كيفية حماية مضخة غمرة عميقة من التشغيل الجاف

يجب أن تظل المضخة الغاطسة في البئر العميقة مغمورة بشكل كافٍ ومزوّدة بكمية كافية من الماء طوال فترة التشغيل.

إذا لم يتمكن البئر من تجديد المياه بالسرعة التي تزيلها بها المضخة، فقد يستمر مستوى الماء الديناميكي في الانخفاض. بمجرد وصول الماء إلى مدخل المضخة، يمكن أن تبدأ الوحدة في سحب الهواء، مما يؤدي إلى تدفق غير مستقر أو التشغيل بدون كمية كافية من الماء.

تسمى هذه الحالة عادةً بالتشغيل الجاف.

قد يؤدي التشغيل الجاف إلى إتلاف المضخة والمحرك والمحامل والمكونات الأخرى. وقد ينتج عنه أيضًا اهتزاز شديد وارتفاع درجة الحرارة وفقدان ضغط التفريغ ورحلات متكررة للوحة التحكم.

تتطلب الحماية الموثوقة أكثر من مجرد تركيب جهاز استشعار واحد. يجب أن يجمع النظام بين:

• وأكد العائد جيدا

• قدرة المضخة الصحيحة

• عمق التثبيت المناسب

• الغمر الكافي

• مستوى الماء أو الحماية الكهربائية

• منطق الاغلاق الآمن

• إعادة التشغيل التلقائي التي تسيطر عليها

• التكليف والاختبار الدوري

الحماية من الجفاف هي نظام احتياطي. إنها لا تجعل مضخة كبيرة الحجم مناسبة لبئر منخفضة الإنتاجية.

ما هو التشغيل الجاف في مضخة البئر؟

يحدث التشغيل الجاف عندما تعمل المضخة دون مرور كمية كافية من الماء عبر القسم الهيدروليكي وحول المحرك.

لا تعني هذه الحالة دائمًا أن البئر بأكمله فارغ.

قد تواجه مضخة البئر ظروف التشغيل الجاف عندما:

• يقع مستوى الماء الديناميكي تحت كمية المضخة.

• يغطي الماء بشكل متقطع ويكشف المدخول.

• تنتج المضخة مياهًا أكثر مما يمكن أن يوفره البئر.

• تم وضع مستشعر المستوى بشكل غير صحيح.

• تصبح شاشة المدخل مسدودة.

• يدخل الهواء أو الغاز إلى المضخة.

• الصمام مغلق أو يتم إعاقة خط الأنابيب.

• تفقد المضخة التدفق بسبب الأضرار الميكانيكية.

• تخلق مضخة الخزان دوامة وتسحب الهواء.

• يتطلب البئر المزيد من وقت الاسترداد بين دورات التشغيل.

يمكن أن يكون الفقد الجزئي للغمر ضارًا حتى قبل أن تجف المضخة تمامًا.

قد يتناوب السحب بين الماء والهواء، مما يسبب ضغطًا غير مستقر واهتزازًا وتغيرات سريعة في حمل المحرك.

لماذا يؤدي التشغيل الجاف إلى إتلاف المضخة الغاطسة

يؤدي الماء عدة وظائف أثناء تشغيل المضخة.

إنه الوسط الذي يتم ضخه، لكنه يمكن أن يساهم أيضًا في:

• تبريد المحرك

• تحمل التشحيم

• الاستقرار الهيدروليكي

• إزالة الحرارة من مكونات المضخة الداخلية

• ظروف التوجه مستقرة

• تبريد الأختام الميكانيكية في التصاميم المعمول بها

عند فقدان تدفق المياه، تقل هذه الوظائف أو تختفي.

تشمل العواقب المحتملة ما يلي:

ارتفاع درجة حرارة المحرك

يقوم المحرك الغاطس عادةً بنقل الحرارة إلى المياه المتحركة المحيطة.

إذا انخفض مستوى الماء كثيرًا، فقد يفقد المحرك بيئة التبريد الخاصة به. حتى عندما يظل المحرك مغمورًا جزئيًا، فإن الحركة غير الكافية على طول سطحه يمكن أن تسمح بارتفاع درجة الحرارة.

تحمل والجلبة الضرر

تعتمد العديد من محامل وبطانات مضخات الآبار على الماء للتشحيم والتبريد.

يمكن أن يؤدي التشغيل بالهواء أو عدم كفاية الماء أو خليط من الهواء والماء إلى زيادة الاحتكاك والتآكل.

تلف الختم الميكانيكي

تستخدم بعض تصميمات المضخات الغاطسة موانع تسرب ميكانيكية تعتمد على السائل المحيط للتبريد.

يمكن أن يؤدي التشغيل الجاف إلى ارتفاع درجة حرارة وتلف وجوه الختم.

التوجه الهيدروليكي غير المستقر

تم تصميم مضخة البئر متعددة المراحل لتعمل مع حركة المياه من خلال الدفاعات والناشرات.

يمكن أن يؤدي فقدان التدفق إلى تغيير توزيع الضغط الداخلي وظروف الدفع. يمكن أن تؤدي دورات التشغيل الجاف المتكررة إلى تقصير عمر خدمة محامل الدفع والمكونات الهيدروليكية.

