Viktige beslutningspunkter i design av omvendt osmose-kontrollsystemer

Som en av kjerneteknologiene innen industriell vannbehandling har omvendt osmose (RO)-teknologi blitt mye brukt i vannbehandling med høy renhet, gjenbruk av avløpsvann og avsalting av sjøvann i kraft-, kjemisk-, farmasøytisk- og elektronikkindustrien. Utformingen av kjernekontrollsystemet er direkte relatert til systemets driftseffektivitet, energiforbruksnivå og utstyrets levetid.

 

Samarbeidende kontroll av forbehandlingssystemer

Omvendt osmosemembranen er følsom for kvaliteten på det innkommende vannet og må forbehandles i flere trinn (som sandfiltrering, adsorpsjon med aktivt kull og ultrafiltrering) for å fjerne forurensende stoffer som suspendert stoff, kolloider og organisk materiale. Kontrollsystemet må oppnå:

1. Flernivå prosesskobling

Juster koagulantdoseringen, tilbakespylingsfrekvensen og filtreringsnøyaktigheten dynamisk i henhold til råvannskvaliteten;

2. SDI (forurensningsindeks) online overvåking:

Tilbakemeldinger i sanntid om forbehandlingseffekter gjennom turbiditetsmålere og partikkeltellere for å unngå tilstopping av membrankomponenter;

3. Optimalisering av pH-justering

Juster mengden syre som tilsettes i henhold til vannkildens alkalinitet for å kontrollere risikoen for avskalling og redusere reagensforbruket.

 

Dynamisk matching av høytrykkspumpe og trykkregulering

Kjernedrivkraften i RO-systemet kommer fra høytrykkspumpen. Kontrollsystemet må løse:

1. Frekvensomformingshastighetskontroll

Pumpehastigheten justeres av frekvensomformeren for å matche vannmengdebehovet og redusere effekten av start-stopp;

2. Trykkbalanse mellom segmenter

I flertrinns RO-systemet brukes trykksensor + elektrisk reguleringsventil for å optimalisere trykkforskjellen mellom trinnene (vanligvis kontrollert til 0,2–0,3 MPa);

3. Optimalisering av pH-justering

I avsalting av sjøvann kan en turbolader eller trykkveksler (PX) brukes til å gjenvinne konsentrert vanntrykkenergi, noe som reduserer energiforbruket med mer enn 30 %.

 

Prosesskrav for instrumentering og programkontroll under drift av RO-system

1. Justering av dosering

Doseringen justeres av en proporsjonal justeringsmekanisme, som automatisk justerer doseringspumpen til å utføre proporsjonal dosering basert på signalet fra vannstrømningsmåleren.

2. Væskenivåmåler

Måleboksen er utstyrt med en væskenivåmåler på stedet og et alarmsignal for lavt væskenivå for å sikre at doseringsprosessen ikke blir avbrutt på grunn av mangel på medisin i væsketanken.

3. Vannforsyningsdashbord

Det finnes et instrumentpanel for vannforsyning på stedet, som er utstyrt med strømningsindikator og strømningsakkumuleringsmåler, konduktivitetsmåler og pH-verdiindikator. I tillegg sendes parametersignalene som sendes av vannforsyningstrykkmåleren, strømningsmåleren, konduktivitetsmåleren og pH-måleren til det sentrale kontrollrommet for kontinuerlig registrering. Samtidig styrer signalet som sendes av strømningsmåleren doseringspumpen til proporsjonal dosering. Høye og lave alarmsignaler som sendes av pH-måleren sendes til det sentrale kontrollrommet for alarm.

4. Sikkerhetsfiltre

Innløpet og utløpet til sikkerhetsfilteret er utstyrt med trykkindikatorer. Når trykkforskjellen i innløpet og utløpet til sikkerhetsfilteret når den innstilte verdien eller går i en viss periode, må filterelementet byttes ut.

5. Bryter for høytrykkspumpe

Innløps- og utløpssidene til høytrykkspumpen er utstyrt med henholdsvis lavtrykks- og høytrykksbrytere. Når innløpstrykket til høytrykkspumpen er lavere enn grenseverdien, lukkes lavtrykksbryteren og sender et signal til PLS-en, som alarmerer og automatisk stopper driften av høytrykkspumpen. Når utløpstrykket til høytrykkspumpen er høyere enn grenseverdien, lukkes høytrykksbryteren og sender et signal til PLS-en. Etter en viss forsinkelse, hvis trykket på høytrykkssiden av høytrykkspumpen fortsatt er høyere enn grenseverdien, sender PLS-en ut en alarm og stopper automatisk driften av høytrykkspumpen. Hvis høytrykksbryteren går tilbake til frakoblet tilstand innenfor forsinkelsesområdet, avbryter PLS-en automatisk inngangssignalet.

