تجديد المحرك الكهربائي ذي التركيب الجاف في مضخة الصرف الصحي

في محطات رفع مياه الصرف الصحي ومباني المضخات في محطات المعالجة، يُركَّب جزء كبير من المضخات في حجرة جافة. فتقف المضخة في غرفة جافة يفصلها جدار عن الحجرة الرطبة التي تتجمع فيها مياه الصرف؛ ويمر أنبوب السحب عبر الجدار، أما المحرك فيعمل فوق المضخة أو بجانبها بوصفه محركًا كهربائيًا تقليديًا يبرد بالهواء. ومع السنين تصل هذه المحركات إلى مرحلة التجديد بسبب أعطال المحامل أو الملفات أو الرطوبة. نشرح في هذه المقالة المعلومات التي تُجمع عند تجديد محرك مضخة صرف صحي ذات تركيب جاف، والنقاط الخطرة التي يجب عدم إغفالها، وأين يكفي المحرك القياسي وأين لا يكفي.

ما ترتيب الحجرة الجافة، وأين يقف المحرك؟

الفكرة الأساسية للتركيب الجاف هي إبقاء المحرك الكهربائي في مكان لا يلامس فيه مياه الصرف أبدًا. ففي الحجرة الرطبة لا يوجد إلا الماء وفتحة السحب؛ أما المضخة والمحرك ففي الغرفة الجافة. وبفضل ذلك يسهل الوصول إلى المحرك للصيانة، ولا تدخل ملفاته ومحامله في مياه الصرف، ويتم التبريد بمروحة المحرك الذاتية من الهواء المحيط. وموضوع هذه المقالة هو هذا الترتيب بالضبط: محرك غير متزامن ثلاثي الطور يقف على السطح أو في الغرفة الجافة ويبرد بالهواء عبر الزعانف على هيكله.

أما المضخات الغاطسة التي تُنزل داخل الحجرة الرطبة وتعمل تحت الماء فهي بنية مختلفة تمامًا. فمحركها مصمم بإحكام ليعمل مغمورًا في الماء. والمحرك ذو الهيكل القياسي والحماية IP55 لا يحل محل هذه المضخة، ولا يمكن تشغيله داخل الماء. وإذا أُريد في محطة ما فك مضخة غاطسة وإقامة ترتيب بحجرة جافة بدلًا منها، فهذا ليس استبدالًا للمحرك، بل مشروع مضخة وتمديدات.

التركيب الجاف الأفقي والرأسي

• الترتيب الأفقي: تقف المضخة والمحرك جنبًا إلى جنب على قاعدة مشتركة، وبينهما وصلة. ويُثبَّت المحرك بالأرجل B3. وعند الاستبدال يكون ارتفاع العمود والمسافة بين ثقوب الأرجل ومحاذاة الوصلة هي الحاسمة.
• الترتيب الرأسي: تقف المضخة على أرضية الغرفة الجافة، والمحرك فوقها على حامل أو قطعة فانوس؛ والعمود متجه إلى الأسفل. وفي بعض المحطات يقف المحرك في طابق أعلى تحسبًا لخطر الفيضان، ويتصل بالمضخة عبر نقل حركة بعمود وسيط. وفي هذا الترتيب يكتسب مقاس الشفة وطرف العمود والحمل المحوري الواقع على محامل المحرك أهمية.

تناولنا الدقائق العامة للتركيب الرأسي بشكل منفصل في مقالتنا عن التركيب الرأسي بعمود للأسفل. وفي الترتيبات ذات العمود الوسيط قد يقع وزن العمود والدفع الهيدروليكي للمضخة على محمل المحرك؛ ويجب أخذ قيمة هذا الحمل من صانع المضخة وإبلاغها عند الطلب.

المعلومات التي تُجمع من الترتيب الحالي قبل التجديد

في مضخات الصرف الصحي تكون القدرة والسرعة محددتين مسبقًا وفقًا لدافعة المضخة وارتفاع الضخ في المحطة. ولهذا تُختار قدرة المحرك الجديد على أساس القيمة التي يحددها صانع المضخة ولوحة بيانات المحرك المفكوك؛ وليس من الصحيح اقتراح قدرة جاهزة بالنظر إلى نوع الآلة. دوّنوا في الموقع ما يلي:

• القدرة والسرعة والجهد والتيار ورمز هيكل IEC على لوحة بيانات المحرك القديم
• السرعة ومعلومات النموذج على لوحة بيانات المضخة
• شكل التركيب: أفقي بالأرجل، رأسي بالشفة، أو ترتيب تُستخدم فيه الأرجل والشفة معًا
• نوع الوصلة وقطر العمود ومقاس الخابور (للمقارنة بالرسم الفني)
• طريقة الإقلاع: مباشر، نجمة-مثلث، بادئ تشغيل ناعم أو عاكس تردد
• حالة غرفة المضخات: الرطوبة، التكثف، التهوية، سجل الفيضانات