الاهتزاز المفرط

يمكن للهواء الذي يدخل إلى المدخل أن يخلق قوى هيدروليكية غير مستقرة.

قد تنتج المضخة تدفقًا متقلبًا وضوضاء واهتزازًا، مما قد يؤدي إلى تلف ما يلي:

• محامل المضخة

• محامل المحرك

• وصلات

• الاتصالات الرئيسية الصاعدة

• يدعم الكابلات الكهربائية

• فحص الصمامات

فقدان ضغط التسليم

عندما تبدأ المضخة بسحب الهواء، قد ينخفض ​​تدفق التفريغ والضغط.

قد يستجيب نظام التحكم عن طريق تشغيل المضخة بشكل متكرر أو زيادة سرعة VFD، مما يجعل الحالة أسوأ ما لم يتم تضمين منطق التشغيل الجاف.

الأسباب الشائعة للتشغيل الجاف

قدرة المضخة تتجاوز إنتاجية البئر

يمكن أن تكون المضخة قادرة على ضخ مياه أكثر مما يمكن أن ينتجه البئر بشكل مستدام.

على سبيل المثال، قد تقوم المضخة في البداية بتوصيل التدفق المطلوب أثناء سحب المياه المخزنة داخل الغلاف. وإذا لم يتمكن تدفق المياه الجوفية من الحفاظ على هذا المعدل، فسوف يستمر مستوى المياه في الانخفاض.

قد تصل المضخة بعد ذلك إلى مستوى الحماية أثناء التشغيل الجاف على الرغم من أن أدائها الهيدروليكي طبيعي.

هذه مشكلة في المقام الأول تتعلق بالإنتاجية الجيدة واختيار المضخة.

يعتمد الاختيار فقط على مستوى الماء الثابت

يتم قياس مستوى الماء الثابت أثناء استراحة البئر.

بعد بدء تشغيل المضخة، ينخفض ​​مستوى الماء عادة إلى مستوى ديناميكي أو مستوى الضخ. الفرق هو سحب البئر.

إن تركيب المضخة وفقًا لمستوى الماء الثابت وحده يمكن أن يترك غمرًا غير كافٍ أثناء التشغيل.

استخدم مستوى الماء الديناميكي المستقر بمعدل الضخ المطلوب عند مراجعة عمق التركيب ومخاطر التشغيل الجاف.

التغيرات الموسمية في المياه الجوفية

قد لا يمثل مستوى المياه الذي يتم قياسه خلال موسم الأمطار أدنى مستوى متوقع خلال الطقس الجاف.

يمكن أن تتغير ظروف المياه الجوفية أيضًا بسبب:

• جفاف

• الطلب على الري

• ضخ قريب

• التغييرات في إعادة الشحن

• آبار جديدة في نفس طبقة المياه الجوفية

• انخفاض المياه الجوفية على المدى الطويل

يجب أن تراعي الحماية من التشغيل الجاف أدنى مستوى تشغيل موثوق به، وليس فقط المستوى الذي تمت ملاحظته في تاريخ التثبيت.

شاشة البئر المسدودة أو مدخل المضخة

يمكن أن تؤدي الرواسب أو الرواسب المعدنية أو النمو البيولوجي أو الحطام إلى تقييد حركة المياه من خلال شاشة البئر أو مدخل المضخة.

قد يحتوي البئر على ماء، لكن المضخة قد لا تتلقى تدفقًا كافيًا.

يمكن أن يؤدي التقييد أيضًا إلى تغيير تيار المحرك وضغط التفريغ، مما يسبب أعراضًا مشابهة لانخفاض مستوى الماء.

عمق تركيب المضخة غير صحيح

قد تصبح المضخة المثبتة على سطح منخفض جدًا مكشوفة عند انخفاض مستوى الماء الديناميكي.

وقد يؤدي تركيبها بشكل أعمق إلى زيادة الغمر المتاح، إلا أن العمق الزائد يخلق مخاطر أخرى، منها:

• تقليل المسافة من قاع البئر

• التعرض بشكل أكبر للرمال والرواسب

• ارتفاع تكلفة التيار الرئيسي والكابلات

• حمولة معلقة أكبر

• ارتفاع الضغط في أقسام الأنابيب السفلية

• استرجاع أكثر صعوبة

• إمكانية التثبيت أسفل الشاشة الإنتاجية

• عدم كفاية تبريد المحرك عندما يحدث التدفق من الأعلى

يجب أن يوازن عمق التثبيت بين تغطية المياه وهندسة البئر وموضع الشاشة والتبريد والخلوص السفلي.

دوامة الخزان

قد تقوم المضخة المثبتة في خزان أو خزان أو مسطح مائي مفتوح بسحب الهواء عبر دوامة سطحية حتى عندما يظل المدخول أقل من مستوى الماء الطبيعي.

