تُستخدم مضخات تصريف المياه الرئيسية من سلسلة FGI FD5000 في المناجم لتوفير الطاقة

نظرة عامة على المشروع

تستهلك صناعة التعدين كميات كبيرة من الطاقة، وتتعامل مع أحمال ثقيلة، وتعمل بشكل متواصل. وتلعب مضخات الصرف الرئيسية دورًا محوريًا في سلامة المناجم، حيث تعمل على إزالة المياه الجوفية، والتحكم في مستويات المياه، ومنع غمر الأنفاق بالمياه. وتمثل هذه المضخات أكثر من 35% من استهلاك الطاقة المساعدة في المناجم.

تعتمد أنظمة التشغيل التقليدية ذات السرعة الثابتة على صمامات المخرج للتحكم في التدفق والضغط. يؤدي هذا إلى هدر كبير للطاقة، وارتفاع مفاجئ في ضغط بدء التشغيل، وعدم استقرار مستوى الماء، وزيادة تآكل المعدات، وارتفاع تكاليف الصيانة، فضلاً عن مخاطر السلامة. لذا، تحتاج المناجم بشكل عاجل إلى تحديثات لتوفير الطاقة والتحكم الذكي باستخدام تقنية MVD.

نقاط ضعف العملاء

1. ارتفاع تكاليف الطاقة – غالبًا ما تكون المضخات أكبر من اللازم. تعمل بأقصى سرعة (50 هرتز) بينما تتحكم الصمامات في التدفق. عادةً ما تبقى الصمامات مفتوحة بنسبة 45-60% فقط. يتحول جزء كبير من الطاقة إلى فقدان للضغط وحرارة. يختلف تدفق المياه بشكل كبير بين المواسم الممطرة والجافة. خلال فترات انخفاض التدفق، تتجاوز الطاقة المهدرة 28%. تبقى تكاليف الكهرباء مرتفعة للغاية.

٢. الإجهاد الميكانيكي الشديد - يؤدي التشغيل المباشر لمحركات الجهد العالي إلى تيار بدء تشغيل يتراوح بين ٥ و٧ أضعاف التيار المقنن. يؤثر هذا على شبكة الطاقة في المنجم، ويتسبب في انخفاض الجهد، وفصل المفاتيح، وتلف معدات التوزيع. تؤدي صدمات عزم الدوران الفورية إلى اهتزازات شديدة في محامل المضخات، والوصلات، والأنابيب. كما تكثر حالات تسرب موانع التسرب وتآكل المروحة.

3. ضعف دقة التحكم – يستجيب ضبط الصمامات اليدوي ببطء، مما يتسبب في تقلبات كبيرة في مستوى الماء. وهذا يُعرّض النظام لخطر الفيضانات، والتشغيل الجاف، والتجويف، مما يُهدد العمليات تحت الأرض. ولا يستطيع النظام الحفاظ تلقائيًا على مستوى ماء ثابت وآمن.

حلول مخصصة لمحركات التردد المتغير

1. الاختيار والتكوين الدقيقان

بالنظر إلى بيئة المنجم - الرطبة والمغبرة والمتفجرة والتي تتطلب تشغيلًا شاقًا على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع، ومتطلبات التحكم في مستوى الماء بنظام PID ذي الحلقة المغلقة وعزم الدوران العالي عند الترددات المنخفضة - فقد اخترنا محرك FGI FD5000-10/900F-1A رباعي الأرباع متوسط ​​الجهد.

مع هذه الميزات:

- الجهد المقنن: 10 كيلو فولت

- القدرة المقدرة: 900 كيلوواط

- التيار المقنن: 65 أمبير

- أنماط التحكم: التحكم الاتجاهي بدون مستشعر، والتحكم التلقائي في مستوى الماء بنظام PID ذي الحلقة المغلقة

- تصنيف الحماية: IP54 - مقاوم للغبار، مقاوم للرطوبة، مقاوم للتداخل

- الوظائف الأساسية: بدء/إيقاف سلس، عزم دوران عالٍ عند الترددات المنخفضة، حماية متعددة، اتصال Modbus، مراقبة عن بُعد، تنبيه الأعطال

2. المزايا التقنية للحل

نظام تحكم موفر للطاقة في السرعة: وداعاً لتقنية خنق الصمامات. يقوم محرك التردد المتغير بضبط سرعة المضخة في الوقت الفعلي بناءً على تدفق المياه الجوفية. يضخ الماء فقط عند الحاجة، مما يمنع هدر الطاقة تماماً.

حماية بدء التشغيل السلس: يحد من تيار بدء التشغيل إلى ما لا يزيد عن 1.5 ضعف التيار المقنن. لا صدمات كهربائية، ولا صدمات ميكانيكية قوية. انخفاض ملحوظ في الاهتزاز والضوضاء.

التحكم المستمر في مستوى الماء: يحافظ نظام PID ذو الحلقة المغلقة تلقائيًا على مستوى الماء الجوفي ضمن النطاق المحدد. وهذا يمنع الفيضانات والتجويف، مما يعزز سلامة الصرف.

جودة طاقة أفضل: يحافظ تصميم الدائرة المتعددة المستويات على نسبة التشوه التوافقي الكلي (THDi) لتيار الإدخال ≤ 4%. لا حاجة إلى ترشيح توافقي إضافي. يتحسن معامل القدرة إلى أكثر من 0.96.

يتكيف مع الظروف القاسية: يتحمل الرطوبة والغبار وتقلبات الجهد الواسعة، مما يضمن تشغيلًا مستقرًا على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في البيئات تحت الأرض.

