شرح شامل ل المضخات الغاطسة تركيبها وتشغيلها وأعطالها

درس شامل حول المضخات الغاطسة

هى فى الاصل مضخة طرد مركزية مزود بمحرك احتراق او كهربائى يمكن العمل وهو غاطسا تحت سطح الماء ودائما يكون المحرك الكهربائى فى اسفل....

ويعزى هذا الانتشار الكبير للمضخات لتحسين اداء وعمل المحرك بالاضافة الى الوصلات والاسلاك الكهربية والسدادات التى تجعل المحرك معزولا عن الماء عندما يكون مغمورا كما ان يمكن لهذه المحركات ان تعمل بكفاءة فى اعماق تصل (( 150 )) متر تحت سطح الماء اى مايوزى ضغد استاتيكى حوالى ((1,37 * 10^6 بسكال)) ومن اهم مزايا المضخة الغاطسة الاستغناء عن عمود الادارة الطويل ومجموعة كراسى التحميل اللازمة للمضخة التوربينية الراسية والتى تدور بواسطة الالة الدوارة او موتور موضوع فوق سطح الارض .... بالاضافة يمكن الاستغناء عن غرفة المضخة اللازمة للمضخة التوربينية ويمكن استخدام المضخات الغاطسة فى اعماق الكبير جداااا حيث يكون تاثيرها قليلا باى انحراف راس او اعوجاج فى تصميم البئر....

تركيب المضخة وادارتها 

تتكون المضخة من مجموعة المضخة والمحرك الكهربائى كوحدة واحدة ثم انابيب الضخ واخيرا مجموعة الراس وكابل او اسلك الكهربائى المغمور تحت سطح الماء

مجموعة المضخة والمحرك الكهربائى

ويصنع عمود الادارة من الحديد الصلب غير قابل للصدا وهو قصير جدا ومركب علية الدفاعات المروحية المصنوعة من البرونز وتكون الدفاعات مغلفة او شبة مغلفة فى حالة استخدام ضغطا عاليا ويتم دخول الماء من المرشح او مصفاه موضوعة بين الموتور الكهربائى والمضخة..

اما المحرك المكهربائى فيكون قطرة مساويا طاسة المضخة ولكنة يتميز بانة اطول بكثير من المحركات العادية وهو من النوع الحثى المسمى بمحرك قفص السنجاب والذى يمكن ان يكون من النوع الذى يشحم بالزيت او الماء .. اما اذا كان يشحم بالزيت نجد ان المحرك موجود بداخلة صندوق صلب مملوء بزيت خفيف ذو شدة او قوة عزل عالية ....

ويكون هناك عادة سدادة من الزئبق موجودة فوق الارماتور او عضو الانتاج الكهربائى وذلك لمنع تسرب الزيت او دخول الماء عند نقطة مرور عمود الدوران المحرك من خلال العلبة الى الدفاعات المروحية...

اما اذا كان المحرك من نوع الذى يبرد ويزيت بواسطة الماء ...

ففى هذه الحالة نجد ان يماه البئر يمكن ان تصل الى المحرك حيث نجد عمود الدوران الخاص بالمحرك وكراسى التحميل تعمل فى الواقع داخل المياه اما العضو الساكن من الموتور والذى يتكون من مكجموعة من ريش نصف قطرية فنجدها معزولة عن العمود الدوران وذلك بواسطة حشوة رقيقة من الصلب غير قابل للصدا ... ويحيط بعمود الدوران مصفاه وذلك لمنع دخول شوائب صلبة الى داخل المحرك

بعد التحدث عن مضخات الغاطسة والاجزاء الاساسية سوف نتحدث عن انزال وتشغيل وادارة المضخات الغاطسة ......

 انزال وتشغيل وادارة المضخات

ان سهولة تركيب وانزال المضخة الغاطسة يعتبر ميزة هامة من ميزات هذه المضخات حيث يتم انزال مجموعة المضخة والمحرك الكهربائى اولاً داخل البئر . 

وذلك باضافة وصلات انابيب حسب العمق المطلوب انزال المضخة الية .

ويجب اخذ الحظر الكامل اثناء انزال المضخة والانابيب لتجنب اى تحطيم لغلاف الكابل الكهربائى الخارجى العازل للماء بواسطة اصدامها او احتكاكها بانابيب تغليف البئر او انابيب فوهة البئر .

ويجب ربط الكابل الكهربائى وتشبتة الى خط انابيب الضخ كل مترين ويثبت خط انابيب الضخ الحامل للمضخة الغاطسة وذلك بواسطة كماشة انابيب تكون موجودة على فوهة البئر ويزود انبوب الضخ بصمام تحكم او تنظيم على فوهة البئر ...

ولاتحتاج المضخة الغاطسة الى بيت للمضخة والمحرك على سطح الارض حيث ان المضخة والمحرك موجودان داخل البئر . ولكن توجد بجانب البئر لوحة التحكم الكهربى المتكونة من مفتاح التشغيل وعداد كهربائى بداخل صندوق مضاد للماء...