يعتمد تكوين الدوامة على عوامل مثل:

• الغمر فوق المدخول

• تدفق المضخة

• هندسة الخزان

• المسافة من الجدران والأرضيات

• اتجاه المدخول

• اتجاه دخول الماء

• مضخات قريبة

• الاضطراب

قد لا يتمكن مستشعر المستوى وحده من اكتشاف هذه الحالة لأن الخزان لا يزال يحتوي على الماء.

الهواء أو الغاز في البئر

تحتوي بعض الآبار على غاز مذاب أو حر.

يمكن أن يؤدي دخول الغاز إلى المضخة إلى تقليل الأداء الهيدروليكي ويسبب تقلبات في التيار والضغط والتدفق. قد تشبه الأعراض الجفاف الجزئي.

يجب تقييم مصدر المياه في حالة استمرار ظهور الهواء أو الغاز حتى عندما يظل مستوى الماء المقاس فوق المضخة.

ابدأ باختبار الضخ

يجب أن تبدأ الحماية من التشغيل الجاف ببيانات موثوقة للبئر.

اختبار الضخ يمكن أن يحدد:

• مستوى الماء ثابت

• مستوى الماء الديناميكي عند التدفق المحدد

• السحب

• الانتعاش بعد الاغلاق

• ما إذا كان مستوى المياه يستقر

• قدرة البئر التقريبية في ظل ظروف الاختبار

• التغيرات في نوعية المياه أو محتوى الرمال أثناء الضخ

يجب دائمًا تسجيل مستوى الماء الديناميكي مع معدل الضخ والوقت المنقضي.

عبارة مثل "مستوى المياه 50 مترًا" غير مكتملة ما لم تحدد ما إذا كان القياس ثابتًا أو ديناميكيًا وكمية المياه التي تم ضخها.

إذا استمر مستوى الماء في الانخفاض طوال فترة الاختبار، فقد لا يكون تدفق التشغيل المقترح مستدامًا.

يمكن لضوابط التشغيل الجاف أن توقف المضخة، لكنها لا تستطيع زيادة إمدادات المياه في البئر.

مطابقة تدفق المضخة مع إنتاجية البئر المستدامة

يجب أن يظل تدفق المهام المحدد ضمن القدرة التشغيلية التي تم التحقق منها للبئر.

تجنب اختيار المضخة فقط لأنها يمكن أن توفر أقصى تدفق أعلى. يمكن للمضخة كبيرة الحجم أن:

• خفض مستوى الماء الديناميكي بسرعة

• تسبب رحلات الجفاف المتكررة

• زيادة حركة الرمال

• إنشاء ركوب الدراجات غير المستقر

• تعمل بعيدًا عن نطاقها الفعال

• تتطلب الاختناق

• زيادة البداية والإجهاد الكهربائي

إذا كان الطلب أعلى مؤقتًا من تدفق البئر المستدام، فقد يوفر خزان التخزين ترتيبًا أفضل للنظام.

يمكن لمضخة البئر أن تملأ الخزان بمعدل يمكن التحكم فيه، بينما توفر مضخة التعزيز المنفصلة الطلب المتغير أو الذروة.

حدد عمق ضبط المضخة الصحيح

يجب أن تظل المضخة أقل من أدنى مستوى ديناميكي متوقع للمياه عن طريق الحد الأدنى من الغمر المحدد للنموذج المحدد.

يجب التحقق من العمق المطلوب مقابل:

• استقرار مستوى المياه الديناميكي

• الانخفاض الموسمي

• السحب خلال ذروة الطلب

• تدخل جيد قريب

• موضع سحب المضخة

• المضخة الكاملة وطول المحرك

• شاشة جيدة أو موضع الثقب

• اتجاه تدفق المياه

• متطلبات تبريد المحرك

• المسافة من قاع البئر

• ظروف الرمال والرواسب

لا تخلط بين عمق ضبط المضخة ورأس المضخة.

إن تركيب المضخة بشكل أعمق لا يؤدي بشكل مباشر إلى زيادة الرفع الرأسي من مستوى ضخ الماء إلى نقطة التفريغ. إنه يغير بشكل أساسي موقع المضخة داخل البئر والغمر المتاح.

تنص تعليمات التثبيت SLAPK QJ المشار إليها على أن دافعة المرحلة الأولى يجب أن تكون على الأقل 2 متر تحت مستوى الماء الديناميكي وأن قاع المحرك يجب أن يظل على الأقل 3 أمتار فوق قاع البئر. كما أنها توفر حدًا خاصًا بالطراز للغمر تحت مستوى الماء الثابت.

هذه القيم هي تعليمات المنتج لتكوين QJ المشار إليه، وليست حدودًا عامة لكل مضخة بئر. تأكد من المتطلبات الدقيقة للمضخة والمحرك المطلوبين.

الطريقة الأولى: أقطاب مستوى الماء

تستخدم أقطاب المستوى الموصل بشكل شائع في آبار المياه.

يمكن أن يشمل الترتيب النموذجي ما يلي:

• قطب توقف منخفض المستوى

• قطب إعادة التشغيل أعلى

• قطب مرجعي مشترك عند الاقتضاء

• تتابع المستوى في لوحة التحكم

عندما ينخفض ​​الماء إلى مستوى التوقف، يقوم نظام التحكم بفتح دائرة المحرك وإيقاف المضخة.

