Pagrindiniai atvirkštinio osmoso valdymo sistemos projektavimo sprendimai

Atvirkštinio osmoso (RO) technologija, kaip viena iš pagrindinių pramoninio vandens valymo technologijų, plačiai naudojama didelio grynumo vandens ruošimui, nuotekų pakartotiniam naudojimui ir jūros vandens gėlinimui energetikos, chemijos, farmacijos ir elektronikos pramonės šakose. Jos pagrindinės valdymo sistemos konstrukcija yra tiesiogiai susijusi su sistemos veikimo efektyvumu, energijos suvartojimo lygiu ir įrangos tarnavimo laiku.

 

Bendradarbiaujantis išankstinio apdorojimo sistemų valdymas

Atvirkštinio osmoso membrana yra jautri įtekančio vandens kokybei ir turi būti iš anksto apdorojama keliais etapais (pvz., smėlio filtravimas, aktyvuotos anglies adsorbcija ir ultrafiltravimas), kad būtų pašalinti teršalai, tokie kaip suspenduotos kietosios medžiagos, koloidai ir organinės medžiagos. Valdymo sistema turi pasiekti:

1. Daugiapakopis procesų susiejimas

Dinamiškai reguliuoti koagulianto dozę, atplamos dažnį ir filtravimo tikslumą pagal neapdoroto vandens kokybę;

2. SDI (taršos indekso) stebėjimas internetu:

Išankstinio apdorojimo poveikio grįžtamasis ryšys realiuoju laiku naudojant drumstumo matuoklius ir dalelių skaitiklius, siekiant išvengti membranų komponentų užsikimšimo;

3. pH reguliavimo optimizavimas

Pridedamos rūgšties kiekį reguliuokite pagal vandens šaltinio šarmingumą, kad sumažintumėte kalkių susidarymo riziką ir reagentų sunaudojimą.

 

Dinaminis aukšto slėgio siurblio ir slėgio reguliavimo suderinimas

Pagrindinė RO sistemos varomoji jėga kyla iš aukšto slėgio siurblio. Valdymo sistema turi išspręsti:

1. Dažnio konversijos greičio valdymas

Siurblio greitis reguliuojamas dažnio keitikliu, kad atitiktų vandens srauto poreikį ir sumažintų paleidimo-sustabdymo poveikį;

2. Slėgio balansas tarp segmentų

Daugiapakopėje atvirkštinės osmoso sistemoje slėgio jutiklis + elektrinis reguliavimo vožtuvas naudojamas slėgio skirtumui tarp pakopų optimizuoti (paprastai kontroliuojamas 0,2–0,3 MPa);

3. pH reguliavimo optimizavimas

Jūros vandens gėlinimo scenarijuose gali būti naudojamas turbokompresorius arba slėgio keitiklis (PX), skirtas koncentruotos vandens slėgio energijos atgavimui, taip sumažinant energijos suvartojimą daugiau nei 30 %.

 

Proceso reikalavimai instrumentinei įrangai ir programos valdymui RO sistemos veikimo metu

1. Dozės koregavimas

Dozavimas reguliuojamas proporcinio reguliavimo mechanizmu, kuris automatiškai reguliuoja dozavimo siurblį, kad jis atliktų proporcingą dozavimą pagal vandens srauto matuoklio signalą.

2. Skysčio lygio matuoklis

Dozavimo dėžutėje yra įrengtas skysčio lygio matuoklis ir žemo skysčio lygio signalizacijos signalas, užtikrinantis, kad dozavimo procesas nebūtų nutrauktas dėl vaistų trūkumo skysčio bake.

