در مقالات گذشته در رابطه با مشکلات موجود در سیستم های پمپاژ و نقش راه انداز نرم در این سیستم ها توضیحاتی ارائه شده است. یکی از مشکلات رایج در سیستم های پمپاژ پدیده ضربه قوچ می باشد که با کمک راه انداز نرم اوکام، و با بهره گیری از تکنولوژی پیشرفته XLR8 می توان از بروز این پدیده جلوگیری کرد. ضربه قوچ (Water Hammer) یک پالس ناگهانی یا موج فشار ناشی از یک مایع روان است که به طور ناگهانی متوقف می شود یا تغییر جهت می دهد. این پدیده عموما زمانی رخ می دهد که یک شیر خروجی ناگهان در سیستم پمپاژ بسته می شود و یک موج فشار در طول خط لوله منتشر می شود. این موج فشار آثار مخرب فراوانی دارد، از نویز و لرزش گرفته تا آسیب دیدن لوله ها. این مقاله در دو بخش به بررسی و معرفی راه های موجود برای مقابله با پدیده ضربه قوچ می پردازد. (شش پارامتر تنظیم معمول که در بیشتر راه اندازهای نرم وجود دارند. بخش اول) .
ضربه قوچ
مکانیزم پدیده ضربه قوچ بسیار ساده است. یکی از دلایل رخداد این پدیده این است که طرف خروجی یک لوله حاوی مایع در یک سیستم پمپاژ با انسداد مواجه شود که مثال رایج آن همان بسته شدن شیر خروجی است.
وقتی این اتفاق می افتد، آب در لبه شیر خروجی سریعا متوقف می شود ولی مایع قبل از آن همچنان در جریان است و شروع به فشرده شدن می کند.
این فشرده شدن موجب می شود که مقدار کمی از مایع به خط لوله وارد شود با وجود این که آب در نزدیکی شیر خروجی از حرکت ایستاده است. انرژی جنبشی آب در این سیستم با فشرده شدن آب به انرژی فشاری تبدیل می شود.
این انرژی جنبشی به وجود آمده قاعدتا نمی تواند از انسداد به وجود آمده در سیستم عبور کند. در نتیجه، موج فشار به وجود آمده توسط فشار آب در لوله به مسیر قبلی خود باز می گردد که با کمک راه انداز نرم سعی در برطرف کردن این مشکل داریم. (نکات ایمنی هنگام کار با راه انداز نرم).
پدیده ضربه قوچ به هر دلیلی که به وجود آید، فشار افزایشی تولید شده توسط آن می تواند آسیب های شدیدی به سیستم هایی که برای مقابله با چنین پدیده های طراحی نشده باشند، به وجود آورد.
استفاده از راه انداز نرم باعث کاهش این فشارها می شود. با توجه به توضیحات بالا، استارت ها و استاپ های پمپ ها می توانند دلیل اصلی پدیده ضربه قوچ باشند؛
یک تغییر سریع در جریان آب و فشار سیستم حین راه اندازی یا توقف می تواند منجر به بسته شدن ناگهانی شیرهای یک طرفه شوند. (راه انداز نرم با اتصال شش سیمه).
راه حل ها
حل مشکل ضربه قوچ از طریق تسکین تاثیراتش یا جلوگیری از رخدادش امکان پذیر است. مخازن موجگیر (Surge chamber) یکی از راه حل های رایج برای این مساله هستند که در دسته راه حل های تسکینی قرار گرفته و با جذب موج های فشار در مقابله با پدیده ضربه قوچ موثر هستند.
با این وجود، جلوگیری از از رخداد پدیده ضربه قوچ در همان ابتدا قطعا راه حل بهتری است، بدین دلیل که استفاده از این مخازن تنها سعی بر این دارد که پدیده رخ داده را بهبود داده و همچنان تاثیر مذکور تا حدودی آثار مخرب خواهد داشت، یا در صورت از کار افتادن احتمالی این سیستم به هر دلیلی، همچنان پدیده ضربه قوچ می تواند آسیب های شدیدی به سیستم خط لوله وارد کند. همانطور که گفته شد راه حل مناسب استفاده از راه انداز نرم می باشد.