يجب عدم إعادة تشغيل المضخة بمجرد ملامسة الماء لنفس القطب مرة أخرى. يوفر مستوى إعادة التشغيل المنفصل أو التأخير الزمني التباطؤ ويسمح للبئر بالتعافي.

تعتمد ملاءمة القطب على موصلية الماء. يمكن للمياه أو الحجم أو الرواسب ذات الموصلية المنخفضة جدًا أن تقلل من الموثوقية.

يجب على المورد تأكيد:

• مادة القطب

• نوع الكابل

• السيطرة على الجهد

• نطاق الموصلية المائية

• الحد الأقصى لطول الكابل

• عمق التثبيت

• المسافة بين الأقطاب الكهربائية

• مقاومة التآكل والرواسب

الطريقة الثانية: المفاتيح العائمة

تستخدم المفاتيح العائمة على نطاق واسع في الخزانات والأحواض والخزانات.

يمكنها توفير إشارة مباشرة منخفضة المستوى، لكنها غالبًا ما تكون غير عملية في الآبار الضيقة لأنها تتطلب مساحة للتحرك بحرية.

قد يتم إعاقة العوامة بسبب:

• الرئيسي الصاعد

• كابل الطاقة

• مشابك الكابلات

• غلاف جيد

• أجهزة استشعار أخرى

• الاضطراب

• الرواسب

استخدم العوامة فقط عندما يوفر التثبيت خلوصًا كافيًا ويكون الجهاز معتمدًا للسائل والعمق.

الطريقة الثالثة: أجهزة استشعار مستوى الضغط

يمكن لمحول الضغط الغاطس قياس عمود الماء فوق المستشعر.

وقد يوفر معلومات مستمرة عن المستوى بدلاً من الإشارة البسيطة الرطبة أو الجافة.

يمكن أن تشمل المزايا ما يلي:

• مستويات التوقف وإعادة التشغيل قابلة للتعديل

• مراقبة الاتجاه المستمر

• القياس عن بعد

• سجلات مستوى المياه الموسمية

• وظائف التنبيه

• بيانات اختبار الضخ

ومع ذلك، يمكن أن يتأثر المستوى المشار إليه بما يلي:

• ارتفاع الاستشعار

• كثافة الماء

• تعويض الضغط الجوي

• حالة تنفيس الكابل

• درجة حرارة

• الانجراف المعايرة

• الضوضاء الكهربائية

• مرجع مرجعي غير صحيح

يجب تركيب محول الطاقة على ارتفاع معروف وحمايته من التلف الميكانيكي المباشر.

الطريقة الرابعة: الحماية من التحميل المنخفض أو التيار المنخفض

عادةً ما يستهلك المحرك الغاطس طاقة أقل عندما تفقد المضخة الحمل الهيدروليكي.

قد يكتشف مرحل حماية المحرك الإلكتروني التشغيل الجاف من خلال المراقبة:

• حاضِر

• القوة النشطة

• عامل الطاقة

• حمل المحرك

• مجموعة محسوبة من القيم الكهربائية

يمكن أن تكون هذه الطريقة مفيدة لأنها لا تتطلب كابلًا منفصلاً لمستوى الماء في أسفل البئر.

ومع ذلك، فإن التيار المنخفض لا يثبت التشغيل الجاف بشكل فريد.

يمكن أن تنتج قراءات مماثلة من:

• تناول مغلق أو مقيد

• عمود المضخة مكسور

• الدفاعات البالية

• دخول الغاز إلى المضخة

• الجهد غير صحيح

• تردد VFD غير صحيح

• أعطال في المحرك أو الكابل

• تشغيل المضخة عند نقطة غير عادية على منحنىها

ولذلك ينبغي تشغيل عتبة الحماية باستخدام البيانات المقاسة من المضخة الفعلية في ظل ظروف التشغيل العادية.

لا تقم بنسخ الإعداد الحالي من محرك أو مضخة مختلفة.

الطريقة الخامسة: مراقبة التدفق

يمكن لمفتاح التدفق أو مقياس التدفق اكتشاف فقدان توصيل المياه.

وهذا مفيد عندما يؤدي التشغيل الجاف إلى انخفاض واضح في تدفق التفريغ.

يجب أن يسمح المنطق بفترة قصيرة بين بدء تشغيل المحرك والتدفق المستقر الذي يصل إلى المستشعر. بدون تأخير مناسب لبدء التشغيل، قد يتعطل النظام في كل مرة تبدأ فيها المضخة.

يمكن لمراقبة التدفق أيضًا اكتشاف المشكلات التي قد يفوتها مستشعر مستوى الماء، بما في ذلك:

• تناول المحظورة

• صمام مغلق

• كسر الارتفاع الرئيسي

• ارتداء المضخة

• دوران عكسي

• دخول الهواء أو الغاز

• عطل ميكانيكي

قد لا تميز إشارة التدفق وحدها بين هذه الأسباب، ولكنها توفر تأكيدًا قيمًا على أن المضخة تنتج الماء.