تعمل مضخات الصرف الصحي في الغالب بمحركات رباعية أو سداسية الأقطاب؛ فالدافعات ذات القنوات الواسعة القادرة على تمرير المواد الصلبة الكبيرة دون انسداد تتصرف بشكل أفضل عند السرعة المنخفضة. ومع ذلك فالقرار ليس قراركم بل قرار المضخة: فالمضخة التي تذكر لوحة بياناتها نحو 1450 دورة/دقيقة يُوصل بها محرك رباعي الأقطاب، والتي تذكر نحو 970 دورة/دقيقة يُوصل بها محرك سداسي الأقطاب.

تأثيرات بيئة الصرف الصحي على المحرك

رغم تسميتها بالغرفة الجافة، فإن غرف المضخات في محطات الصرف الصحي ليست جافة دائمًا. وعند اختيار المحرك ووضعه يجب أخذ التأثيرات التالية في الحسبان.

• الرطوبة والتكثف: في الغرف تحت الأرض قد يسبب فرق الحرارة بين الليل والنهار والهيكل الذي يبرد عند توقف المضخة تكثفًا داخل المحرك. ويكون هذا الخطر أعلى في المضخات الاحتياطية طويلة التوقف. وسخان مقاومة التكثف ومستشعر حرارة الملفات (PTC أو PT100) خيارات يمكن اختيارها في مرحلة الطلب.
• الغازات المسببة للتآكل: كبريتيد الهيدروجين المنبعث من مياه الصرف والهواء الرطب يُآكلان مع الوقت الأسطح المطلية وصندوق أطراف التوصيل وتوصيلات الكبلات. وتهوية الغرفة مهمة لعمر المحرك بقدر اختيار المحرك على الأقل.
• الغمر بالمياه: قد يؤدي تسريب مانع تسرب المضخة أو انفجار أنبوب أو الأمطار الغزيرة إلى غمر الغرفة الجافة بالماء. وحماية IP55 هي ضد الغبار ورذاذ الماء؛ والمحرك غير محمي من البقاء تحت الماء. وفي المحطات الحرجة يُنصح برفع المحرك إلى مستوى أعلى، ووجود عوامة مستوى ومضخة تصريف في الغرفة.
• الانسداد والدوّار المحشور: قد تحشر الأقمشة والحبال والنفايات الليفية الدافعة. وعند انحشار المضخة يسحب المحرك تيارًا عاليًا جدًا؛ ويحمي قاطع حماية المحرك المضبوط بشكل صحيح أو حد التيار في المشغل الملفات. ولعناصر الحماية يمكنكم الاطلاع على مقالة اختيار المرحل الحراري والمصهر.

خطر الأجواء القابلة للانفجار: حد المحرك القياسي

في محطات الصرف الصحي قد يتراكم الميثان وغازات قابلة للاشتعال مشابهة نتيجة التحلل البيولوجي. ولهذا تُصنَّف الحجرة الرطبة والمناطق المفتوحة عليها في بعض المنشآت ضمن تقييم المخاطر كمنطقة أجواء قابلة للانفجار. ويجب أن يكون المحرك الذي سيعمل في مثل هذه المنطقة بتصميم مقاوم للانفجار (Ex) مطابق للتصنيف؛ وهذه ليست مسألة فئة حماية عادية.

السلسلة القياسية ثلاثية الطور الموصوفة في هذه المقالة سلسلة عامة الأغراض بحماية IP55 وعزل من الفئة F، ولا تُقدَّم كسلسلة معرَّفة للأجواء القابلة للانفجار. اعرفوا من وثيقة تصنيف المناطق في المنشأة ما إذا كانت الغرفة التي سيُركَّب فيها المحرك تُعد منطقة أجواء قابلة للانفجار، وأبلغوا ذلك حتمًا عند الطلب. وإذا كانت المنطقة مصنفة فقد لا تكون السلسلة القياسية مناسبة؛ ويُقيَّم المحرك بشكل منفصل كمنتج خاص مناسب لتلك المنطقة. أما في المنشآت التي تكون فيها الغرفة الجافة منفصلة تمامًا عن الحجرة الرطبة ومستثناة من التصنيف، فيمكن استخدام المحرك القياسي في الظروف العادية.

نماذج مقترحة وأماكن استخدامها

النماذج التالية بهيكل من حديد الزهر أمثلة على القدرات والسرعات الشائعة في مضخات الصرف الصحي ذات التركيب الجاف. وجميعها بحماية IP55، وعزل من الفئة F، وتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz؛ وتُوصل مثلثًا على شبكة 400 V. والهيكل من حديد الزهر خيار متين ميكانيكيًا في الغرف الرطبة والمسببة للتآكل.