3. Vandens tiekimo prietaisų skydelis

Vandens tiekimo prietaisų skydelyje yra srauto indikatorius ir srauto kaupimo matuoklis, laidumo matuoklis, pH vertės indikatorius. Be to, vandens tiekimo slėgio matuoklio, srauto matuoklio, laidumo matuoklio ir pH matuoklio siunčiami parametrų signalai siunčiami į centrinę valdymo patalpą nuolatiniam registravimui; tuo pačiu metu srauto matuoklio siunčiamas signalas valdo dozavimo siurblį proporcingai dozuoti; pH matuoklio siunčiami aukšto ir žemo lygio aliarmo signalai siunčiami į centrinę valdymo patalpą aliarmui.

4. Saugumo filtrai

Apsauginio filtro įleidimo ir išleidimo angos turi slėgio indikatorius. Kai apsauginio filtro įleidimo ir išleidimo angų slėgio skirtumas pasiekia nustatytą vertę arba tęsiasi tam tikrą laiką, filtro elementą reikia pakeisti.

5. Aukšto slėgio siurblio jungiklis

Aukšto slėgio siurblio įleidimo ir išleidimo pusėse atitinkamai įrengti žemo ir aukšto slėgio jungikliai. Kai aukšto slėgio siurblio įleidimo slėgis yra mažesnis už ribinę vertę, žemo slėgio jungiklis užsidaro ir siunčia signalą į PLC, kuris įjungia aliarmą ir automatiškai sustabdo aukšto slėgio siurblio veikimą; kai aukšto slėgio siurblio išleidimo slėgis yra didesnis už ribinę vertę, aukšto slėgio jungiklis užsidaro ir siunčia signalą į PLC. Po tam tikro uždelsimo, jei slėgis aukšto slėgio siurblio aukšto slėgio pusėje vis dar viršija ribinę vertę, PLC išveda aliarmą ir automatiškai sustabdo aukšto slėgio siurblio veikimą. Jei aukšto slėgio jungiklis grįžta į atjungtą būseną per uždelsimo diapazoną, PLC automatiškai atšaukia įvesties signalą.

6. Aukšto slėgio siurblys, elektrinis lėtas durų atidarymas

Aukšto slėgio siurblio išleidimo anga aprūpinta elektrinėmis lėtai atsidarančiomis durelėmis. Įjungus aukšto slėgio siurblį, lėtai atsidarančios durelės automatiškai lėtai atsidaro, kad RO membranos elementas nebūtų pažeistas hidraulinio smūgio. Jei lėtai atsidarančios durelės sugenda ir neatsidaro per nustatytą laiką, aukšto slėgio siurblio išleidimo slėgis padidėja, slėgio jungiklis įjungia aliarmo signalą ir automatiškai sustabdo aukšto slėgio siurblio veikimą per PLC. Kiekvienas RO įrenginys turi įmontuotą prietaisų skydelį, kuriame sumontuoti RO 1 ir 2 pakopų produkto vandens ir drenažo srauto matuokliai (srauto ir sukaupto srauto vertės rodymas) bei produkto vandens laidumo matuoklis.

7. Programos valdymo reikalavimai

Srauto matuoklio ir laidumo matuoklio siunčiami parametrų signalai siunčiami į centrinę valdymo patalpą nuolatiniam įrašymui ir turi didelės laidumo vertės signalizaciją. Vietiniame skydelyje yra aukšto slėgio siurblio paleidimo ir sustabdymo mygtukai bei indikatoriai, sistemos avarinio stabdymo mygtukai ir indikatoriai bei elektriniai lėto durų atidarymo ir uždarymo mygtukai ir indikatoriai.

8. RO ratukas

Kiekvienas RO įrenginys turi įmontuotą slėgio matuoklio skydelį, ant kurio sumontuoti RO pirmojo etapo vandens įleidimo angos, antrojo etapo vandens įleidimo angos ir išleidimo slėgio indikatoriai.

9. Centrinis valdymo pultas

Centriniame valdymo skydelyje yra trijų padėčių valdymo jungikliai (vienas automatinis, vienas išjungtas, vienas rankinis) aukšto slėgio siurbliui, dozavimo siurbliui ir skalavimo vandens siurbliui, taip pat sistemos programos paleidimo ir sustabdymo mygtukai, kurie gali realizuoti minėtų įrenginių automatinio paleidimo nuotolinio valdymo pulto ir vietinio rankinio valdymo funkcijas. Kai trijų padėčių jungiklis perjungtas į „automatinę“ padėtį, minėtų įrenginių negalima valdyti vietoje.