الطريقة السادسة: مراقبة الضغط

يمكن لمفتاح ضغط التفريغ أو جهاز إرسال الضغط تحديد فقدان الضغط غير الطبيعي.

تعد مراقبة الضغط مفيدة بشكل خاص في الأنظمة المتوقع أن تحافظ على ضغط تفريغ محدد.

تشمل القيود المحتملة ما يلي:

• يمكن أن يظل الضغط محصوراً مؤقتًا بواسطة صمام الفحص.

• يمكن للصمام المغلق أن يخلق ضغطًا مرتفعًا حتى في حالة غياب التدفق.

• قد يؤدي تلف التيار الرئيسي إلى تغيير الضغط بشكل غير متوقع.

• يتغير الضغط مع مستوى الخزان ومتطلبات النظام.

• يتطلب ضغط بدء التشغيل وقتًا حتى يستقر.

يجب تنسيق حماية الضغط مع إشارات التدفق والتيار ومستوى الماء حيثما كان ذلك ممكنًا.

استخدم أكثر من إشارة حماية للأنظمة الحرجة

لا توجد طريقة واحدة مثالية للكشف عن التشغيل الجاف.

بالنسبة إلى المنشآت الهامة التابعة للبلدية أو الصناعية أو الري أو مياه الحرائق، قد تشمل طبقات الحماية ما يلي:

• توقف عند مستوى الماء المنخفض

• حماية المحرك من التحميل الزائد

• إنذار الحد الأدنى من التدفق

• إنذار الضغط المنخفض التفريغ

• حماية درجة حرارة المحرك

• أقصى قدر من الحماية وقت التشغيل

• إشعار خطأ عن بعد

تساعد الإشارات المتعددة في تمييز مستوى البئر المتساقط عن الأعطال الكهربائية والهيدروليكية والميكانيكية.

يجب أن يحدد منطق التحكم الحالة التي تسببت في إيقاف التشغيل حتى لا يقوم المشغلون بإعادة تشغيل النظام التالف بشكل متكرر.

قم بتعيين مستوى إيقاف التشغيل الآمن

يجب أن يقوم المستشعر ذو المستوى المنخفض بإيقاف المضخة قبل وصول الماء إلى المدخول.

يجب أن يكون ارتفاعه مسؤولاً عن:

• الغمر المطلوب

• دقة الاستشعار

• تقلبات منسوب المياه

• الاضطراب أثناء الضخ

• موضع سحب المضخة

• التأخير بين اكتشاف الحالة وإيقاف المحرك

• متطلبات تبريد المحرك

• حسنا معدل السحب

إن وضع المستشعر بجوار المدخل مباشرة لا يوفر أي هامش أمان تقريبًا.

يجب تحديد الفصل المطلوب من خلال تصميم المضخة وظروف البئر وليس من مسافة عالمية.

توفير إعادة تشغيل التباطؤ

إذا توقفت المضخة عند مستوى منخفض من الماء وأعادت تشغيلها بمجرد ارتفاع الماء بضعة ملليمترات، فقد تدخل في دورة تشغيل وإيقاف سريعة.

يمكن أن يؤدي البدء المتكرر إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك وبادئ التشغيل مع منع البئر من التعافي بشكل مناسب.

يستخدم ترتيب التحكم المستقر عادة إما:

• مستويات التوقف وإعادة التشغيل منفصلة

• وقت محدد للتعافي

• كل من فرق المستوى ووقت التعافي

يجب أن يكون مستوى إعادة التشغيل مرتفعًا بما يكفي لتوفير كمية مفيدة من المياه المستردة فوق المضخة.

ضبط تأخير الاسترداد

وبعد رحلة الجفاف، يحتاج البئر إلى وقت للتعافي.

يعتمد التأخير المطلوب على:

• العائد جيدا

• قطر الغلاف

• السحب

• معدل استرداد طبقة المياه الجوفية

• تدفق المضخة

• الظروف الموسمية

• مستوى إعادة التشغيل المطلوب

لا تختر تأخيرًا قصيرًا فقط لاستعادة الخدمة بسرعة.

إذا توقفت المضخة بشكل متكرر بعد بضع دقائق ثم أعيد تشغيلها بعد فترة تأخير قصيرة، فقد تعمل بشكل مستمر في دورة ضارة.

سجل قياسات الاسترداد أثناء اختبار الضخ واستخدمها لتحديد تأخير واقعي.

الحد من محاولات إعادة التشغيل التلقائي

يمكن أن تؤدي إعادة التشغيل التلقائي غير المحدودة إلى إخفاء مشكلة خطيرة وتعريض المضخة لضغط متكرر.

قد يؤدي تسلسل التحكم الأكثر أمانًا إلى:

1. أوقف المضخة عند اكتشاف حالة التشغيل الجاف.

2. سجل أو اعرض السبب.

3. انتظر فترة تعافي محددة.

4. تأكد من استيفاء مستوى إعادة التشغيل أو الشروط الأخرى.

5. حاول إعادة التشغيل.

