مشكلة عدم قدرة مضخة المياه على تحقيق التدفق المطلوب أو انخفاض كفاءتها
Thread Content
شرح الخلفية: أنبوب نقل طويل (القطر الخارجي 355 مم، وسعة الأنبوب لكل كيلومتر تبلغ حوالي 96 مترًا مكعبًا)، بطول يقارب 170 كيلومترًا. يتم ضخ مياه النهر إلى الأنابيب باستخدام مضخات المياه الطاردة المركزية لتشغيل نظام نقل المياه، كما يتم استخدام كرات تنظيف لتنظيف الأنابيب وفحص مدى تشوهها ； يُظهر الرسم الهيدروليكي أن أعلى نقطة على طول المسار تكون أعلى بـ 158 مترًا عن نقطة الضخ، كما تم حساب مقاومة التدفق على طول المسار لتصل إلى حوالي 2.1 ميجا باسكال. معلومات عن عملية ضخ المياه: يوجد مساران، أحدهما للاستخدام الفعلي والآخر كاحتياطي. يتم تشغيل كل مسار عبر مضخة ضخ مركزية موجودة على قارب عائم بجانب النهر (تُسمى المضخة رقم 1، بسعة ضخ 320 مترًا مكعبًا في الساعة، وارتفاع ضخ 60 مترًا، ويجب أن يكون هناك فارق ضغط كافٍ قدره 5 أمتار، وقوة المحرك 90 كيلوواط، والجهد الكهربائي 380 فولت). كما يتم تشغيل المضخة عبر مضخة ضخ مركزية أخرى موجودة على الشاطئ (تُسمى المضخة رقم 1 أيضًا، بسعة ضخ 320 مترًا مكعبًا في الساعة، وارتفاع ضخ 400 متر، ويجب أن يكون هناك فارق ضغط كافٍ قدره 5.7 أمتار، وقوة المحرك 500 كيلوواط، والتيار الكهربائي للمحرك 35.3 أمبير، والجهد الكهربائي 10 كيلوفولت). تقع المضخة الموجودة على الشاطئ على ارتفاع حوالي 20 مترًا فوق المضخة الموجودة على القارب العائم. إجراءات تشغيل الضخ: يتم تدوير المحرك وتفريغ الهواء في المراحل الأولى وفقًا للإجراءات القياسية. يتم تشغيل مضخة المياه رقم 1 أولاً، وعند إغلاق صمام المخرج، يكون قيمة التيار 30 أمبير. بعد فتح صمام المخرج بالكامل، يكون صمام الفتحة الداخلية لمضخة المياه رقم 1 في حالة مفتوحة دائمًا، وعند استقرار الضغط الداخلي، يتم تشغيل مضخة المياه رقم 1. عند إغلاق صمام المخرج، يظل التيار ثابتًا عند 28 أمبير. يتم تعديل درجة فتح صمام المخرج ببطء، مع مراقبة تغيرات التيار؛ حيث يظل التيار ثابتًا عند 35 أمبير. يتم فتح صمام المخرج بنسبة 10% فقط، وذلك لأن هناك خوف من تجاوز الحد الأقصى للتيار، لذا لا يمكن زيادة درجة الفتح أكثر. في هذه الحالة، يكون الضغط الداخلي 0.65 ميجا باسكال، والضغط عند المخرج 4.9 ميجا باسكال، أما الضغط عند نقطة التفريغ فهو 3.8 ميجا باسكال. يُظهر الجهاز الكهربائي أن قدرة محرك المضخة تبلغ 540 كيلوواط. من خلال حساب المعدل الوسطي لسرعة التدفق في الأنبوب باستخدام كرات تنظيف الأنابيب (حوالي 96 