Отдельные вопросы проектирования и монтажа установок ультрафильтрации и обратного осмоса
Выбор технологии подготовки воды, технологические решения. Устройство автоматических станций типа Spin Klin, принцип действия, режимы промывок. Установки обратного осмоса. Характеристики самопромывного фильтра. Особенности алгоритма работы автоматики.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.11.2018 |
| Размер файла | 589,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Отдельные вопросы проектирования и монтажа установок ультрафильтрации и обратного осмоса
А.С.Турчин, ОАО «ВТИ», Москва.
Выбор технологии подготовки воды, технологические решения
Зачастую бытует мнение о чудо-технологиях, способных вмиг решить проблемы получения воды требуемого качества, но бурный рост внедрения мембранных технологий в различные отрасли экономики показал нам весьма неоднозначную картину.
Компании - поставщики оборудования и инжиниринговых услуг, не имея опыта реализации проектов с применением мембранных технологий, «вслепую» приступают к проектированию….
Наиболее верный и надежный метод определения целесообразности и необходимости применения мембранной технологии - пилотирование процесса на мобильной установке небольшой производительности. В процессе проведения испытаний определяется:
-качество фильтрата после ультрафильтрации;
-время протекания процесса коагуляции;
-оптимальная нагрузка на мембранный элемент;
-оптимальный фильтроцикл установки;
-расход воды на собственные нужды;
-расход реагентов на проведение технологических промывок;
-энергопотребление;
Рис.1 рис.2
Пилотная установка УФ должна в точности повторять по своим динамическим характеристикам проектируемую установку и работать в автоматическом режиме с архивацией данных, необходимых для проведения последующего анализа ее работы.
Испытания целесообразно проводить в паводковый период (весна, осень), когда количество взвешенных веществ максимально.
Имея результаты пилотирования, можно приступать к расчету схемы предочистки с применением УФУ.
Среди проектантов, аналитиков и людей, далеких от практики реализации проектов с УФУ бытует мнение о том, что для процесса коагуляции необходимо время 15-20 секунд, однако это неверно.
Проблема заключается в том, что процесс коагуляции может и должен проходить при строго фиксированном значении расхода, температуры и химических показателей исходной воды. При изменении одного из параметров исходной воды скорость коагуляции меняется и может проходить после УФУ, что недопустимо. Для сглаживания последствий изменения параметров исходной воды необходима установка контактной емкости с возможностью продувки, автоматического удаления продукта гидролиза и временем контакта не менее 10 мин. Это гарантированно обеспечит стабильные показатели коагуляции.
Промышленная установка
При проектировании промышленной установки учитываются следующие факторы:
1. Производительность
Потребность в фильтрате УФУ, для последующей обработки на установке обратного осмоса, ограничивается баком фильтрата, он же является баком «собственных» нужд для обратных и химических промывок УФУ. Его объем рассчитывается исходя из частоты промывок машин УФУ и потребности обратного осмоса в фильтрате.
Проектировщики зачастую не учитывают особенностей алгоритма работы автоматики УФУ, суммируя максимальный баланс промывок и потребности в фильтрате ОО. Однако при каждой остановке машины УФУ по максимальному/минимальному уровню в баке фильтрата и последующем включении она должна себя промыть вне зависимости от отработанного фильтроцикла. Чем больше в блоке УФУ машин, тем чаще идут промывки, увеличивая процент собственных нужд.
2. Степень резервирования
вода осмос промывка фильтр
В идеале установка проектируется по схеме 3 машины в работе, 1 машина промывка/резерв/ремонт, при этом 3 машины покрывают 100%-ную потребность в фильтрате. Возможны различные конфигурации выбора количества машин УФУ, это зависит от диапазона требуемого расхода фильтрата. При этом важно не забывать о резервировании насосов собственных нужд, дозаторов реагентов.
3. Подбор оборудования и материалов обвязки
Наиболее оптимальным вариантом обвязки оборудования является низколегированная нержавеющая сталь, как правило, она тонкостенная, легко монтируется и выдерживает весь диапазон нагрузок, стойка к применяемым в технологии реагентам. Не требует ремонта в отличии от пластиковых труб. Что касается линий дозирования реагентов, в частности кислоты и щелочи для химических промывок УФУ, то разумно их монтировать из PVDF, материал достаточно дорогой, однако обеспечивающий надежность на протяжении всего срока службы оборудования.
Проектные решения
Перед установками УФУ необходимо устанавливать блок самопромывных фильтров (СПФ).
По своей конструкции и исполнению некоторые фильтры могут оказаться неработоспособным в период «цветения воды», сетки забиваются иловыми отложениями и не отмываются предусмотренными заводом-изготовителем способами.