6. التحقق من عودة التيار والتدفق والضغط إلى وضعها الطبيعي.

7. قفل النظام بعد عدد محدد من المحاولات الفاشلة.

تعتمد الإعدادات النهائية على التطبيق ونتيجة انقطاع إمدادات المياه.

قد يكون الإنذار عن بعد مناسبًا للأنظمة غير المراقبة.

تنسيق الحماية مع VFD

يمكن لمحرك التردد المتغير التحكم في سرعة المضخة، لكنه لا يمنع التشغيل الجاف تلقائيًا.

تقدم بعض VFDs وظائف تعتمد على:

• انخفاض حمل المحرك

• الحد الأدنى من الطاقة

• انحراف الضغط

• تقدير التدفق

• وضع السكون

• تسلسل ملء الأنابيب

• الكشف عن المضخة الجافة

يجب تكوين هذه الوظائف للمضخة الفعلية ونطاق التشغيل.

عند السرعة المنخفضة، قد يكون تيار المحرك الطبيعي وطاقته منخفضين بالفعل. يمكن أن يؤدي تحديد الحد بشكل غير صحيح إلى حدوث رحلات مزعجة أو الفشل في اكتشاف فقدان الماء.

ينبغي أن تشمل المراجعة ما يلي:

• الحد الأدنى المسموح به لسرعة المضخة

• الحد الأدنى من التدفق المستمر

• تبريد المحرك بسرعة منخفضة

• الحمل العادي في جميع أنحاء نطاق السرعة

• منطق الضغط المحدد

• تأخير الكشف عن التشغيل الجاف

• إعادة تشغيل التسلسل

• الحد الأقصى لمحاولات إعادة التشغيل

لا تقم بزيادة سرعة VFD بشكل مستمر للحفاظ على الضغط عند انخفاض مستوى مياه البئر. وهذا يمكن أن يسرع عملية السحب.

حماية أجهزة الاستشعار وكابلات الإشارة

تعمل مستشعرات قاع البئر في نفس البيئة الصعبة مثل كابل المضخة.

قد يتعرض كابل المستشعر إلى:

• الغمر المستمر

• الضغط الهيدروستاتيكي

• كشط

• ضغط مشبك الكابل

• كيمياء الماء

• التداخل الكهربائي

• ضغوط التثبيت والاسترجاع

استخدم كابلًا مقاومًا للماء ومفاصل معتمدة تحت الماء.

احتفظ بأسلاك المستشعر منفصلة عن أسلاك طاقة المحرك عند الحاجة لتقليل التداخل الكهربائي. اتبع تعليمات التأريض والحماية الخاصة بالشركة المصنعة لوحدة التحكم والمستشعر.

يجب تأمين كابلات الاستشعار دون سحقها ويجب ألا تحمل وزن المضخة المعلق.

تشغيل نظام الحماية

لا يكتمل جهاز الحماية أثناء التشغيل الجاف حتى يتم اختباره في ظل ظروف خاضعة للرقابة.

يجب التحقق من التكليف:

• ارتفاعات الاستشعار الصحيحة

• مؤشر مستوى دقيق

• إشارة التوقف الصحيحة

• وقت إيقاف المحرك

• إعادة تشغيل المستوى

• تأخير الاسترداد

• الحد الأقصى لمحاولات إعادة التشغيل

• إعداد التحميل الزائد

• عتبات التدفق والضغط

• إخراج التنبيه

• الإخطار عن بعد

• وصف الخطأ الصحيح

• وظيفة إعادة الضبط اليدوية

سجل قيم التشغيل العادية، بما في ذلك:

• مستوى الماء ثابت

• مستوى الماء الديناميكي

• تدفق المضخة

• ضغط التفريغ

• الجهد االكهربى

• تيار المحرك في كل مرحلة

• قوة المحرك حيثما كان ذلك متاحا

• وقت الضخ قبل الاستقرار

• استعادة مستوى المياه بعد الاغلاق

تعمل هذه القيم الأساسية على تسهيل عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها في المستقبل.

اختبار الحماية بشكل دوري

يمكن أن تفشل أجهزة الاستشعار والمرحلات أو تنحرف بمرور الوقت.

يجب أن يشمل الفحص الدوري ما يلي:

• تشغيل مستشعر المستوى

• حالة القطب

• حركة تعويم

• معايرة محول الضغط

• مقياس الجريان أو تشغيل مفتاح التدفق

• إعداد ترحيل التحميل الزائد

• نقل التنبيه

• محطات لوحة التحكم

• عزل كابل الاستشعار

• إعادة تشغيل التوقيت

• مراجعة تاريخ الأحداث

إذا لم يتعثر النظام مطلقًا، فهذا لا يثبت أن الحماية تعمل. اختبرها وفقًا لإجراءات الشركة المصنعة للمعدات دون إتلاف المضخة أو تشغيلها جافة عمدًا.