- کنترل زمان بسته شدن شیر
همانطور که بیان شد، بسته شدن ناگهانی یک شیر یکی از دلایل اصلی پدیده ضربه قوچ است. فشار اضافی تولید شده توسط بسته شدن شیر با زمان بسته شدن آن رابطه عکس دارد. یعنی هر چه شیر آرامتر بسته شود، افزایش فشار کمتر خواهد بود. بسته شدن کنترل شده شیرها نیازمند کارکرد دستی یا استفاده از شیرهای موتور دار است که معایب اصلی این روش هستند. با استفاده از راه انداز نرم این مشکل نیز مرتفع خواهد شد. (مبانی راه انداز نرم)
- کنترل سرعت الکترونیکی پمپ حین راه اندازی و توقف
تجهیزات کنترل موتور الکترونیکی همانند درایو ها و راه انداز نرم را می توان جهت کنترل سرعت پمپ ها حین راه اندازی و توقف مورد استفاده قرار داد. این باعث می شود که پمپ با شتاب کمتری کاهش یا افزایش سرعت دهد و در نتیجه موجب بسته شدن های ناگهانی شیر و رخداد موج های برگشتی نشود.
کنترل سرعت راه اندازی و توقف پمپ ها مزایای دیگری نیز دارد؛ از جمله کاهش فشارهای مکانیکی روی سیستم و شبکه تغدیه که توسط استارت های مستقیم یا الکترومکانیکی رخ می دهند. همین امر باعث کاهش تعمیر و نگهداری و افزایش عمر سیستم می شود. با تکنولوژی راه انداز نرم اوکام می توان این مشکل را برطرف کرد.
تکنولوژی انحصاری XLR8 راه انداز نرم AuCom برای مقابله با پدیده ضربه قوچ
با داشتن درکی درست از مکانیزم پدیده ضربه قوچ، منحنی سیستم و منحنی پمپ، می توان کاربرد مناسب را روی راه انداز نرم اوکام انتخاب و پیاده سازی کرد.
همه راه اندازهای نرم دنیا یکسان ساخته نمی شوند. طی 40 سال گذشته راه اندازی و توقف راه انداز نرم به صورت قابل توجهی بهبود پیدا کرده اند.
کنترل ولتاژ، کنترل جریان و کنترل گشتاور همگی رویکردهای مختلفی بوده اند که برای راه اندازی و توقف اره انداز نرم مورد استفاده قرار گرفته اند.
هر کدام از این روش ها روی شتاب گیری موتور تاثیرگذارند، اما هیچ کدام کنترل مستقیم را اعمال نمی کنند.
پیشرفته ترین روش راه اندازی کنترل مستقیم شتابگیری و کاهش شتاب است. این روش برای پمپاژ و حذف پدیده ضربه قوچ بسیار موثر است چرا که اجازه انتخاب بین چند پروفایل راه اندازی مختلف بسته به مشخصات سیستم راه اندازی را می دهد. این ویژگی به طور انحصاری در دو نسل اخیر راه انداز نرم اوکام یعنی EMX3 و EMX4 پیاده سازی شده و تکنولوژی XLR-8 نام دارد. در این روش، بار لحظه به لحظه پایش شده و یک راه اندازی منطبق بر بار (Adaptive Control) توسط راه انداز نرم اجرا می شود. این پروفایل ها به طور خاص برای کاربردهای پمپ سودمند هستند. علاوه بر آن، قابلیت انتخاب چندین استراتژی کنترل فرایند برای طراحی عملکرد مناسب را در اختیار کاربر قرار خواهد داشت. (راه انداز نرم برای بار با اینرسی زیاد).
در بخش دوم این مقاله به بررسی کاربردهای پروفایل های قابل تنظیم XLR-8 برای راه اندازی و توقف پمپ ها خواهیم پرداخت. برای کسب اطلاعات بیشتر سایر مقالات منتشر شده در بخش مقالات سایت لیان الکتریک ویرا را مطالعه بفرمایید.
بدون دیدگاه