 

RO įrenginio paleidimo ir veikimo procesas

1. RO įrenginio programos paleidimas ir valdymas

Pirmiausia aukšto slėgio siurblio ir dozavimo siurblio valdymo jungiklius nustatykite į „automatinę“ padėtį, tada paspauskite kiekvieno RO įrenginio programos paleidimo mygtuką. Šiuo metu programuojamas loginis valdiklis (PLC) automatiškai aptiks visų dozavimo dėžių skysčio lygį ir slėgį aukšto slėgio siurblio įleidimo pusėje pagal nustatytą programą. Jei aptinkamas „žemas“ skysčio lygis arba „žemas“ slėgis aukšto slėgio siurblio įleidimo pusėje, PLC įjungs garsinį ir vaizdinį signalą ir nutrauks programos veikimą.

Pašalinus aliarmą, dar kartą paspauskite programos paleidimo mygtuką, programa bus atnaujinta ir automatiškai paleistas dozavimo siurblys bei aukšto slėgio siurblys ir tuo pačiu metu atidarytos elektrinės lėtai atidaromos durys. Jei aukšto slėgio siurblio aukšto slėgio pusės slėgis po nustatyto delsos vis dar viršija nustatytą ribą, PLC išsiųs aliarmo signalą ir automatiškai sustabdys aukšto slėgio siurblio bei dozavimo siurblio veikimą ir automatiškai uždarys elektrines lėtai atidaromas duris;
Jei aukštos įtampos jungiklis grįžta į atjungtą būseną per uždelsimo diapazoną, PLC automatiškai atšauks aukštos įtampos jungiklio įvesties signalą, o sistema grįš į įprastą veikimo etapą.

2. RO įrenginio valdymo patalpos rankinis paleidimas ir valdymas

Kai aukšto slėgio siurblio, dozavimo siurblio ir skalavimo vandens siurblio valdymo jungikliai yra padėtyje „rankinis“, minėtą įrangą galima valdyti valdymo patalpoje.

3. RO įrenginio rankinis paleidimas ir valdymas vietoje

Kai aukšto slėgio siurblio ir dozavimo siurblio valdymo jungikliai yra „išjungtoje“ padėtyje, minėtą įrangą galima rankiniu būdu paleisti ir valdyti vietoje.

Bet kuriuo atveju, RO įrenginio veikimą galima nedelsiant sustabdyti paspaudus sistemos avarinio stabdymo mygtuką vietiniame prietaisų skydelyje.

4. RO įrenginys sustabdytas

Kai RO įrenginys automatiškai sustoja arba operatorius sustoja paspausdamas programos sustabdymo mygtuką, aukšto slėgio siurblys nustoja veikti, dozavimo siurblys nustoja veikti blokuotas, o elektrinės lėtai atsidarančios durelės aukšto slėgio siurblio išleidimo angoje automatiškai užsidaro.

 

RO įrenginio paleidimo ir veikimo procesas

Prietaiso ir PLC valdymo sistemos sudėtis nustatoma pagal RO sistemos reikalavimus matavimui ir valdymui.

1. Skysčio lygio jungiklis

Duoda žemo lygio signalą.

2. Srauto matuoklis

Momentinio srauto indikacija ir sukauptos srauto vertės rodymas.

3. Laidumo matuoklis

Skaitmeninis ekranas su didelio laidumo vertės signalizacijos išvestimi ir 4–20 mA srovės signalo išvestimi.

4. pH matuoklis

Skaitmeninis ekranas su vartotojo nustatomomis aukšto ir žemo pH aliarmo išvestimis ir 4–20 mA srovės signalo išvestimi.