Ниже приведены некоторые характеристики самопромывного фильтра Arkal.
Температура обрабатываемой воды - от +5 до +50 С.
Напряжение - 220 В.
Потребляемая мощность каждой станции не более 300-500 Вт.
Наличие дренажа.
Требования:
Входное давление - минимально 3 Bar.
Рекомендовано- 4-5 Bar
Производительность системы- до 750 м.куб/час.
Максимальное давление - не более 10 bar.
Рейтинг фильтрации - 200мкм.
При работе на открытую емкость необходимо на выходе систем фильтрации установить регулировочный дроссель.
Устройство автоматических станций типа Spin Klin, принцип действия, режимы промывок
О технологии Технология "Spin Klin"
§ в разработанных компанией Аркал фильтрационных системах Spin Klin используются полипропиленовые дисковые фильтры с цветовым кодированием. На поверхностях дисков имеются канавки определенной глубины и ширины, обеспечивающие требуемую тонкость очистки;
§ диски устанавливаются на специальном устройстве, реализующем автоматическую промывку пакета сжатых дисков;
§ при сжатии двух соседних дисков между ними образуется объемная сетчатая структура, являющаяся рабочим фильтрующим элементом, удерживающим частицы загрязнения;
§ дисковые фильтры защищены специальным кожухом, который не подвержен коррозии и не разрушается под действием высокого давления;
§ компания Аркал производит широкий круг модификаций автоматических фильтрационных систем Spin Klin, детали которых изготовлены из покрытой полиэфиром углеродистой стали или полимерных материалов.
Блок дисковых фильтров системы Spin Klin (spine model II)
Дисковые фильтры Spin Klin помещаются в специальный блок Spin Klin. Дисковые фильтры имеют цветовую кодировку: цвет диска указывает на тонкость очистки, которую он обеспечивает. Порядок компоновки дисков в блоке зависит от требуемого качества воды на выходе фильтра.
Исходная вода подается через фланцевый порт во входной коллектор установки. Далее поток воды делится по числу параллельно установленных фильтров ARKAL и через промывочные клапаны подается на дисковые фильтрующие элементы. Пройдя через фильтрующие элементы, очищенные потоки воды суммируются в выходном коллекторе установки.
В режиме фильтрации диски фильтрующего элемента сжаты усилием пружины и составляющей гидродинамической силы, возникающей при прохождении потока воды через фильтрующие каналы-насечки. Сжатые диски представляют собой единый фильтрующий объем.
Автоматическая промывка фильтров Spin Klin
Обратная промывка начинается при поступлении внешнего сигнала. При этом клапаны меняют направление потока воды через фильтр на противоположное, одновременно разжимается пакет дисков. Под действием тангенциального потока воды, создаваемого специальными форсунками, диски начинают вращаться и все частицы с поверхности дисков быстро и эффективно вымываются в дренаж под действием обратного тока воды и центробежных сил. Фильтры промываются водой, прошедшей очистку.
Все оборудование УФУ и ОО необходимо размещать в помещении, оборудованном дренажным каналом с уклоном пола, обеспечивающим сбор протечек от оборудования.
Помещение для баков мерников должно иметь половое покрытие из кислотостойкой плитки и дренажный канал, обеспечивающий аварийный слив из баков-мерников. При проектировании реагентного узла необходимо руководствоваться «Правилами транспортировки и хранения кислот и щелочей».
Все технологические трубопроводы в верхних точках должны быть оборудованы автоматическим воздухоотводчиками, обеспечивающими удаление воздуха из трубопровода. В противном случае возможны гидравлические удары при открытии/закрытии арматуры, приводящие к повреждению оборудования. Все насосные агрегаты должны иметь плавный пуск и/или частотный привод.
Установки обратного осмоса
Установки ОО имеет ряд проблем аналогичных УФУ в части управления и резервирования АСУ, об этом будет сказано позже.
Следует помнить о некоторых особенностях конструкции модулей обратного осмоса необходимых для безотказной работы, а именно:
-установка механического предохранительного клапана от превышения давления в пермеатной линии.
-обеспечение обратной связи от управляющей арматуры к контроллеру( сигналы положения концевых выключателей арматуры).
-установка защитного устройства от прямого осмоса (при отключении установки начинается процесс прямого осмоса, способный вызвать отрицательное давление и повредить мембранные элементы);
- необходимость реализации на коллекторе сброса концентрата «разрыва струи» для исключения попадания рассола из работающей установки в неработающую установку.