3. بنية التنفيذ

استخدمنا نظام تحكم آليًا بتجاوز تلقائي يعتمد على محرك واحد ودائرة دفع واحدة. أبقينا على دائرة السرعة الثابتة الأصلية كنسخة احتياطية للطوارئ. أثناء الصيانة أو الأعطال، ينتقل النظام بسلاسة دون توقف عملية التصريف. يتصل محول التردد المتغير بنظام مراقبة الأتمتة تحت الأرض في المنجم، مما يتيح التشغيل/الإيقاف عن بُعد، وتنظيم مستوى المياه تلقائيًا، وجمع البيانات، وإرسال إشعارات الإنذار.

عملية التنفيذ الكاملة

المرحلة الأولى: المسح والتصميم الأولي

أجرى فريقنا الفني العديد من الدراسات الميدانية للهيدرولوجيا تحت الأرض وتصميمات غرف المضخات. جمعنا بيانات المضخات، وحسبنا خط الأساس للطاقة، وصممنا رسومات كهربائية وخطط بناء خاصة بالسلامة.

المرحلة الثانية: التركيب والتوصيلات الكهربائية

قمنا بتركيب محول التردد المتغير في حاوية محكمة الإغلاق مقاومة للرطوبة والتآكل. فصلنا أسلاك التيار القوي عن أسلاك التيار الضعيف، وتأكدنا من التأريض السليم، وأضفنا أجهزة إزالة الرطوبة والتبريد داخل الحاوية للتحكم بدقة في ارتفاع درجة الحرارة والتكثيف.

المرحلة الثالثة: التشغيل التجريبي والتفعيل

قام مهندسونا بضبط معلمات نظام التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي (PID) للتحكم في مستوى الماء. أجرينا اختبارات تصحيح الأخطاء تدريجيًا في حالتي عدم التحميل والتحميل، ثم اختبار تشغيل متواصل لمدة 72 ساعة تحت الحمل الكامل. حددنا نطاق التردد الأمثل للمضخات بما يتوافق مع متطلبات الصرف الآمن.

المرحلة الرابعة: القبول والتسليم

قمنا بتنظيم عملية قبول مشتركة من قبل قسمي المعدات والإنتاج لدى العميل. وقمنا بتسليم ملف فني كامل للتحديث ودليل التشغيل والصيانة. كما قدمنا ​​دورتين تدريبيتين عمليتين لفريق العمليات لدى العميل.

النتائج المقاسة بعد التحديث

1. بيانات توفير الطاقة

قبل: متوسط ​​استهلاك الطاقة اليومي للمضخات – 16800 كيلوواط ساعة. الاستهلاك السنوي – 6.13 مليون كيلوواط ساعة.

بعد: متوسط ​​استهلاك الطاقة اليومي للمضخة – 11,650 كيلوواط ساعة. الاستهلاك السنوي – 4.25 مليون كيلوواط ساعة.

النتيجة الرئيسية: توفير إجمالي في الطاقة بنسبة 30.7% – انخفاض سنوي في تكلفة الكهرباء بقيمة 442,000 يوان صيني. فترة استرداد التكلفة: حوالي 1.2 سنة.

2. تحسين تشغيل المعدات

انخفض معدل تعطل المعدات بنسبة 84%. وانخفض وقت التوقف غير المخطط له بمقدار 610 ساعات سنوياً.

انخفض اهتزاز المضخة بنسبة 66%. وتم تمديد العمر التشغيلي للمراوح والمحامل والأختام بشكل كبير.

3. انخفاض تكاليف الصيانة

انخفضت تكلفة قطع الغيار السنوية بنسبة 86%. وانخفض عبء العمل المتعلق بالفحص اليدوي وضبط الصمامات بنسبة 60%.

أدى التحكم التلقائي والمستقر في مستوى المياه إلى تحسين سلامة الصرف بشكل كبير، مما أدى إلى القضاء على خطر الفيضانات.

صور من الموقع

  خزانة تحكم محرك الجهد المتوسط ​​من سلسلة FGI FD5000 بجهد 10 كيلو فولت

آراء العملاء

بعد استبدال مضخات الصرف الرئيسية لدينا بنظام MVD، لاحظنا توفيرًا واضحًا في استهلاك الكهرباء. تعمل المضخات بسلاسة أكبر، وتصدر ضوضاء أقل، وتتطلب قطع غيار أقل بكثير. أصبح التحكم في مستوى المياه الجوفية الآن أوتوماتيكيًا بالكامل - لا حاجة بعد الآن لضبط الصمامات يدويًا. هذا يقلل بشكل كبير من مخاطر السلامة. يعمل نظام FGI FD5000 بكفاءة عالية، وخدمة الدعم الفني لديهم احترافية. تُعد FGI شريكًا موثوقًا به في عمليات التحديث الموفرة للطاقة في المناجم.

— مدير منجم كهروميكانيكي، مجموعة تعدين كبيرة

تُبيّن هذه الحالة كيف نجح مُحوّل التردد المتغير متوسط ​​الجهد FGI FD5000 في حلّ أبرز المشاكل التي تواجه مضخات تصريف المياه الرئيسية في المناجم، وهي: استهلاك الطاقة العالي، والصدمات القوية، والتحكم غير الدقيق، والمخاطر الجسيمة على السلامة. ويُقدّم هذا المُحوّل أربع مزايا رئيسية: توفير الطاقة، والتشغيل الآمن والمستقر، وخفض التكاليف وتقليل التآكل، والتشغيل الآلي الذكي.

إذا كنتم بحاجة إلى تحديثات لأنظمة التحكم في التردد المتغير (VFD) للمراوح، والمضخات، وضواغط الهواء، والناقلات، أو غيرها من المعدات الصناعية، تواصلوا معنا للحصول على تقييم مجاني للطاقة، واقتراح تحديث مُخصّص، ومعاينة ميدانية. سنقوم ببناء نظام أتمتة صناعية ذكي وفعّال لكم.