• 132M2-6: 5.5 kW (7.5 HP)، 6 أقطاب، 968 دورة/دقيقة، IEC 132M، 12.0 A عند 400 V، عزم اسمي 54.3 Nm. لمضخات الرفع الصغيرة ذات القنوات الواسعة منخفضة السرعة.
• 132M-4: 7.5 kW (10 HP)، 4 أقطاب، 1460 دورة/دقيقة، IEC 132M، 14.3 A عند 400 V، عزم اسمي 49.1 Nm.
• 160L-4: 15 kW (20 HP)، 4 أقطاب، 1465 دورة/دقيقة، IEC 160L، 27.3 A عند 400 V، عزم اسمي 97.8 Nm.
• 180L-4: 22 kW (30 HP)، 4 أقطاب، 1470 دورة/دقيقة، IEC 180L، 39.7 A عند 400 V، عزم اسمي 142.9 Nm.

تُقدَّم أشكال التركيب حسب الهيكل ويُتحقق من مقاس الشفة عند الطلب؛ والخيارات مدرجة في سؤال أشكال التركيب. ويمكنكم مقارنة مقاسات العمود والشفة والأرجل في الكتالوج الفني وكتالوج المنتجات 2026. ولنظرة عامة على تطبيقات المضخات تتوفر صفحة المحركات الكهربائية للمضخات.

مثال افتراضي: تجديد المحرك في مضخة أفقية بحجرة جافة

الحالة في هذا القسم ليست سجلًا حقيقيًا لمنشأة، بل مثال مُعدّ لبيان التسلسل. لنفترض أن محرك المضخة الأفقية في الغرفة الجافة بمحطة رفع بلدية قد فُك بعد ظهور صوت في المحامل. وعلى لوحة بيانات المحرك مكتوب 15 kW و1465 دورة/دقيقة وهيكل 160L و400/690 V؛ وتُظهر لوحة بيانات المضخة 1450 دورة/دقيقة. والغرفة وفق وثيقة تصنيف المناطق في المنشأة خارج التصنيف. وفي هذه الحالة يكون النموذج المرشح 160L-4. وتُقارن المسافة بين ثقوب الأرجل وقطر العمود بالرسم الفني، وتُعاد محاذاة الوصلة. وبما أن التكثف يُلاحظ في الغرفة خلال أشهر الشتاء، يُطلب سخان مقاومة التكثف بشكل منفصل عند الطلب. ولو كانت الوثيقة تُظهر الغرفة كمنطقة أجواء قابلة للانفجار، لما أُخذ النموذج القياسي في التقييم حتى مع القدرة والسرعة نفسيهما، ولنوقشت الحالة بشكل منفصل.

ما يجب الانتباه إليه في التشغيل والاستثمار

• قبل التشغيل الأول افحصوا اتجاه الدوران بالسهم الموجود على جسم المضخة؛ فمضخة الصرف الصحي التي تدور عكسيًا تعطي ضغطًا منخفضًا وتؤدي إلى تشخيص خاطئ.
• في المحركات الاحتياطية المنتظرة لفترة طويلة قيسوا مقاومة عزل الملفات؛ فالمحرك المنتظر في غرفة رطبة قد يحتاج إلى تجفيف قبل التشغيل.
• إذا كان سيُشغَّل بعاكس تردد فالقاعدة العامة مشروحة في سؤال استخدام الإنفرتر؛ اذكروا التشغيل الطويل بسرعة منخفضة والكبل الطويل عند الطلب.
• ثبّتوا مانع تسرب غطاء صندوق أطراف التوصيل ومداخل الكبلات بإحكام في أماكنها؛ ففي الهواء المسبب للتآكل يصبح الصندوق المفتوح أضعف نقطة في المحرك.

ما يجب إبلاغنا به عند الطلب

لكي نتمكن من تحديد المحرك الصحيح لمضخة الصرف الصحي ذات التركيب الجاف لديكم، أرسلوا المعلومات التالية معًا:

• صورة لوحة بيانات المحرك المفكوك (القدرة، السرعة، الجهد، رمز الهيكل)
• معلومات لوحة بيانات المضخة وسرعتها
• شكل التركيب: أفقي بالأرجل، رأسي بالشفة أو بعمود وسيط؛ وإذا كان رأسيًا فمعلومات الحمل المحوري
• جهد الشبكة وطريقة الإقلاع
• ظروف بيئة غرفة المضخات: الرطوبة، التكثف، التهوية، وتصنيف المنطقة من حيث الأجواء القابلة للانفجار

يمكنكم رؤية النماذج القياسية والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. وإذا كانت لوحة بيانات محرككم القديم بين أيديكم فأرسلوا صورة لوحة البيانات؛ ولنقيّم الملاءمة مع معلومات البيئة. ولأسئلتكم الأخرى يمكنكم التواصل عبر صفحة الاتصال.