وجدير بالذكر انه يجب بدء تشغيل المضخة وصمام التحكم مقفلا او مفتوحا قليلا .

ويجب ان تتم مراقبة نوعية المياه المضخوخة فى بداية الضخ بحيث يجب ان تكون خالية من الطين او الرمل او اى شوائب اخرى واذا كانت المياه المضخوخة تحتوى على طين او رمل او شوائب فمن الخطا ان توقف المضخة لان ذلك يمكن ان يسبب تراكم حبيبات الرمل او طين هذه داخل المضخة وعلى قمة صمام عدم الرجوع وهذا ما يسبب تعطيلها...

اما الطريقة المثلى فى حالة وجود هذه الشوائب فهو جعل صمام تحكم مقفولا جزئيا ويستمر الضخ حتى تصبح المياة المضخوخة نظيفة وخالية من الشوائب السابق ذكرها ....

ومن ثم يمكن زيادة فتحة صمام التحكم ومراقبة ما اذا كان ازدياد معدل الضخ تسبب فى اخراج شوائب اخرى مع ىمياه البئر المضخوخة ...

وان وجدت يمكن تعديل فتحة صمام التحكم بحيث تصبح هذه الشوائب اقل ما يمكن ..

وتستمر عملية تعديل فتحة صمام التحكم هذه حتى نصل الى فتح الصمام كاملا وضخ المياه صافيا بدون ان تخرج اى شوائب من البئر فى اى وقت هنا فقط يمكن ايقاف المضخة ... وتكون جاهزة للعمل فى اى وقت اخر بصورة جيدة ...

ومن المعروف ان المضخات الغاطسة لا تحتاج الى صيانة الا بعد حوالى 6000 ساعة عمل او ما يعادل سنتى شغل وذلك اذا كانت تعمل فى ظروف عمل مناسبة وسليمة ...

وفى هذه الحالة يتم اخراج المضخة من البئر وعمل الصيانة اللازمة لها طبقا لمواصفات وتوجيهات المصنع,

من الاعطال الشائعة التى تحدث للمضخات الغاطسة هو ان تعمل المضخة ولكن بتصرف اقل من المقدر لها او لا تعطىمياه على الاطلاق

 الاعطال الشائعة فى المضخات الغاطسة

1- المحرك يعمل فى الاتجاه العاكسى ...وخصوصا فى مضخات التى تعمل بنظام الكهرباء ثلاثى اطوار.

2- علو الضغط اكبر من طاقة المضخة الممكنة.

3- انسداد فتحة السحب الخاصة بالمضخة بواسطة مواد غريبة او ترسبات ملحية او انهيار جوانب البئر فوق فتحة السحب.

4- انسداد المضخة بواسطة فقاعة هواء او جيب الهواء . حيث يسبب وجود هذا الجيب عدم خروج الماء نهائيا من المضخة.

5- انخفاض الجهد الكهربائى عن المقدار المطلوب لتشغيل المضخة.

6- انسداد صمام عدم الرجوع الموجود فوق المضخة.

7- انسداد انابيب الضخ او التصرف باى عائق.

8- خطا فى التوصيل الكهربائى.

9- احتكاك ميكانيكى فى المضخةاو المحرك.

10- حدوث ثقب فى انابيب الضخ والتصريف تسبب فى تسرب المياه قبل وصولها الى سطح الارض.

اختيار المضخة الغاطسة :

يتم اختيار المضخة الغاطسة حسب الغزارة المطلوبة منها و حسب العمق الذي ستوضع فيه و يتم ذلك و فق جداول خاصة ترد ضمن كتالوجات الشركة الصانعة حيث أن المضخة الغاطسة الواحدة لا تملك غزارة ضخ ثابتة و انما تتناقص هذه الغزارة كلما ازداد عمق البئر , و يمكن ملاحظة ذلك من الجدول التالي :

حيث نلاحظ أن غزارة الضخ لهذه المضخة كانت 3 m3/h عند عمق 5 متر ثم انخفضت بالتدريج حتى أصبحت معدومة عند عمق 68 متر .

اختيار مقطع سلك أو كابل التغذية :

كما نعلم فإن محرك المضخة الغاطسة يكون متصلاً بالتوربين و يتم تركيبهما في أسفل البئر لذلك فعلينا توصيل التغذية الى المحرك أي الى أسفل البئر و هذا يعني استخدام كبل ذو طول كبير , و كما نعلم فإن زيادة طول كبل التغذية يسبب هبوط في الجهد او التوتر عند نهاية الكبل و بالتالي فإن محرك الغاطسة لا يتلقى التوتر الاسمي اللازم له و هذا يؤدي الى زيادة في التيار المسحوب و بالتالي احتراق ملفات المحرك مما يتلف هذا المحرك .

