معدات الطرد المركزي الدوّار: تحسين الأداء

عندما يتعلق الأمر بتشغيل معدات الطرد المركزي من نوع الديكانتر في منشأتك، يمكنك بالتأكيد القول إنها قطعة تقنية عالية الجودة. وعلى الأرجح، فإن جهاز الديكانتر سيكون الجزء الأهم في عملية التحكم في المواد الصلبة لديك، سواءً كان ذلك في مجال معالجة مياه الصرف الصحي، أو المعالجة الكيميائية، أو تصنيع الأغذية. ومع ذلك، من المهم الإشارة إلى أن حتى أفضل الآلات قد تفقد نطاق تشغيلها الأمثل. فقد يصبح خروج المواد الصلبة رطباً أكثر قليلاً، أو ترتفع استهلاك الطاقة، أو تصبح العملية ببساطة غير كافية من حيث الكفاءة. لكن الخبر السار هو أنه في معظم الحالات، لا يتطلب حل هذه المشكلات شراء جهاز جديد. بل قد يكون الأمر ببساطة متعلقاً بإجراء بعض التعديلات على عملية التشغيل والانتباه أكثر إلى التفاصيل. وتجربة فريق شركة «هوا دا» التي تمتد لأكثر من ثلاثة عقود في تصميم وتطوير هذه المعدات، تؤهلهم تماماً لتقديم اقتراحات حول كيفية تحسين أداء معدات الطرد المركزي من نوع الديكانتر الخاصة بك. وفي هذه المقالة، نأمل أن نوضح لك كيفية تحسين أداء معداتك لتحقيق أقصى كفاءة تشغيلية ممكنة.

جودة التغذية: جودة الدخل تُحدِّد جودة الخرج

تؤثِّر جودة التغذية تأثيرًا كبيرًا على أداء جهاز الفصل الطرد المركزي الخاص بك. فالتغذية السيئة لجهاز الفصل الطرد المركزي ستؤدي إلى أداءٍ رديءٍ، حتى عند استخدام أحدث التقنيات المتاحة. وكلُّ ذلك يبدأ بما تُدخله إلى جهاز الفصل الطرد المركزي.

أول ما يجب مراعاته هو معدل التغذية. فإن إجبار المضخة على العمل بجهدٍ زائدٍ سيمنح الجهاز وقتًا قصيرًا جدًّا لأداء مهمته. فإذا لم يُمنح الوقت الكافي لتجفيف المواد الصلبة، فقد تفقد بعض هذه المواد الصلبة من طرف السائل. وعلى العكس من ذلك، فإن التغذية البطيئة جدًّا للمضخة ستؤدي إلى استغلالٍ غير مجدٍ لقدرات الجهاز. ولذلك، من الأفضل الوصول إلى معدلٍ يُحقِّق الاستفادة القصوى من قدرة الجهاز دون أن يُحمَّل فوق طاقته.

راقب اتساق التغذية. فإذا كان اتساق مزيج التغذية منخفضًا جدًّا في أي لحظة، فستشعر بالإحباط تجاه أداء الجهاز. أما جهاز الفصل الطردي (الديكانتر) فهو لن يتأثر بهذا الأمر وسيواصل تقديم النتائج الأداء المتوقعة منه دون انقطاع. وعند حدوث ذلك، قد يقوم الجهاز بتعديل تحكُّم العزم، ما يؤدي إلى فصلٍ غير كافٍ. ولذا، إن أمكنك ذلك، استخدم مضخةً جيِّدةً لتجانس المادة. فالمضخة تُعَدُّ ترقيةً رخيصةً وجذَّابةً للأداء؛ لذا استخدمها. واحرص على الحفاظ على زخمٍ ثابتٍ ومعدل تغذيةٍ ثابتٍ لتحقيق نتائج أفضل.

تعديل السرعة التفاضلية

اعتبر السرعة التفاضلية قلب جهاز الفصل الطردي (الديكانتر). وهي تعبِّر عن الفرق في السرعة بين الطبلة (الوعاء الدوار) والمسمار الحلزوني. وتُحدِّد هذه السرعة مدى سرعة انتقال المواد الصلبة عبر الجهاز، وكذلك درجة جفاف هذه المواد الصلبة. ولذلك فإن إعطاء الأولوية لهذه الإعدادات يكتسب أهميةً قصوى.