علامات التحذير من عدم كفاية إمدادات المياه

يجب على المشغلين التحقيق في ظروف مثل:

• تقلب ضغط التفريغ

• انخفاض التدفق خلال دورة الضخ

• الهواء عند التفريغ

• التخفيض الحالي المفاجئ

• رحلات متكررة على مستوى منخفض

• زيادة وقت التعافي

• اهتزاز المضخة أو الضوضاء

• زيادة محتوى الرمل بعد بدء التشغيل

• فشل الضغط في الوصول إلى النقطة المحددة

• ترتفع سرعة VFD بينما ينخفض ​​التدفق

• عمليات إعادة التشغيل التلقائية المتكررة

لا تقم بإعادة ضبط الحماية بشكل متكرر دون تحديد السبب.

الأخطاء الشائعة في الحماية أثناء التشغيل الجاف

الاعتماد فقط على مستوى المياه الساكنة

لا يُظهر المستوى الثابت السحب الناتج عن مضخة التشغيل.

تركيب مضخة كبيرة الحجم

لا يمكن لمرحل الحماية أن يجعل معدل الضخ غير المستدام مناسبًا للبئر.

وضع مستشعر المستوى المنخفض قريبًا جدًا من فتحة السحب

قد تقوم المضخة بسحب الهواء بالفعل قبل أن يوقفها نظام التحكم.

إعادة التشغيل على الفور

وقد لا يتمكن البئر من استرداد كمية كافية من المياه لدعم دورة تشغيل أخرى.

السماح بإعادة التشغيل التلقائي غير المحدودة

قد تؤدي دورات التشغيل الجاف المتكررة إلى إتلاف المحرك وبادئ التشغيل والمضخة.

استخدام تيار المحرك كمؤشر وحيد

يمكن أن ينتج التيار المنخفض عن عدة أخطاء هيدروليكية أو ميكانيكية.

نسخ عتبة التيار العالمي

يختلف الحمل الطبيعي حسب المحرك ونموذج المضخة والرأس والتدفق والجهد والسرعة.

تجاهل التغيرات الموسمية في مستوى المياه

قد يكون الإعداد الذي يعمل خلال موسم الأمطار غير مناسب أثناء الجفاف.

تركيب المضخة في قاع البئر

وهذا يزيد من التعرض للرواسب وقد يعيق حركة مياه التبريد.

بافتراض أن الأكمام المتدفقة تمنع الجري الجاف

تعمل الأكمام المتدفقة على تحسين مسار مياه التبريد. ولا يحافظ على مستوى البئر ولا يحل محل التحكم في التشغيل الجاف.

فشل في اختبار الحماية

قد تظل الأسلاك غير الصحيحة أو وضع المستشعر أو إعدادات الترحيل دون أن يلاحظها أحد حتى ينخفض ​​مستوى البئر.

مثال لسير عمل الحماية

افترض أن مضخة البئر يجب أن توفر خزانًا للري.

ويظهر اختبار الضخ أن مستوى البئر يستقر عند التدفق المطلوب خلال الظروف العادية، ولكن من المتوقع حدوث انخفاض موسمي.

يجب على المصمم:

1. تأكيد أدنى مستوى المياه الديناميكي المتوقع.

2. تحقق من تدفق المضخة المحددة مقابل إنتاجية البئر المستدامة.

3. حدد عمق الإعداد الذي يحافظ على الغمر المطلوب.

4. حافظ على المحرك بأمان فوق قاع البئر ومنطقة الرواسب.

5. قم بتركيب مستشعر توقف منخفض المستوى بهامش كافٍ فوق المدخل.

6. قم بتثبيت مستشعر إعادة تشغيل منفصل أو حدد تأخير الاسترداد الذي تم التحقق منه.

7. تكوين حماية التحميل الزائد من بيانات المحرك العادية المقاسة.

8. تأكد من تدفق التفريغ بعد كل بداية.

9. الحد من عدد محاولات إعادة التشغيل التلقائي.

10. أرسل إنذارًا إذا لم تتمكن المضخة من استعادة التدفق الطبيعي.

11. تسجيل مستوى المياه والتيار والتدفق والضغط أثناء التشغيل.

12. قم بمراجعة الإعدادات خلال موسم الجفاف.

يستخدم هذا الترتيب مستشعر المستوى كحماية أساسية وإشارات تحميل المحرك والتدفق كتأكيد.

المعلومات المطلوبة لمراجعة الحماية أثناء التشغيل الجاف

قم بتقديم المعلومات التالية إلى مورد المضخة والتحكم:

• نموذج كامل للمضخة والمحرك

• التدفق المطلوب والرأس

• عمق جيد

• عمق تركيب المضخة

• مستوى الماء ثابت

• مستوى الماء الديناميكي

• تدفق اختبار الضخ ومدته

• حسنا بيانات الاسترداد

• الحد الأدنى للقطر الداخلي للغلاف

• فترات فحص أو مثقبة

• موقف تدفق المياه

• المسافة من المحرك إلى قاع البئر

• درجة حرارة الماء

• محتوى الرمال

• جهد المحرك والتردد والتيار المقنن

• طريقة البدء

• نموذج VFD، إن أمكن

• أجهزة استشعار المستوى الموجودة

• طول كابل الاستشعار

• تفاصيل مقياس الجريان أو مستشعر الضغط

• وقت إعادة التشغيل المطلوب

• محاولات إعادة التشغيل التلقائي المسموح بها

• متطلبات المراقبة عن بعد

• معايير النظام الكهربائي والمائي المطبقة

الأسئلة المتداولة

هل يمكن لمضخة البئر الغاطسة أن تجف؟

معظم مضخات الآبار التقليدية ليست مصممة للتشغيل الجاف. يمكن أن يؤدي فقدان الماء إلى تقليل التبريد والتشحيم ويتسبب في تلف هيدروليكي أو محرك خطير.

