عوامل تأثير معدل توفير الطاقة في تحسين كفاءة مضخات المياه الدورانية

Thread Content

عوامل تأثير معدل توفير الطاقة في تحسين كفاءة مضخات المياه الدورانية: تُستخدم مضخات المياه الدورانية على نطاق واسع في صناعات مثل النفط والكيماويات والصلب والأدوية والطاقة. عادةً ما تكون هذه المضخات ذات تدفق كبير وقدرة عالية، وتعمل على مدار 24 ساعة دون توقف، مما يؤدي إلى استهلاك كميات كبيرة من الطاقة، وبالتالي تضطر الشركات إلى دفع فواتير كهرباء باهظة. إن إجراء تحسينات لتوفير الطاقة في نظام مضخات المياه الدورانية يمثل فائدة اقتصادية مباشرة للشركات. لذلك، يولي العديد من مستخدمي مضخات المياه اهتمامًا كبيرًا حاليًا لتحسين كفاءة استهلاك الطاقة في هذه المضخات، وقد ظهرت بالتالي شركات متخصصة في تقنيات تحسين كفاءة استهلاك الطاقة في المضخات، وقدمت هذه الشركات خدمات ومساهمات قيّمة للشركات والمجتمع. عند الاطلاع على الحالات التي تقدمها العديد من شركات توفير الطاقة، سيلاحظ المرء أن معدلات توفير الطاقة عادةً ما تكون مرتفعة، حيث يصل هذا المعدل إلى 30% في كثير من الأحيان، بل وقد يتجاوز 50% في بعض الحالات. أدى هذا النوع من الدعاية إلى اعتقاد بعض مستخدمي مضخات المياه بأنه باستخدام تقنيات الشركات المختصة في توفير الطاقة، يمكن تحقيق معدل توفير في استهلاك الطاقة يتراوح بين 20–30%، بغض النظر عن الظروف. لذلك، هناك توقعات مرتفعة جدًا بشأن معدل توفير الطاقة، وهذا في الحقيقة مفهوم خاطئ. ما مدى إمكانيات توفير الطاقة في تحسين مضخات المياه الدورانية، وما هي العوامل التي تؤثر على معدل توفير الطاقة؟ دعونا الآن نتحدث عن هذا الموضوع: لكي يعمل نظام مضخات المياه بكفاءة، يجب أن يلبي ثلاثة شروط في نفس الوقت: (1) يجب أن تكون كفاءة المضخة عالية. يعتمد ذلك أولاً على مستوى التصميم، وثانياً على دقة التصنيع وجودته ； (2) يجب أن تعمل مضخة المياه في نقطة الكفاءة العالية: يجب معرفة أن كفاءة نفس مضخة المياه تختلف في نقاط التدفق المختلفة، حيث تكون كفاءة المضخة عبارة عن منحنى متصاعد مع تغير التدفق. عادةً ما تكون الكفاءة في حدود التدفق المحدد هي الأعلى، وإذا كان التدفق أقل أو أكبر من التدفق المحدد، فإن الكفاءة ستنخفض. وإذا انحرف التدفق كثيرًا عن القيمة المحددة، فحتى لو كانت الكفاءة المحددة للمضخة عالية، فإن كفاءتها الفعلية أثناء التشغيل لن تكون عالية. وبشكل أكثر تفصيلاً، يجب أيضاً مراعاة معدل الحمل على المحرك (المحرك الأساسي) ومنطقة الكفاءة العالية للمحرك، أي أنه يجب السعي لجعل الكفاءة الإجمالية لنظام ضخ المياه في أعلى مستوى ممكن. (3) يجب أن تكون خسائر الأنابيب (بما في ذلك المعدات) في أدنى حد ممكن: من ناحية، يجب أن يكون تصميم وترتيب شبكة الأنابيب والمعدات مناسبًا، ومن ناحية أخرى، يجب أن تتوافق معايير مضخات المياه مع خصائص المقاومة في شبكة الأنابيب، بهدف التخلص قدر الإمكان من خسائر الضغط. إن مدى إمكانية توفير الطاقة في مضخات المياه يعتمد بشكل أساسي على مقدار الانحراف في النقاط الثلاث المذكورة أعلاه مقارنة بالقيم المثلى. كلما كانت الكفاءة المقدرة لمضخة المياه أقل، وكلما زاد الانحراف عن التدفق المقدر، وكلما زادت الخسائر في الأنابيب الإضافية (بما في ذلك المعدات)، كانت الكفاءة الإجمالية لنظام المضخة أقل، وبالتالي يزداد مجال توفير الطاقة، وترتفع نسبة توفير الطاقة. على العكس، إذا تم تلبية النقاط الثلاث المذكورة أعلاه، فلا يوجد مجال تقريبًا لتوفير الطاقة في مضخة المياه، وبالتالي لا يوجد أي جدوى من تعديلها. منذ سنوات عديدة، عندما لم يكن موضوع توفير الطاقة يحظى باهتمام واسع، كانت كفاءة مضخات المياه منخفضة، كما أن مكاتب التصميم لم تأخذ في الاعتبار مسألة توفير الطاقة بشكل جاد أثناء تصميم المشاريع. وهذا أدى إلى انحراف التدفق الفعلي للمياه عن التدفق المحدد، بالإضافة إلى حدوث خسائر كبيرة في الأنابيب. ونتيجة لذلك، كانت الكفاءة الإجمالية لنظام مضخات