل الخاصة، مثل وسائط نقل المزيج الصلب-السائل، وغيرها. 2) دراسة المواد الخاصة، ويجب أن تتمتع هذه المواد بمقاومة عالية للتآكل والتآكل الناتج عن الاحتكاك. 3) دراسة الهياكل الخاصة، مثل الممرات التي لا تتعرض للانسداد، والهياكل ذات الطبقتين الخاصة، وغيرها. خامساً، الخاتمة: الضواغط هي معدات مهمة في عمليات معالجة المياه. تم إجراء تحليل موجز لعدة أنواع رئيسية من منتجات مضخات معالجة المياه، وتم تلخيص خصائصها الهيكلية وشروط استخدامها، مما يوفر أساسًا مرجعيًا للاختيار المناسب للمضخات المستخدمة في معالجة المياه. وفي الوقت نفسه، تم توضيح الاتجاهات التطورية في تقنيات مضخات معالجة المياه؛ فمن أجل تحقيق الأهداف المتمثلة في رفع الكفاءة وتوفير الطاقة والحد من الاستهلاك، يلزم إجراء المزيد من الاستكشاف والبحث في أربعة جوانب هي: سلامة تشغيل المضخات، والتحكم الآلي، وتوفير الطاقة، والخصائص الخاصة.