مترًا مكعبًا من الماء لكل كيلومتر)، تبين أن معدل تدفق الضخ خلال تلك الفترة كان حوالي 260 مترًا مكعبًا في الساعة، وهو أقل من المعدل المطلوب والذي يبلغ 320 مترًا مكعبًا في الساعة. وبناءً على هذه القيم، فإن كفاءة هذه الضخة تبلغ حوالي 55% فقط (الكفاءة = ρgQH/N)، وهو رقم يختلف بشكل كبير عن الـ 75% الموعود بها في الاتفاقية التقنية مع الشركة ； الاستنتاج الأولي هو أن كفاءة المضخة لدى هذا الشركة منخفضة، وأن اختيار محرك ذو قدرة منخفضة هو سبب هذه المشكلة. ملاحظة: يوجد نفس المشكلة أيضًا في مضخة المياه الاحتياطية الأخرى، حيث أن مضخة ضخ المياه الاحتياطية (المُسماة رقم 1، بسعة تدفق 420 مترًا مكعبًا/ساعة، وارتفاع ضغط 80 مترًا، ويجب أن يكون هناك فارق ضغط كافٍ قدره 5 أمتار، وقوة المحرك 110 كيلوواط)، ومضخة نقل المياه الاحتياطية (بسعة تدفق 320 مترًا مكعبًا/ساعة، وارتفاع ضغط 400 مترًا، ويجب أن يكون هناك فارق ضغط كافٍ قدره 5.7 أمتار، وقوة المحرك 500 كيلوواط، والتيار المحدد للمحرك 35.3 أمبير، والجهد 10 كيلوفولت) ； تعمل أجهزة قياس الاهتزاز وأجهزة قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بشكل طبيعي ； مضخة المياه من نوع BB4 ذات ثلاث مراحل. السؤال: بخصوص هذه المشكلة، لا يوافق الشركة المصنعة على تحليلنا، حيث يرون أن مخرج مضخة نقل المياه لديهم بقطر 150 مم، بينما قطر أنابيبنا هو 355 مم (مع وجود وصلات انتقالية ذات أحجام مختلفة)، ومن المحتمل جدًا ألا تصل الكمية المنقولة إلى القيمة المحددة. نحن نعتقد أن هذا الادعاء غير منطقي على الإطلاق. بخصوص هذه المسألة، أرجو من الأخوة المساعدة في تحليلها، وأتمنى نصائحكم القيمة. عادةً، تكون أسباب استهلاك مضخة المياه لطاقة كبيرة كالتالي (يرجى مساعدتي في تحديد أي من هذه الأسباب أكثر احتمالاً، شكراً): (1) سرعة دوران المضخة مرتفعة جداً ； (2) كثافة السائل المنقول تتجاوز القيمة المصممة أصلاً ； (3) لزوجة السائل المرسلة مرتفعة ； (4) حجم عجلة مضخة المياه كبير جدًا ； (5) مقاومة نظام الأنابيب تتجاوز أو تقل عن القيمة المحددة ； (6) انخفاض مستوى الرفع لدى مضخة المياه، وارتفاع معدل التدفق. (7) وجود احتكاك بين أجزاء الروتور وأجزاء الستاتور ； (8) تآكل أو تلف المحامل ； (9) الضغط الزائد للختم الميكانيكي على قاعدة الختم ； (10) تمزق أنابيب التصدير ； (11) انحناء محور مضخة المياه ； (12) عدم تساوي التمدد الحراري للأجزاء المختلفة داخل الضخ ； (13) جهاز قياس الطاقة غير دقيق ； (14) جهاز تعويض ضغط الضخ لا يعمل.