هل يعتبر مرحل التحميل الزائد كافيًا للحماية من التشغيل الجاف؟

يمكن أن يوفر حماية مفيدة، ولكن قد يكون للتغيرات الحالية أو تغيرات الطاقة عدة أسباب. تستفيد الأنظمة الحيوية من الجمع بين المراقبة الكهربائية وإشارة مستوى الماء أو التدفق أو الضغط.

أين يجب تركيب جهاز الاستشعار منخفض المستوى؟

يجب أن توقف المضخة قبل أن يصل الماء إلى الحد الأدنى المسموح به لمستوى الغمر. يعتمد الارتفاع الدقيق على كمية المضخة ومتطلبات الشركة المصنعة وتقلبات مستوى المياه وتأخير إيقاف التشغيل.

كم من الوقت يجب أن تنتظر المضخة قبل إعادة التشغيل؟

يجب أن يعتمد التأخير على سلوك التعافي الجيد المُقاس. لا يوجد وقت واحد لإعادة التشغيل مناسب لكل بئر.

هل يستطيع VFD منع التشغيل الجاف؟

فقط إذا تم تكوين وظائف الحماية المناسبة والتحقق منها بشكل صحيح. لا يمكن لـ VFD توفير المياه عندما يكون إنتاج البئر غير كافٍ.

هل سيؤدي تركيب المضخة بشكل أعمق إلى حل التشغيل الجاف؟

قد يوفر غمرًا إضافيًا، لكنه لا يزيد إنتاجية البئر. يمكن أن يؤدي العمق المفرط إلى زيادة مخاطر الرواسب والضغط والتبريد والتركيب.

هل يمنع غلاف التدفق المضخة من الجفاف؟

لا. يقوم غلاف التدفق بتوجيه الماء على طول المحرك للتبريد. لا يمكن أن يمنع مستوى الماء الديناميكي من الانخفاض تحت المضخة.

لماذا تتوقف المضخة بشكل متكرر وتعيد تشغيلها؟

تشمل الأسباب المحتملة عدم كفاية إنتاج البئر، أو تأخير الاسترداد القصير، أو وضع أجهزة الاستشعار بالقرب من بعضها البعض، أو إعدادات التحميل غير الصحيحة أو خطأ هيدروليكي أو كهربائي.

هل يجب إعادة تشغيل النظام تلقائيًا بعد رحلة التشغيل الجاف؟

قد يكون إعادة التشغيل التلقائي مناسبًا إذا كان البئر يتعافى بشكل طبيعي، ولكن يجب استخدام تأخير تم التحقق منه، والتأكيد على وجود مياه كافية والحد من محاولات إعادة التشغيل الفاشلة.

خاتمة

تبدأ الحماية الموثوقة للتشغيل الجاف بالمضخة الصحيحة والتصميم الجيد.

ينبغي للنظام:

• تأكيد العائد جيدا من خلال ضخ البيانات.

• حدد تدفق المضخة الذي يمكن للبئر تحمله.

• استخدم مستوى الماء الديناميكي لتخطيط عمق التثبيت.

• الحفاظ على الغمر المطلوب من قبل الشركة المصنعة.

• أبقِ المحرك فوق قاع البئر ومنطقة الرواسب.

• أوقف المضخة قبل سحب الهواء.

• توفير الوقت المناسب للتعافي بشكل جيد.

• الحد من عمليات إعادة التشغيل التلقائية المتكررة.

• مراقبة المستوى أو حمل المحرك أو التدفق أو الضغط حسب الاقتضاء.

• اختبار وتوثيق إعدادات الحماية.

لا تعتمد على إعداد مرحل عام واحد أو تفترض أن التواجد تحت الماء يضمن التشغيل الآمن.

يجب تصميم الحماية النهائية للمضخة والمحرك واستجابة البئر ولوحة التحكم وجدول التشغيل بشكل دقيق.

اطلب مراجعة حماية مضخة الآبار العميقة

أرسل إلى SLAPK التدفق المطلوب والرأس وعمق البئر ومستويات المياه الثابتة والديناميكية وبيانات اختبار الضخ وعمق ضبط المضخة وقطر الغلاف والجهد والتردد وطريقة البدء وترتيب الحماية المفضل.

يمكن لمهندسينا أن يوصيوا بمضخة بئر QJ أو SP مناسبة وتوفير بيانات المحرك والتركيب والتحكم المطلوبة لمراجعة الحماية أثناء التشغيل الجاف.

اتصل بـ SLAPK للحصول على مضخة بئر وتوصية بالحماية