المياه منخفضة، مما يعني وجود فرصة كبيرة لتوفير الطاقة، حيث كان من الشائع تحقيق نسبة توفير في الطاقة تتراوح بين 20 و30%. كما أن الحمل الإنتاجي الناتج عن أسباب مختلفة والذي يكون أقل بكثير من الحمل المصمم له، يزيد من مقدار الانحراف، كما يؤثر على معدل توفير الطاقة. في السنوات الأخيرة، أصبح مستخدمو مضخات المياه يولون اهتمامًا متزايدًا لترشيد استهلاك الطاقة، حيث يعتبرون كفاءة استهلاك الطاقة معيارًا مهمًا عند شراء المضخات. وقد دفع ذلك شركات تصنيع المضخات إلى تحسين جودة منتجاتها باستمرار والابتكار في تصاميمها، مما أدى إلى تحسن عام في الكفاءة التشغيلية للمضخات ； يطلب المستخدمون أيضًا بوضوح ضرورة مراعاة توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك في التصميم الهندسي، لذلك يجب على مكاتب التصميم أن تولي اهتمامًا كبيرًا لتوفير الطاقة في عمليات التصميم، من أجل الحصول على تصاميم أكثر فعالية ； يجب على المستخدمين أيضًا الانتباه إلى التركيب المناسب لمضخات المياه وتشغيلها بكفاءة من الناحية الاقتصادية. نتيجة لتأثير هذه العوامل مجتمعة، ارتفعت الكفاءة الإجمالية لنظام مضخات المياه الجديد بشكل ملحوظ مقارنة بالنظام السابق، كما أصبح الانحراف عن القيم المثلى أقل فأقل. ولذلك، أصبح هناك مجال أقل لتوفير الطاقة في مضخات المياه، ويُعتبر تحقيق معدل توفير في الطاقة يصل إلى 15% نتيجة جيدة للغاية. وصل معدل توفير الطاقة لدى شركتنا مؤخرًا إلى أعلى مستوى بلغ 31%، بينما كان أدنى مستوى 5%. إذًا، هل لا يزال هناك جدوى من إجراء تعديلات عندما تكون نسبة توفير الطاقة 5% فقط؟ لنقم بحسابات بسيطة: لنفترض أن هناك مضخة ماء تعمل بقدرة 200 كيلوواط، وأن معدل توفير الطاقة لديها هو 5%، إذًا يمكن توفير 10 كيلوواط/ساعة من استهلاك الطاقة. وبافتراض أن تكلفة الكهرباء هي 0.8 يوان لكل كيلوواط/ساعة، فإن التوفير السنوي سيكون أكثر من 70 ألف يوان. إذًا، كم يجب دفع رسوم الخدمات لشركات توفير الطاقة؟ قد تختلف الشركات من بعضها، ولكن في شركتنا على سبيل المثال، فإن التكلفة التي نفرضها عادةً لا تتجاوز تكلفة الكهرباء الموفرة خلال 10 أشهر، ولا تتجاوز القيمة الإجمالية للتكلفة 60 ألف يوان. ومقارنةً بتكلفة الكهرباء قبل التحسينات، فإن المستخدمين لا يتحملون أي عبء إضافي في ذلك العام، بل إن إجمالي التكاليف يقل، مما يسمح باسترداد التكاليف في نفس العام وتحقيق وفورات في استهلاك الطاقة. من الآن فصاعدًا، لن نفرض أي رسوم، وسيحصل المستخدمون على وفورات في استهلاك الطاقة تزيد عن 70 ألف يوان سنويًا. من الواضح أن الفوائد الاقتصادية للمستخدمين كبيرة جدًا، ويجب بالتالي تطوير هذا النظام، فلا يمكن تجاهل معدل توفير الطاقة البالغ 5%. ولا ينبغي التركيز فقط على معدل توفير الطاقة البالغ 20–30%، لأن ذلك غير ممكن في العديد من أنظمة المضخات. أما بالنسبة للشركات التي تدعي أن معدل توفير الطاقة لديها يزيد عن 50%، فأنا أفضل أن أصدق ذلك، لكن من المؤكد أن هذا يعتبر حالة استثنائية، مثل استخدام مضخات في نظام التدوير المغلق للتكييف المركزي بدلاً من مضخات نظام التدوير المفتوح. أما بالنسبة للحديث المكثف عن تحقيق معدل توفير في الطاقة يصل إلى 30%، فربما يكون ذلك مجرد اختيار للحالات الناجحة من الواقع، ويجب اعتباره أمرًا طبيعيًا، وأعتقد أن الجميع قادرون على فهم ذلك. يسعى هذا المقال إلى تزويد القراء بفهم عام للعوامل التي تؤثر على كفاءة استخدام الطاقة في مضخات المياه، وتمكينهم من تكوين توقعات معقولة بشأن معدلات توفير الطاقة. بالنسبة لمضخات المياه ذات القدرة العالية، فحتى بنسبة توفير في استهلاك الطاقة تصل إلى 5%، فإن التوفير في تكاليف الكهرباء سيكون كبيرًا، وهو ما يجعل من المفيد جدًا إجراء تعديلات عليها. كما يُشار إلى أنه ليس كل مضخات المياه تحتوي على إمكانية لتوفير الطاقة، فبعض المضخات لا يوجد لها أي فائدة من إجراء تعديلات عليها. إذا كان هناك أي خطأ، نرحب بانتقاداتكم وتوجيهاتكم.