نعم، بشرط أن تكون الآلة مهيأة ومعتمدة لواجب محرك هيدروليكي. يمر الماء من ضغط أعلى إلى أدنى ويدير الدوّارات؛ ثم يدفع العمود مولّدًا. الطاقة تأتي من توريد الماء، لا من المضخة نفسها.
السؤال العملي هو كم ضغطًا يمكنك استعادته مع الاستمرار في تسليم التدفق والضغط الذي تحتاجه عملية المصب. قد يكون لتوريد بالجاذبية ارتفاع فائض. تحتاج دائرة مضخوخة حسابًا مختلفًا لأن عليك احتساب الكهرباء المستخدمة لإنشاء ذلك الضغط.
| الوضع | ما الذي يجب إثباته |
|---|---|
| توريد مياه بالجاذبية | الارتفاع والتدفق المتاحان على مدار السنة، بعد فواقد الأنابيب ومتطلب ضغط المصب. |
| نقطة خفض ضغط قائمة | الضغط الذي يمكن استعادته دون المساس بتسليم الماء أو التحكم في العملية أو استمرارية التوريد. |
| عملية مضخوخة أو دائرة اختبار | ميزان الطاقة الصافي: يمكن أن تقلّل الاستعادة الفواقد، لكنها لا تحوّل الدائرة إلى مصدر طاقة فائضة. |
قيّم الآلة في واجب التوليد. النقل السائل العكسي وتوليد القدرة الهيدروليكية متطلبان تشغيل مختلفان.
1. كم ضغطًا يمكنك استعادته؟
في نظام بالجاذبية، يوفّر الارتفاع الطاقة الهيدروليكية. في شبكة مضغوطة، حدّد لماذا يتوافر الضغط عند نقطة الاستعادة المقترحة. إذا أنشأت مضخة أعلى ذلك الضغط، أدرج استهلاكها الكهربائي في ميزان النظام. إضافة مضخة فقط لدفع مولّد تدخل فواقد بدل إنشاء قدرة صافية.
صمام خفض الضغط مكان مفيد للتحقيق لأن الضغط يُخفض هناك بالفعل. غير أن ضغط المدخل الكامل ليس تلقائيًا متاحًا للتوليد. احجز الضغط الذي تحتاجه عملية المصب، بما في ذلك أي ارتفاع ارتفاعي، واسمح بفواقد الوصلات المقترحة. استخدم سجلات تدفق وضغط متزامنة بدل الجمع بين قيم قصوى غير مرتبطة.
للعلاقة العامة بين تدفق الماء والارتفاع والتوليد، انظر نظرة الحكومة البريطانية على الطاقة الكهرومائية.
2. كيف تدفع آلة فصوص دوّارة مولّدًا
في واجب الضخ، يوفّر الدفع قدرة العمود لتحريك السائل ضد فرق ضغط. في واجب المحرك الهيدروليكي، يوفّر السائل المدفوع بالضغط عزم العمود بدلًا من ذلك. يمكن للعمود عندئذٍ دفع مولّد عبر ترتيب مختار لذلك نطاق التشغيل.
اطلب من مورّد المعدات تأكيد الملاءمة في واجب محرك أو توليد: الضغط المسموح عند كلا المنفذين والسرعة والعزم وتحميل العمود والموانع والتزييت والمواد. اطلب بيانات الكفاءة لهذا وضع التشغيل. منحنى مضخة أو لوحة اسم محرك أو بيان بأن المضخة يمكنها نقل السائل في الاتجاهين غير كافٍ لاقتراح توليد.
يشرح مبدأ الضخ دورة الإزاحة. يخصّ دليل التدفق العكسي نقل السائل المدفوع؛ وعكس الدفع ليس إجراء تحويل لنظام توليد.
3. ما الذي تُظهره أمثلة Welsh Water وVogelsang
يصف تقرير من تأليف مورّد في Pumps & Systems تركيب معالجة لـ Welsh Water بتوريد مياه خام بالجاذبية. استعادت آلة فصوص دوّارة ومولّد الطاقة مع الحفاظ على ضغط المخرج اللازم لتغذية خزان معالجة مرتفع. يصف التقرير أيضًا التحكم في التدفق وترتيبات لإيقاف محكوم أثناء انقطاع الشبكة.
اقرأ التقرير الأصلي Renewable Power with Rotary Lobe Pumps، بمشاركة ممثل Vogelsang Marino Curati. وهو مثال مشروع خارجي، وليس تركيب YANESS ولا ضمان أداء لموقع آخر.
تصف Vogelsang أيضًا مولّدات فصوص دوّارة تستعيد الطاقة الهيدروليكية في منصات اختبار مضخاتها. تُعاد الكهرباء المستعادة إلى دفع الاختبار. هذه استعادة طاقة ضمن دائرة مزوَّدة بالطاقة، مصدر طاقة مختلف عن الطاقة المائية بالجاذبية.