عندما تزداد سرعة التفاضل، يدور المكشاط بسرعة أكبر بكثير مقارنةً بالوعاء، مما يؤدي إلى دفع المواد الصلبة عبر الجهاز بشكل أسرع بكثير. وعلى الرغم من أن هذا قد يبدو جذّابًا بسبب زيادة معدل التدفق، فإن المواد الصلبة، نظرًا لتحركها أسرع داخل الجهاز، ستبدأ فعليًّا في الخروج من الجهاز وهي أكثر رطوبةً. ويشبه ذلك دفع شخصٍ ما بسرعة عبر باب الخروج دون إعطائه فرصةً لجمع أغراضه. أما عند خفض سرعة التفاضل، فإن المواد الصلبة ستتحرك داخل الجهاز ببطءٍ أكبر كثيرًا. وفي الواقع، وبدرجةٍ معينة، قد تصبح أكثر جفافًا، لكنها قد تبدأ أيضًا في التراكم لدرجة أن يصبح المكشاط مشغولًا جدًّا بالمادة، ما يؤدي إلى عزم دوران زائد قد يتسبب في توقف تشغيل الجهاز. والهدف في هذه الحالة هو إيجاد النقطة المثلى. وعادةً ما تحتوي أجهزة الطرد المركزي ذات النوع المُتدرج (Decanter) على دليل مستخدم يحتوي على توصيات الشركة المصنِّعة، لذا فمن الأفضل البدء بهذه التوصيات وإجراء تعديلات صغيرة تدريجيًّا بعد ذلك. واحرص على مراقبة كلٍّ من عزم الدوران ودرجة جفاف الكعكة عن كثب؛ إذ قد يكون الفرق بين الحالتين ضئيلًا جدًّا، ومع ذلك يكون تأثيره كبيرًا للغاية.

تحسين سرعة دوران الوعاء وقوة الجاذبية (G-force)

كما يمكنك التحكم في سرعة دوران الوعاء. وتزداد قوة الجاذبية (G-force)، وهي القوة الفعلية المستخدمة في الفصل، بمربع السرعة. ولذلك فإن أي تغيير طفيف في عدد دورات الوعاء بالدقيقة (RPM) يمكن أن يحسّن أداء جهاز الفصل بشكل ملحوظ.

عادةً ما يؤدي زيادة قوة الجاذبية (Gforce) إلى الحصول على مواد صلبة أكثر جفافاً وسوائل أقل عكارةً. ومع ذلك، فإن الجانب السلبي هو أن ازدياد استخدام الفاصل يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل والصيانة؛ إذ تتطلب السرعة الأعلى استبدال المحامل بشكلٍ متكررٍ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون الحمولة مفرطةً حسب نوع المواد التي يتم فصلها. فعلى سبيل المثال، إذا كنت تعمل مع مواد يسهل تصريف مائها، فيمكنك زيادة السرعة إلى حدٍ ما لتحسين عملية الفصل مع الحفاظ في الوقت نفسه على الطاقة. ولذلك، فإن الهدف الأهم هو ضمان التوازن الصحيح بين قوة الجاذبية (Gforce) ومهام الفصل. ففي مهام الفصل الصعبة مثل فصل الطين أو فصل الجسيمات الدقيقة، يتطلب الأمر قوة جاذبية أعلى، بينما في مهام الفصل الأخرى الأقل دقةً (مثل فصل الجسيمات الخشنة)، يتطلب الأمر قوة جاذبية أقل. أما الخيار الأنسب لتحقيق هذا التوازن في معداتك من أجهزة الطرد المركزي ذات الأسطوانة المخروطية (decanter centrifuge) فهو تركيب محرك ذي تردد متغير (variable frequency drive)، والذي سيمنع أيضاً من عدم الاستفادة الكاملة من طاقة المعالج.

