Puntos clave de decisión no deseño de sistemas de control de osmose inversa

Como unha das tecnoloxías fundamentais no campo do tratamento de augas industriais, a tecnoloxía de osmose inversa (RO) utilizouse amplamente na preparación de auga de alta pureza, na reutilización de augas residuais e na desalinización de auga de mar nas industrias enerxética, química, farmacéutica e electrónica. O deseño do seu sistema de control principal está directamente relacionado coa eficiencia operativa do sistema, o nivel de consumo de enerxía e a vida útil do equipo.

 

Control Cooperativo de Sistemas de Preprocesamento

A membrana de osmose inversa é sensible á calidade da auga influente e precisa ser pretratada en múltiples etapas (como filtración en area, adsorción de carbón activado e ultrafiltración) para eliminar contaminantes como sólidos en suspensión, coloides e materia orgánica. O sistema de control precisa conseguir:

1. Vinculación de procesos multinivel

Axustar dinamicamente a dosificación do coagulante, a frecuencia de retrolavado e a precisión da filtración segundo a calidade da auga bruta;

2. Monitorización en liña do índice de contaminación (IDE):

Retroalimentación en tempo real dos efectos do pretratamento mediante turbidímetros e contadores de partículas para evitar a obstrución dos compoñentes da membrana;

3. Optimización do axuste do pH

Axuste a cantidade de ácido engadido segundo a alcalinidade da fonte de auga para controlar o risco de incrustacións e reducir o consumo de reactivos.

 

Adaptación dinámica da bomba de alta presión e a regulación de presión

A forza motriz principal do sistema de osmose inversa provén da bomba de alta presión. O sistema de control debe resolver:

1. Control de velocidade por conversión de frecuencia

O convertidor de frecuencia axusta a velocidade da bomba para adaptarse á demanda de caudal de auga e reducir o impacto do arranque e a parada;

2. Equilibrio de presión entre segmentos

No sistema de osmose inversa multietapa, utilízase un sensor de presión + unha válvula reguladora eléctrica para optimizar a diferenza de presión entre as etapas (normalmente controlada a 0,2-0,3 MPa);

3. Optimización do axuste do pH

En escenarios de desalinización de auga de mar, pódese empregar un turbocompresor ou un intercambiador de presión (PX) para recuperar a enerxía da presión da auga concentrada, o que reduce o consumo de enerxía en máis dun 30 %.

 

Requisitos do proceso para a instrumentación e o control do programa durante o funcionamento do sistema de osmose inversa

1. Axuste da dosificación

A dosificación axústase mediante un mecanismo de axuste proporcional, que axusta automaticamente a bomba dosificadora para realizar unha dosificación proporcional en función do sinal do caudalímetro de auga.

2. indicador de nivel de líquido

A caixa de dosificación está equipada cun indicador de nivel de líquido in situ e un sinal de alarma de nivel baixo de líquido para garantir que o proceso de dosificación non se interrompa debido á falta de medicamento no depósito de líquido.

3. Panel de subministración de auga

Hai un panel de instrumentos de subministración de auga no lugar, que está equipado cun indicador de fluxo e un medidor de acumulación de fluxo, un medidor de condutividade e un indicador de valor de pH. Ademais, os sinais de parámetros enviados polo medidor de presión de subministración de auga, o medidor de fluxo, o medidor de condutividade e o medidor de pH envíanse á sala de control central para o seu rexistro continuo; ao mesmo tempo, o sinal enviado polo medidor de fluxo controla a bomba dosificadora para que dosifique en proporción; os sinais de alarma alta e baixa enviados polo medidor de pH envíanse á sala de control central para a alarma.

4. Filtros de seguridade

A entrada e a saída do filtro de seguridade están equipadas con indicadores de presión. Cando a diferenza de presión de entrada e saída do filtro de seguridade alcanza o valor establecido ou funciona durante un determinado período de tempo, é necesario substituír o elemento filtrante.

5. Interruptor da bomba de alta presión

Os lados de entrada e saída da bomba de alta presión están equipados con interruptores de baixa presión e alta presión, respectivamente. Cando a presión de entrada da bomba de alta presión é inferior ao valor límite, o interruptor de baixa presión péchase e envía un sinal ao PLC, que emite unha alarma e detén automaticamente o funcionamento da bomba de alta presión; cando a presión de saída da bomba de alta presión é superior ao valor límite, o interruptor de alta presión péchase e envía un sinal ao PLC. Despois dun certo retardo, se a presión no lado de alta presión da bomba de alta presión aínda é superior ao valor límite, o PLC emite unha alarma e detén automaticamente o funcionamento da bomba de alta presión. Se o interruptor de alta presión volve ao estado desconectado dentro do rango de retardo, o PLC cancela automaticamente o sinal de entrada.