6. Høytrykkspumpe elektrisk langsom døråpning

Utløpet til høytrykkspumpen er utstyrt med en elektrisk sakteåpnende dør. Etter at høytrykkspumpen er startet, åpnes den sakteåpnende døren automatisk sakte for å sikre at RO-membranelementet ikke skades av vannslag. Hvis den sakteåpnende døren svikter og ikke åpner seg innen den angitte tiden, øker utløpstrykket til høytrykkspumpen, trykkbryteren sender ut et alarmsignal og stopper automatisk driften av høytrykkspumpen via PLS-en. Hver RO-enhet er utstyrt med et instrumentpanel på stedet, hvor det er installert en strømningsmåler for RO trinn 1, trinn 2 produktvann og drenering (strømnings- og kumulativ strømningsverdivisning), og en konduktivitetsmåler for produktvannet.

7. Krav til programkontroll

Parametersignalene som sendes av strømningsmåleren og konduktivitetsmåleren sendes til det sentrale kontrollrommet for kontinuerlig registrering, og har en alarm for høy konduktivitetsverdi. Det lokale panelet er utstyrt med start- og stoppknapper og indikatorlamper for høytrykkspumpe, nødstoppknapper og indikatorlamper for systemet, og knapper og indikatorlamper for elektrisk langsom åpning og lukking av dører.

8. RO-hjul

Hver RO-enhet er utstyrt med et trykkmålerpanel på stedet, hvor det er installert RO-trykkindikatorer for første trinns vanninntak, andre trinns vanninntak og utløpstrykk.

9. Sentralt kontrollpanel

Det sentrale kontrollpanelet er utstyrt med treposisjonsbrytere (én automatisk, én av, én manuell) for høytrykkspumpen, doseringspumpen og spylevannspumpen, samt start- og stoppknapper for systemprogrammer, som kan implementere automatisk startkontrollromsfjernkontroll og lokale manuelle betjeningsfunksjoner for ovennevnte enheter. Når treposisjonsbryteren er satt til "automatisk"-posisjon, kan ikke ovennevnte enheter betjenes lokalt.

 

Oppstart og driftsprosess for RO-enhet

1. Oppstart og drift av RO-enhetsprogram

Først plasserer du kontrollbryterne til høytrykkspumpen og doseringspumpen i "automatisk" posisjon, og deretter betjener du programstartknappen på hver RO-enhet. På dette tidspunktet vil den programmerbare logiske kontrolleren (PLS) automatisk registrere væskenivået i alle doseringsbokser og trykket på innløpssiden av høytrykkspumpen i henhold til det etablerte programmet. Hvis det oppdages et "lavt" væskenivå eller et "lavt" trykk på innløpssiden av høytrykkspumpen, vil PLS-en utløse en hørbar og visuell alarm og avbryte programdriften.

Etter at alarmen er fjernet, trykker du på programstartknappen igjen. Programmet vil fortsette å kjøre, og automatisk starte doseringspumpen og høytrykkspumpen, og samtidig åpne den elektriske sakteåpnende døren. Hvis høytrykkstrykket på høytrykkspumpen fortsatt er høyere enn den innstilte terskelen etter den forhåndsinnstilte forsinkelsen, vil PLS-en sende ut et alarmsignal og automatisk stoppe driften av høytrykkspumpen og doseringspumpen, og automatisk lukke den elektriske sakteåpnende døren.
Hvis høyspenningsbryteren går tilbake til frakoblet tilstand innenfor forsinkelsesområdet, vil PLS-en automatisk avbryte høyspenningsbryterens inngangssignal, og systemet vil deretter gå inn i normal driftsfase.

2. Manuell oppstart og drift av RO-enhets kontrollrom

Når kontrollbryterne til høytrykkspumpen, doseringspumpen og spylevannspumpen er satt i "manuell" posisjon, kan utstyret ovenfor betjenes i kontrollrommet.

3. Manuell oppstart og drift av RO-enhet på stedet

Når kontrollbryterne til høytrykkspumpen og doseringspumpen er i "av"-posisjon, kan utstyret ovenfor startes manuelt og betjenes på stedet.

Uansett kan driften av RO-enheten stoppes umiddelbart ved å trykke på systemets nødstoppknapp på det lokale instrumentpanelet.

4. RO-enheten er stoppet

Når RO-enheten stopper automatisk, eller operatøren stopper ved å trykke på programstoppknappen, stopper høytrykkspumpen, doseringspumpen stopper i sperremodus, og den elektriske sakteåpnende døren ved høytrykkspumpeutløpet lukkes automatisk.

 

Oppstart og driftsprosess for RO-enhet

Instrumentets og PLS-kontrollsystemets sammensetning bestemmes i henhold til kravene til RO-systemet for instrumentering og kontroll.

1. Væskenivåbryter

Gir et lavnivåsignal.

2. Gjennomstrømningsmåler

Momentan strømningsindikasjon og visning av akkumulert strømningsverdi.

3. Konduktivitetsmåler

Digitalt display, med alarmutgang for høy konduktivitetsverdi og 4~20mA strømsignalutgang.

4. pH-måler

Digitalt display med brukerinnstillbare alarmutganger for høy og lav pH og 4–20 mA strømsignalutgang.