ضبط عمق البركة

قد تُهمَل هذه الإعدادات كثيرًا، لكنها تؤثر تأثيرًا كبيرًا على الأداء. ويعني عمق البركة كمية السائل الموجودة في الوعاء. ويمكنك تغيير هذا العمق بتغيير حجم لوحات العتبة (Weir Plates) أو السدود الموجودة عند طرف تصريف السائل.

فكلما زاد عمق البركة، بقيت المواد الصلبة معلقة في السائل لفترة أطول أثناء انتقالها إلى أسفل الوعاء، ما يمنحها وقتًا أطول للترسيب، وقد يؤدي ذلك إلى الحصول على سائلٍ أكثر وضوحًا. ومع ذلك، فإن المواد الصلبة يجب أن تمرّ عبر البركة لمسافة أطول، وبالتالي قد تخرج أكثر رطوبةً. ومن ناحية أخرى، فإن انخفاض عمق البركة يعني أن المواد الصلبة تتعرّض لمنطقة التجفيف (الشاطئ) في وقتٍ أبكر، ما يؤدي إلى الحصول على كعكة جافة أكثر، لكن السائل قد يكون أقل وضوحًا (أكثر عكارة)، لأن المواد الصلبة تمرّ في قسم أقصر من منطقة التجفيف. فإذا كان هدفك هو الحصول على أوضح سائلٍ ممكن، فاختر عمق بركة أكبر. أما إذا كان هدفك هو الحصول على أشد المواد الصلبة جفافًا، وبلا اهتمام كبير بجودة السائل، فاختر عمق بركة أصغر. ولابد من إجراء بعض الاختبارات والتجارب للوصول إلى أفضل إعداد مناسب، لذا جرّب مختلف الخيارات مع موادك.

فحص وصيانة الأجزاء التالفة بالاستهلاك

ستنخفض الأداء حتى مع ضبط الماكينة بدقة تامة إذا كانت ماكينة الطرد المركزي ذات الطبقات مُستهلكة. ويصدق ذلك بشكل خاص على بطانات الحوض وشفرات المسمار الدوّار في حالة توفرها. وبمرور الوقت، تتآكل هذه الأجزاء بسبب المواد الكاشطة. وعندما تتآكل شفرات المسمار الدوّار، تقل كفاءتها في نقل المواد الصلبة، مما قد يؤدي إلى اضطرابات في التدفق وسوء في إخراج الكعكة الصلبة.

يمكن إجراء عمليات الفحص على الماكينة، وهي مفيدة جدًّا. وتأكد من إيقاف تشغيل الماكينة دوريًّا لتفقُّد ما بداخلها. وراجع المسافة الفاصلة بين المسمار الدوّار والحوض؛ فإذا كانت كبيرة جدًّا، فهذا يعني أن الوقت قد حان لإصلاح أو استبدال هذه الأجزاء. وابحث عن أي علامات تآكل على محامل الناقل، وخطط لعمليات الصيانة بحيث تتم خلال فترات التوقف المجدولة لتفادي حدوث أعطال مفاجئة أثناء الإنتاج. فالبيئات القاسية في الغالب تتطلب اكتشاف التآكل والاهتراء مبكرًا ضمن برنامج الصيانة.

تحسين البوليمرات والمواد المجلِّطة

عند تحسينها بشكلٍ مناسب، يمكن أن يُحسِّن استخدام البوليمرات أو المواد المُرَبِّبة الأداءَ في عمليات إزالة المياه بشكلٍ كبير. وعلى وجه التحديد، يمكن لتطبيق البوليمرات أو المواد المُرَبِّبة أن يساعد في حل مشكلة بقاء الجسيمات الدقيقة عالقةً في السائل الخارج، وكذلك في حل مشكلة الطين الكثيف.