لذلك و حتى نتجنب هذه المشكلة فعلينا زيادة مقطع الكابل المستخدم بشكل مناسب و حساب المقطع المناسب لسلك التغذية لا يحتاج الى فهلوية او حسابات رياضية و إنما تقوم الشركات المصنعة للمضخات الغاطسة بإعطاء جداول خاصة نتمكن من خلالها اختيار المقطع المناسب لكبل التغذية حسب العمق الموافق .يمكنك الاطلاع على الجدولين في هاتين التدوينتين

جدول لاختيار الكابل المناسب للمضخة العائمة 220v 50hz حسب القدرة والعمق

جدول لاختيار الكابل المناسب للمضخة العائمة 400v 50hz حسب القدرة والعمق

تركيب المضخة :

تختلف هذه المضخات عن المضخات العامودية بأن المحرك يكون موصول بشكل مباشر بالتوربين و يكون الاثنين ضمن الماء أسفل البئر لذلك لسنا بحاجة هنا لمحاور دوران .

المضخات ذات الغزارة و الاستطاعة الكبيرة يتم تركيبها باستخدام أنابيب معدنية .

أما المضخات الصغيرة فيتم تركيبها كما يلي :

·توضع المضخة ضمن قفص معدني و يربط القفص بحبل مناسب .

·يتم توصيل فوهة المضخة الى أنبوب بلاستيكي .

·يتم توصيل المضخة الى كبل التغذية و عملية الوصل يجب ان نستخدم فيها عجينة خاصة boite à jonction حيث يتم تحريك السائلين لمدة 3 دقائق تقريبا تم تفرغ في قالب العلبة  و بعدها تلف باللاصق الكهربائي العادي من الجانبيين  و وظيفة هذه العلبة عزل التوصيلات عن الماء و منع و صوله اليها .

·يتم انزال الغاطسة الموجودة ضمن القفص المعدني المربوط بالحبل الى البئر و يتم التنزيل باستخدام الحبل , كما يتم تنزيل الكابل بشكل حذر .

·بعد وصول المضخة للعمق المناسب نقوم بربط الحبل الى فوهة البئر بحيث يكون ثقل المضخة على الحبل و ليس على الانبوب البلاستيكي او الكابل .

·يتم توصيل نهاية الكابل الكهربائي الى اللوحة الكهربائية .

 أعطال المضخات الغاطسة :

إن أغلب أعطال هذا النوع من المضخات يكون سببه كهربائي و بنسبة 90% فإن أي عطل سيؤدي إلى احتراق ملفات المحرك الكهربائي و سأسرد بعض المسببات 

·دخول حصى او أجسام صلبة الى مراوح المضخة سيؤدي الى منع دورانها و بالتالي حصول منع قسري للمحرك عن الدوران و عندها تتحول الطاقة الداخلة للمحرك من دورانية الى حرارية بسبب مرور تيار كبير في ملفاته و بالتالي احتراق هذه الملفات .

·حصول هبوط في توتر او جهد الشبكة او انقطاع في أحد أطوار الشبكة , كلا الأمرين يجعل محرك المضخة يقوم بتعويض النقص في التوتر من خلال سحب تيار أكبر و بالتالي تسخين الملفات و احتراقها .

·حصول تسريب كهربائي الى البئر بسبب دخول المياه الى الوصلة الكهربائية الموجودة في الماء, يؤدي لهبوط الجهد على مدخل المحرك و بالتالي مرور تيار كبير في ملفاته و احتراقها .

ملاحظة هامة : قبل القيام بأي إجراء يجب علينا فحص مكثف الاقلاع ( موجود ضمن اللوحة الكهربائية ) حيث ان تعطل هذا المكثف يمنع المحرك من الاقلاع .

 اللوحة الكهربائية :

غالباً تحتاج المضخة الغاطسة حتى تعمل الى ( مكثف + مفتاح تشغيل ) فقط و لكن وكما اخبرتكم من قبل ان معظم أسباب احتراقها و تعطلها تحدث لأسباب كهربائية و لذلك يجب تصميم لوحة كهربائية تشمل جميع عناصر الحماية الكهربائية و لكن للأسف فإن معظم اللوحات التي يعطيها البائع للمشتري تكون لوحات تجارية  و هذه اللوحات تحتوي على قاطع و وحدة حماية زيادة الحمل بالإضافة للمكثف و فولتمتر , وكلها من الأنواع الرديئة .

و أنا انصح الأخوة أن تشمل لوحة المضخة على مايلي :

·كونتكتور جيد او قاطع حراري مغناطيسي من نوعية شهيرة .

·قاطع زيادة الحمل overload.relais thermique .

·وحدة مراقبة الأطوار و التوتر relais de phaze .

·وحدة مراقبة مستوى الماء relais de nivaux .

·فولتمتر +  أمبيرمتر .

http://www.electrobrahim.com/2015/07/pompe-emirgie.html?m=1