انظر Vogelsang THINK RED, edition 3, PDF page 14. في كلتا الحالتين، اطلب بيانات واجب التوليد للآلة التي تنظر فيها.
4. قدّر القدرة الهيدروليكية قبل الخرج الكهربائي
لسائل غير قابل للانضغاط، القدرة الهيدروليكية المتاحة عبر آلة الاستعادة هي هبوط الضغط مضروبًا في التدفق الحجمي: P = Δp × Q. مع Δp بوحدة bar وQ بوحدة m³/h، تكون النتيجة بالكيلوواط P_hydraulic = Δp × Q ÷ 36. استخدم هبوط الضغط المتاح عبر الآلة، لا ضغط التوريد بأكمله.
لحساب مياه قائم على الارتفاع، P_hydraulic = ρ × g × Q × H، باستخدام الكثافة بوحدة kg/m³ وQ بوحدة m³/s وH بالأمتار وg تقريبًا 9.81 m/s²؛ والنتيجة بالواط. يجب أن يكون H الارتفاع الصافي عبر الآلة. حيث تختلف مقاطع القياس في الارتفاع أو السرعة، أدرج تلك الحدود عند إثبات الارتفاع الصافي. لا تحتسب فواقد الأنابيب مرتين ولا تخلط أمتار الارتفاع مع bar.
إذا استهلكت ملحقات المشروع بعد ذلك 0.20 kW مفترضًا، يكون الخرج الصافي 3.80 kW. عند ذلك الخرج الصافي نفسه لساعات تشغيل مفترضة 4,000، تكون الطاقة السنوية المستعادة 15,200 kWh. يتغيّر الخرج الحقيقي مع التدفق والضغط والكفاءة ووقت التوقف: احسب على ملف التشغيل وافصل الاستهلاك في الموقع عن أي تصدير مسموح.
5. أبقِ تسليم الماء والتحكم الكهربائي في التصميم
يجب أن تناسب استعادة الطاقة واجب تسليم الماء الأصلي. حدّد ضغط المصب الأدنى والتدفق المطلوب، بما في ذلك الفترات التي يكون فيها التوليد غير متاح. اجعل مصمّم النظام يضع ترتيبات التجاوز أو التحكم في الضغط والعزل والاستجابة لآلة مسدودة أو متوقفة. لا تُزل صمام خفض ضغط دون تصميم هيدروليكي منسَّق.
يجب أن يعالج التصميم الكهربائي أيضًا ما يحدث عندما يفقد المولّد حمله أو تنفصل الشبكة. اسأل كيف تُحدّ السرعة وتُدار العابرات الهيدروليكية ويصل النظام إلى إيقاف محكوم أو حالة تجاوز. اختيار المولّد وإلكترونيات القدرة التجديدية والحماية وأي ربط شبكة يحتاج مراجعة للتركيب المقترح؛ ومحرك قياسي وVFD ليسا تلقائيًا حزمة توليد كاملة.
راجع جودة السائل والمواد الصلبة الكاشطة وهامش التكهّف وظروف المانع وحدود الضغط عند كلا المنفذين. أدرج التنظيف ووصول الصيانة وأي متطلبات ملامسة مياه الشرب حيث ينطبق. قارن نطاق التشغيل المدعوم وتكاليف دورة الحياة مع توربينات أو أجهزة استعادة ضغط مناسبة أخرى قبل اختيار حل فصوص دوّارة.
6. ما الذي ترسله لمراجعة مشروع
ابدأ بمخطط تدفق معلَّم يُظهر مصدر الماء وتغيّرات الارتفاع ونقطة الاستعادة المقترحة وصمام التحكم في الضغط القائم ومسارات التجاوز ووجهة المصب. بيّن ما إذا كان المصدر بالجاذبية أو مضخوخًا، وحدّد أي قراءات تدفق وضغط سُجّلت معًا.
- الملف الهيدروليكي: التدفق الأدنى والعادي والأقصى؛ ضغوط المدخل والمخرج عند الآلة المقترحة؛ ضغط المصب المطلوب؛ مواقع القياس؛ وساعات التشغيل أو السجلات الموسمية.
- ظروف السائل: درجة الحرارة والكثافة والمواد الصلبة والحصى والكيمياء وأي متطلبات لجودة الماء أو المواد المبللة.
- الوجهة الكهربائية: جهد التوريد والتردد وأحمال الموقع والمولّد أو المحوّل المقترح وما إذا كان التصدير مقصودًا.
- قيود التشغيل: استمرارية التوريد واستجابة فقدان الحمل وترتيب التجاوز/التحكم القائم والمساحة المتاحة ووصول الصيانة.
اتفق على من المسؤول عن الآلة والتحكمات الهيدروليكية والمعدات الكهربائية قبل مقارنة العروض. اطلب من كل مورّد بيان نطاق التشغيل والخرج المتوقع وما يشمله نطاقه.