6. Bomba eléctrica de alta presión con apertura lenta da porta

A saída da bomba de alta presión está equipada cunha porta eléctrica de apertura lenta. Despois de arrancar a bomba de alta presión, a porta de apertura lenta ábrese automaticamente para garantir que o elemento da membrana de óso inverso (OS) non se dane polo golpe de ariete. Se a porta de apertura lenta falla e non se abre dentro do tempo especificado, a presión de saída da bomba de alta presión aumenta, o interruptor de presión emite un sinal de alarma e detén automaticamente o funcionamento da bomba de alta presión a través do PLC. Cada dispositivo de óso inverso está equipado cun panel de instrumentos in situ, no que se instala un medidor de fluxo para a auga de produto de etapa 1 de óso inverso (OS), etapa 2 de auga de produto e drenaxe (visualización do valor de fluxo e fluxo acumulado), e un medidor de condutividade da auga de produto.

7. Requisitos de control do programa

Os sinais de parámetros enviados polo medidor de fluxo e o medidor de condutividade envíanse á sala de control central para o seu rexistro continuo e teñen unha alarma de valor de condutividade alta. O panel local está equipado con botóns e luces indicadoras de arranque e parada da bomba de alta presión, botóns e luces indicadoras de parada de emerxencia do sistema e botóns e luces indicadoras de apertura e peche lento eléctrico da porta.

8. Dial RO

Cada dispositivo de osmose inversa está equipado cun panel de manómetros in situ, no que se instalan os indicadores de presión de entrada de auga da primeira etapa de osmose inversa, a entrada de auga da segunda etapa e a descarga.

9. Panel de control central

O panel de control central está equipado con interruptores de tres posicións (un automático, un de apagado e un manual) para a bomba de alta presión, a bomba dosificadora e a bomba de auga de lavado, así como con botóns de inicio e parada do programa do sistema, que poden realizar as funcións de control remoto da sala de control de inicio automático e de funcionamento manual local dos dispositivos mencionados. Cando o interruptor de tres posicións se xira á posición "automática", os dispositivos mencionados non se poden operar localmente.

 

Proceso de posta en marcha e funcionamento do dispositivo RO

1. Posta en marcha e funcionamento do programa de dispositivos de osmose inversa

Primeiro, coloque os interruptores de control da bomba de alta presión e da bomba dosificadora na posición "automática" e, a continuación, accione o botón de inicio do programa de cada dispositivo de osmose inversa. Neste momento, o controlador lóxico programable (PLC) detectará automaticamente o nivel de líquido de todas as caixas dosificadoras e a presión no lado de entrada da bomba de alta presión segundo o programa establecido. Se se detecta un nivel de líquido "baixo" ou unha presión "baixa" no lado de entrada da bomba de alta presión, o PLC executará unha alarma audible e visual e interromperá o funcionamento do programa.

Despois de eliminar a alarma, prema de novo o botón de inicio do programa; o programa continuará a súa execución e iniciará automaticamente a bomba dosificadora e a bomba de alta presión, e abrirá a porta eléctrica de apertura lenta ao mesmo tempo. Se a presión do lado de alta presión da bomba de alta presión segue sendo superior ao limiar establecido despois do retardo preestablecido, o PLC enviará un sinal de alarma e deterá automaticamente o funcionamento da bomba de alta presión e da bomba dosificadora, e pechará automaticamente a porta eléctrica de apertura lenta;
Se o interruptor de alta tensión volve ao estado desconectado dentro do rango de retardo, o PLC cancelará automaticamente o sinal de entrada do interruptor de alta tensión e o sistema entrará entón na fase de funcionamento normal.

2. Arranque e funcionamento manual da sala de control do dispositivo RO

Cando os interruptores de control da bomba de alta presión, da bomba dosificadora e da bomba de auga de lavado estean na posición "manual", o equipo mencionado pode funcionar na sala de control.

3. Arranque e funcionamento manual in situ do dispositivo de osmose inversa

Cando os interruptores de control da bomba de alta presión e da bomba dosificadora estean na posición "apagado", o equipo mencionado pode arrancarse e operarse manualmente no lugar da instalación.

En calquera caso, o funcionamento do dispositivo de osmose inversa pódese deter inmediatamente premendo o botón de parada de emerxencia do sistema no panel de instrumentos local.

4. Dispositivo RO detido

Cando o dispositivo de osmose inversa se detén automaticamente ou o operador o detén premendo o botón de parada do programa, a bomba de alta presión deixa de funcionar, a bomba dosificadora deixa de funcionar de forma interbloqueada e a porta de apertura lenta eléctrica na saída da bomba de alta presión péchase automaticamente.

 

Proceso de posta en marcha e funcionamento do dispositivo RO

A composición do instrumento e do sistema de control PLC determínase segundo os requisitos do sistema de osmose inversa para a instrumentación e o control.

1. interruptor de nivel de líquido

Dá un sinal de baixo nivel.

2. Medidor de fluxo

Indicación instantánea do caudal e visualización do valor acumulado do caudal.

3. Medidor de condutividade

Pantalla dixital, con saída de alarma de alto valor de condutividade e saída de sinal de corrente de 4~20 mA.

4. Medidor de pH

Pantalla dixital, con saídas de alarma de pH alto e baixo configurables polo usuario e saída de sinal de corrente de 4-20 mA.