وبالاعتماد على متطلباتك المحددة، يمكن أن يساعد إضافة الكمية المثلى من البوليمر أو مادة التلبد في تجنب هدر المواد الكيميائية، بالإضافة إلى المزايا المذكورة سابقًا المتمثلة في إزالة الجسيمات الدقيقة، وتكثيف الطين، وتوضيح السائل الخارج. وفي بعض الحالات، يجب خلط البوليمر أو مادة التلبد جيدًا قبل إضافته إلى الطين المُدخل إلى جهاز الطرد المركزي، ولذلك يُوصى عادةً باستخدام طريقة ما لإحداث اضطراب لتحقيق شروط الخلط هذه. ويمكن إجراء اختبارات جرة بسيطة لاختبار وتحديد التركيز الأمثل للبوليمر أو مادة التلبد لتحقيق نتائج أفضل في السائل الخارج والمواد الصلبة الناتجة (الكعكة) من جهاز الطرد المركزي. ويُوصى بالبدء في إجراء هذه الاختبارات لتحسين تركيز البوليمر أو مادة التلبد في المواد الصلبة الناتجة (الكعكة).

المراقبة وتسجيل البيانات

ورغم أنه قد يكون من الممكن تحسين عملية ما دون قياسها، فإن ذلك يكاد يكون مستحيلاً. فعلى سبيل المثال، إذا كان جهاز الطرد المركزي التفريغي الخاص بك مزوَّدًا بنظام تحكُّم يسمح بتسجيل البيانات، فيجب عليك بالفعل استخدامه. وإن لم يكن كذلك، فقد يكون من المناسب إضافة أجهزة تسجيل أو قياس أساسية. وعلى سبيل المثال، فإن تسجيل وتتبُّع قياسات تدفق المادة الداخلة، ونسبة المواد الصلبة فيها، والعزم المطبَّق، والسرعة التفاضلية، واستهلاك الطاقة، يوفِّر معلوماتٍ مفيدة جدًّا.

والبيانات، عند جمعها على مدى فترة زمنية، غالبًا ما تكشف عن أنماط معينة. فعلى سبيل المثال: هل يرتفع العزم بشكل مفاجئ كل مرة يغادر فيها أحد الموظفين للغداء؟ وإذا كان الأمر كذلك، فقد يشير ذلك إلى احتمال حدوث تغيُّرات في تركيب المادة الداخلة. أم أن درجة جفاف الكعكة تنخفض عندما تنخفض درجة الحرارة دون نقطة ضبط معيَّنة؟ ومعرفة مثل هذه العلاقات تساعدك في تشخيص المشكلات وتحسين العملية. ومن الصحيح أن الآلات الحديثة غالبًا ما تقدِّم إعدادات مقترحة، وبالتالي يمكنها التصرُّف بذكاء أكبر. ومع ذلك، لا ينبغي أن ننسى أن دفتر السجلات البسيط، الذي يدوِّن فيه المشغل البيانات المهمة، قد يكون كنزًا ثمينًا لتحسين العملية.

الاستنتاج

تحسين أداء جهاز الطرد المركزي الدوراني (الديكانتر) الخاص بك ليس عملاً سحريًّا، بل هو فهمٌ للتفاصيل الصغيرة والآليات الداخلية للجهاز. ركِّز على تحقيق تغذية مستقرة، وضبط سرعة الحوض وسرعة التفاضل وفقًا لنوع المادة التي تعالجها. غيِّر عمق البركة (Pond Depth) اعتمادًا على درجة جفاف المواد الصلبة ودرجة وضوح السوائل التي تريدها. وفي حال استخدامك لمواد كيميائية معينة، تأكَّد من أن تكون جرعاتها مناسبة. وأخيرًا، والأهم من ذلك، تأكَّد من إجراء صيانة الوحدة بانتظام. وبصراحة، فإن هذه الأمور الصغيرة القابلة للإدارة هي أكثر ما يمكن التحكم فيه من قِبلك لاتباع نهجٍ فعّال يضمن تشغيل ديكانترك دون انقطاع. وباتباعك لهذه الإجراءات، تقلِّل تكاليف التشغيل وتحصل على نتائج الفصل المطلوبة في عمليتك. وقد صُمِّمت أجهزة مثل «هوا دا» استنادًا إلى خبرة هندسية واسعة تمتد لعقود عديدة لضمان أدائها الفعّال. أما عملية التحسين فهي مسؤوليتك أنت.