- необходимость организации дозирования биоцида для исключения появления и роста биологии на мембранах;
- необходимость автоматического контроля свободного хлора на подводящем коллекторе УОО и дозирования бисульфита натрия, через статический миксер для его связывания.
КИПиА, программное обеспечение
Количество измерительных каналов должно обеспечивать автомати-ческую работу установки, давать четкую и ясную картину о состоянии оборудования и текущего процесса.
Предпочтительны системы АСУ нижнего уровня на контроллерах Siemens s-300, с саморезервируемыми модулями вх\вых аналоговых и дискретных сигналов. В случае выхода из строя контроллера нижнего уровня все функции управления берет на себя процессор Siemens s-400 (верхний уровень). Все связи взаимодействия реализуются на основе технологии Profibas с резервированием по шинам.
Вопросы повышения надежности функционирования системы решаются операционной системой и аппаратной частью контроллера.
* Стандартная обработка данных. С точки зрения пользователя в резервированной системе S7-400H есть только один центральный процессор и одна программа.
* Быстрое безударное переключение с ведущей на ведомую подсистему в течение 30мс. Во время переключения операционная система S7-400H гарантирует исключение возможности потери данных и запросов на прерывания.
* Автоматическая синхронизация после замены одного из центральных процессоров. После замены одного из центральных процессоров предусмотрено выполнение автоматической безударной синхронизации с передачей в память
включенного в работу процессора всех текущих данных (программы, блоков данных, динамических данных и т.д.).
F-модули - это модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, которые характеризуются:
* дублированной внутренней структурой;
* поддержкой большого количества вариантов подключения датчиков и исполнительных устройств - от обычных до логически связанных схем на базе одного или двух модулей;
* поддержкой F-функций, позволяющих выявлять на аппаратном уровне одного или двух модулей расхождения в считываемых значениях для каждого канала ввода или выводимых значениях для каждого канала вывода F-системы;
* поддержкой широкого спектра диагностических функций.
Выбор схем подключения датчиков и исполнительных устройств определяется требуемым уровнем безопасности и задается на этапе конфигурирования F-системы.
В зависимости от требований безопасности, предъявляемых к конкретной системе автоматического управления, на основе программируемых контроллеров S7 F/FH могут создаваться распределенные структуры ввода-вывода различной степени сложности.
Резервированные системы ввода-вывода поддерживаются только программируемыми контроллерами S7-400FH и строятся на основе промышленных сетей PROFIBUS DP/PA.
F-каналы ввода-вывода образуются F-модулями станций ET 200, а также датчиками и исполнительными устройствами сетей PROFIBUS PA. Между каналами могут устанавливаться логические связи с принципами обработки сигналов 1v1, 1v2, 2v2 или 2v3.
Подобная схема реализуется на блоке УФУ обратного осмоса. В таком случае появляется возможность реализации принципа «безударного» переключения и создание полноценной системы управления и визуализации.
Порядок производства работ проводится по следующему алгоритму:
-монтаж конструкций для прокладки кабеля (кабельных лотков), согласно ПУЭ изд.7 (силовой и контрольный кабель необходимо прокладывать в разных кабельных лотках). Устройство заземления помещения согласно гл.1.7 ПУЭ 7 издания, заземление лотков, средств измерения полевого уровня должным образом.
-поочередное подключение модулей УФУ и обратного осмоса к шкафу контроллера;
-загрузка управляющей программы;
-реализация «обратной связи» арматуры УФУ и УОО для надежной работы блоков;
-наладка алгоритма работы;
В заключение необходимо отметить, что все приборы контроля технологических параметров установок УФУ и ОО, должны быть внесены в Реестр средств измерений РФ, иметь сертификат первичной поверки и паспорт установленного образца.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор контакторов и магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя. Схема прямого и обратного пуска. Реализация реверсирования двигателя. Пускатели электромагнитные, тепловые реле. Принцип действия и конструкция, условия эксплуатации.
контрольная работа [876,6 K], добавлен 25.03.2011Устройство и основные агрегаты ядерных энергетических установок атомных электростанций различного типа. Конструктивные особенности АЭС с газоохлаждаемыми, водо-водяными и водо-графитовыми энергетическими реакторами, с реакторами на быстрых нейронах.
реферат [26,4 K], добавлен 19.10.2012Устройство и принцип действия оборудования нефтеперекачивающих и компрессорных станций. Правила эксплуатации, виды ремонтов оборудования. Термодинамический расчет простой газотурбинной установки с регенератором. Температура рабочего газа в турбине.