محرك مضخة رقم 1 مختار بحجم أصغر، والأنابيب كبيرة والمقاومة منخفضة، لذا يجب أن يكون التدفق أكبر في نفس تيار التشغيل
“أنبوب نقل طويل (القطر الخارجي 355 مم، وسعة الأنبوب لكل كيلومتر تبلغ حوالي 96 مترًا مكعبًا)، ومن خلال استخدام كرات تنظيف الأنابيب لقياس معدل التدفق بين نقطتين في الأنبوب (حوالي 96 مترًا مكعبًا من الماء لكل كيلومتر)، تبين أن معدل تدفق الضخ في تلك الفترة يبلغ حوالي 260 مترًا مكعبًا في الساعة. فهل هذه الطريقة في حساب معدل التدفق دقيقة؟
شرح حساب التدفق: نظرًا لعدم وجود أجهزة قياس التدفق في الموقع، تم استخدام بيانات التشغيل السابقة؛ حيث يمكن لمضخة المياه رقم 1 على متن السفينة أن تصل إلى التدفق المطلوب، والتيار المطلوب هو حوالي 120 أمبير. لذلك، تم استخدام المعادلة ρgQH=1.732U×I×cosφ×η لاستخلاص العلاقة Q1=Q2×H2×I1×η1/(H1×I2×η2)، حيث يُعتبر النقطة 1 نقطة الحساب، والنقطة 2 نقطة القيمة المطلوبة، مع افتراض أن η1=η2 (في الواقع، عادةً ما يكون η1
متطلبات LZ مرتفعة جدًا، قياس كفاءة مضخة الطرد المركزي في الموقع! في الواقع، لقياس الأداء (أي إجراء اختبارات الأداء)، من الضروري استخدام أجهزة قياس مناسبة، ومن الصعب جدًا توفير هذه الأجهزة في الموقع، كما أن القيم التي يتم الحصول عليها عبر الحسابات لا تُعدو كونها مجرد مؤشرات، ولا يمكن استخدامها لتحديد مدى أداء الضخ. أليست جميع مضخات الطرد المركزي تخضع لاختبارات الأداء عند مغادرتها المصنع؟ هل حضر LZ ذلك الوقت لمراقبة الأمر، وهل كانت كفاءة تقرير الاختبار مطابقة للمتطلبات؟ إذا لم يتم تحقيق ذلك في ذلك الوقت، فيمكن رفض القبول وطلب من الشركة المصنعة إجراء التصحيحات. الأخطاء في الاختبارات التي يتم إجراؤها حاليًا كبيرة جدًا، لذا إذا لم ينجح الأمر، فلنلجأ إلى طرف ثالث لإجراء الاختبارات. ملاحظة أخرى: من أجل الفوز بالعطاءات، يقوم مصنعو المضخات عادةً بزيادة كفاءة المضخة بشكل مصطنع أثناء تقديم العروض، ومن الصعب جداً تحقيق كفاءة تصل إلى 75% في مضخات نوع BB4. :ههه
لقد حدثت حالات مشابهة من قبل، يمكنك تجربة الأمر مرة أخرى. عادةً ما يكون لدى المحركات نظام حماية ضد التحميل الزائد، لذا يجب أن يكون هناك شخص مسؤول عن مراقبة تيار المحرك. قم بتشغيل الضخ وفتح المخرج، واستمر في فتح المخرج قبل أن يتوقف المحرك عن العمل؛ سينخفض الضغط ويزداد تدفق السائل من المخرج. بعد الوصول إلى درجة معينة من الفتح، سينخفض التيار. إنها مجرد تجربة، لا بأس بتجربتها، أو يمكنك حساب ذلك بنفسك
العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار: بسبب عدة أسباب، منها العوامل المتعلقة بمكان التشغيل وعملية التصنيع، فإن كفاءة تشغيل الضخ الفعلية منخفضة، بينما القدرة الفعلية أثناء التشغيل مرتفعة، مما يستدعي استخدام محركات أصغر حجمًا.
لم تتم إجراء اختبارات لقياس الأداء (فالاختبارات كان من المفترض أن تساعد في اكتشاف المشاكل، وهذا مجال ضعيف في إدارتنا). تُظهر بيانات الاختبارات المقدمة من الشركة المصنعة أن الكفاءة تتوافق إلى حد كبير مع الاتفاقيات التقنية، لكن هناك احتمال كبير لتزوير هذه البيانات.
ردًا على الطابق السادس: لقد حاولنا سابقًا زيادة فتحة صمام المخرج، حيث وصل التيار إلى 36.2 أمبير، ولكن نظرًا لعدم وجود رقابة على درجة حرارة الجزء الثابت من المحرك والمقاومة (نظام الحماية المترابط)، لم نجرؤ على زيادة الفتحة أكثر، وتم الحفاظ على تيار المحرك ضمن القيمة الاسمية وهي 35.3 أمبير.