курсовая работа [313,3 K], добавлен 25.03.2015Оценка, выбор схемы электрических соединений станций и подстанций. Выявление условий работы потребителей при аварийных режимах. Выбор аппаратов и проводников, их проверка по условиям работы при коротких замыканиях. Устройство релейной защиты и автоматики.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 05.09.2010Характеристика источника водоснабжения. Выбор типа предочистки и схемы умягчения водоподготовительной установки котельной. Расчетная площадь фильтрования. Расход воды на взрыхляющую промывку каждого осветительного фильтра. Расчет и выбор декарбонизатора.
контрольная работа [251,2 K], добавлен 27.05.2012Описание и принцип действия газотурбинной технологии, ее основные элементы и назначение. Установки с монарным и бинарным парогазовым циклом, с высоконапорным парогенератором. Характеристика и оптимизация энерготехнологических парогазовых установок.
реферат [1,8 M], добавлен 18.05.2010Преимущество автоматических выключателей перед плавкими предохранителями. Автоматические выключатели с электромагнитными, тепловыми и комбинированными расцепителями, их устройство и принцип действия. Особенности выбора автоматических выключателей.
реферат [230,9 K], добавлен 27.02.2009Назначение, конструкция технологические особенности и принцип работы основных частей газотурбинной установки. Система маслоснабжения ГТУ. Выбор оптимальной степени сжатия воздуха в компрессоре. Тепловой расчет ГТУ на номинальный и переменный режим работы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.05.2015Выбор количества, типов и параметров основных и стояночного генератора. Режимы работы основных генераторов, проверка загруженности по режимам, устройство и принцип действия. Расчет и выбор генераторных автоматов и контакторов. Виды защит генераторов.
курсовая работа [223,7 K], добавлен 26.02.2012Разработка проекта ветроэнергетической установки для котельной п. Восточное Охинского района: схема ВЭС, устройство, принцип работы, виды испытаний; ветровые характеристики. Расчёт и выбор необходимого генератора, кабеля; определение срока окупаемости.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 27.10.2011Технологические режимы работы нефтеперекачивающих станций. Расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания. Выбор силового трансформатора и высоковольтного оборудования. Защита от многофазных замыканий. Выбор источника оперативного тока.
курсовая работа [283,6 K], добавлен 31.03.2016Обзор существующих методов деминерализации и выбор типа установки для получения обессоленной воды. Экономические показатели схемы получения деминирализованной воды и целесообразность её внедрения в производство на АО "Акрон" взамен существующей.
дипломная работа [904,5 K], добавлен 29.10.2009Принцип действия тепловых конденсационных электрических станций. Описание назначения и технических характеристик тепловых турбин. Выбор типа и мощности турбогенераторов, структурной и электрической схем электростанции. Проектирование релейной защиты.
дипломная работа [432,8 K], добавлен 11.07.2015Принцип работы газотурбинных установок. Принципиальная схема газотурбинной установки типа ТА фирмы "Рустом и Хорнсби", ее компоновка, габаритный чертеж. Техническая характеристика установки, преимущества и недостатки. Конструктивная схема камеры сгорания.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 19.12.2010Выбор оборудования для электроснабжения объектов нефтяной промышленности. Технологические режимы работы нефтеперекачивающих станций. Схема электроснабжения, расчет электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов, расчет релейной защиты.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 06.05.2015История открытия цикла Карно, его физическое описание. Особенности прямого и обратного цикла Карно. Экспериментальное определение коэффициента полезного действия лабораторной установки, демонстрирующей цикл Карно. Примеры применения цикла Карно.
реферат [85,8 K], добавлен 14.05.2014Особенности проектирования и монтажа электрооборудования для промышленных предприятий. Применение механических и электрогидравлических прессов в легкой промышленности. Устройство и принцип работы пресса ПВГ-8-2-0, схема электропривода для швейных машин.
реферат [12,1 M], добавлен 01.11.2010Вспомогательные устройства и механизмы электростанций для управления, регулирования режима работы, сигнализации, релейной защиты и автоматики. Технические характеристики: аккумуляторные батареи, зарядно-подзарядные устройства, другие системы снабжения.
реферат [29,7 K], добавлен 03.07.2008Параметры и конструктивная схема трансформатора, его комплектация и монтажные характеристики. Выбор способов доставки оборудования к месту монтажа, обоснование выбора транспорта, грузоподъемных механизмов и схемы строповки. Порядок проведения монтажа.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.01.2012Предпосылки развития в России и в мире АЭС малой мощности. Блочно–транспортабельные АЭС: основные характеристики и принцип действия. Передвижные наземные АЭС, их особенности. Проекты атомных станций с реакторными установками атомно-блочно-водяного типа.
реферат [661,3 K], добавлен 05.11.2012
