Principais pontos de decisão no projeto do sistema de controle de osmose reversa
Como uma das principais tecnologias na área de tratamento de águas industriais, a osmose reversa (RO) tem sido amplamente utilizada no tratamento de água de alta pureza, no reúso de águas residuais e na dessalinização de água do mar nas indústrias de energia, química, farmacêutica e eletrônica. O projeto do seu sistema de controle central está diretamente relacionado à eficiência operacional do sistema, ao nível de consumo de energia e à vida útil do equipamento.
Controle Cooperativo de Sistemas de Pré-processamento
A membrana de osmose reversa é sensível à qualidade da água influente e precisa ser pré-tratada em várias etapas (como filtração de areia, adsorção de carvão ativado e ultrafiltração) para remover poluentes como sólidos em suspensão, coloides e matéria orgânica. O sistema de controle precisa atingir:
- Ligação de processos multinível
Ajuste dinamicamente a dosagem do coagulante, a frequência de retrolavagem e a precisão da filtragem de acordo com a qualidade da água bruta;
- Monitoramento online do SDI (índice de poluição):
Feedback em tempo real dos efeitos do pré-tratamento por meio de medidores de turbidez e contadores de partículas para evitar entupimento dos componentes da membrana;
- Otimização do ajuste de pH
Ajuste a quantidade de ácido adicionado de acordo com a alcalinidade da fonte de água para controlar o risco de incrustação e reduzir o consumo de reagentes.
Correspondência dinâmica de bomba de alta pressão e regulação de pressão
A principal força motriz do sistema de osmose reversa vem da bomba de alta pressão. O sistema de controle precisa resolver:
- Controle de velocidade de conversão de frequência
A velocidade da bomba é ajustada pelo conversor de frequência para corresponder à demanda do fluxo de água e reduzir o impacto do start-stop;
- Equilíbrio de pressão entre segmentos
No sistema RO multiestágio, o sensor de pressão + válvula reguladora elétrica são usados para otimizar a diferença de pressão entre os estágios (geralmente controlada em 0,2-0,3 MPa);
- Otimização do ajuste de pH
Em cenários de dessalinização de água do mar, um turbocompressor ou trocador de pressão (PX) pode ser usado para recuperar energia concentrada da pressão da água, reduzindo o consumo de energia em mais de 30%.
Requisitos de processo para instrumentação e controle de programa durante a operação do sistema RO
- Ajuste de dosagem
A dosagem é ajustada por um mecanismo de ajuste proporcional, que ajusta automaticamente a bomba dosadora para realizar a dosagem proporcional com base no sinal do medidor de vazão de água.
- Medidor de nível de líquido
A caixa de dosagem é equipada com um medidor de nível de líquido no local e um sinal de alarme de nível baixo de líquido para garantir que o processo de dosagem não seja interrompido devido à falta de medicamento no tanque de líquido.
- Painel de abastecimento de água
Há um painel de instrumentos de abastecimento de água no local, equipado com indicador de vazão e medidor de acumulação de vazão, condutivímetro e indicador de pH. Além disso, os sinais de parâmetros enviados pelo medidor de pressão de abastecimento de água, medidor de vazão, condutivímetro e medidor de pH são enviados para a sala de controle central para registro contínuo; ao mesmo tempo, o sinal enviado pelo medidor de vazão controla a bomba dosadora para dosagem proporcional; os sinais de alarme alto e baixo enviados pelo medidor de pH são enviados para a sala de controle central para alarme.
- Filtros de segurança
A entrada e a saída do filtro de segurança são equipadas com indicadores de pressão. Quando a diferença de pressão de entrada e saída do filtro de segurança atinge o valor definido ou permanece ativa por um determinado período de tempo, o elemento filtrante precisa ser substituído.
- Interruptor da bomba de alta pressão
Os lados de entrada e saída da bomba de alta pressão são equipados com pressostatos de baixa e alta pressão, respectivamente. Quando a pressão de entrada da bomba de alta pressão for inferior ao valor limite, o pressostato de baixa pressão é fechado e envia um sinal ao CLP, que emite um alarme e interrompe automaticamente a operação da bomba de alta pressão; quando a pressão de saída da bomba de alta pressão for superior ao valor limite, o pressostato de alta pressão é fechado e envia um sinal ao CLP. Após um certo atraso, se a pressão no lado de alta pressão da bomba de alta pressão ainda for superior ao valor limite, o CLP emite um alarme e interrompe automaticamente a operação da bomba de alta pressão. Se o pressostato de alta pressão retornar ao estado desconectado dentro da faixa de atraso, o CLP cancela automaticamente o sinal de entrada.
- Bomba de alta pressão elétrica com abertura lenta de porta
A saída da bomba de alta pressão é equipada com uma porta elétrica de abertura lenta. Após a partida da bomba de alta pressão, a porta de abertura lenta abre-se automaticamente e lentamente para garantir que o elemento da membrana de RO não seja danificado pelo golpe de aríete. Se a porta de abertura lenta falhar e não abrir dentro do tempo especificado, a pressão de saída da bomba de alta pressão aumenta, o pressostato emite um sinal de alarme e interrompe automaticamente a operação da bomba de alta pressão através do CLP. Cada dispositivo de RO é equipado com um painel de instrumentos no local, no qual estão instalados um medidor de vazão para água do produto de RO estágio 1, estágio 2 e drenagem (exibição do valor de vazão e vazão cumulativa), e um medidor de condutividade da água do produto.
- Requisitos de controle de programa
Os sinais de parâmetros enviados pelo medidor de vazão e pelo condutivímetro são enviados à sala de controle central para registro contínuo e possuem um alarme de alta condutividade. O painel local é equipado com botões e luzes indicadoras de partida e parada da bomba de alta pressão, botões e luzes indicadoras de parada de emergência do sistema, além de botões e luzes indicadoras de abertura e fechamento lento de portas elétricas.
- Mostrador RO
Cada dispositivo RO é equipado com um painel de manômetro no local, no qual são instalados os indicadores de pressão de entrada de água do primeiro estágio, de entrada de água do segundo estágio e de descarga do RO.
- Painel de controle central
O painel de controle central é equipado com interruptores de operação de três posições (um automático, um desligado e um manual) para a bomba de alta pressão, bomba dosadora e bomba de água de descarga, bem como botões de início e parada do programa do sistema, que podem realizar as funções de controle remoto da sala de controle de partida automática e operação manual local dos dispositivos mencionados. Quando o interruptor de três posições é girado para a posição "automático", os dispositivos mencionados não podem ser operados localmente.
Processo de inicialização e operação do dispositivo RO
- Início e operação do programa do dispositivo RO
Primeiro, coloque os interruptores de controle da bomba de alta pressão e da bomba dosadora na posição "automático" e, em seguida, acione o botão de início do programa de cada dispositivo RO. Nesse momento, o controlador lógico programável (CLP) detectará automaticamente o nível de líquido de todas as caixas dosadoras e a pressão na entrada da bomba de alta pressão, de acordo com o programa estabelecido. Se for detectado um nível de líquido "baixo" ou uma pressão "baixa" na entrada da bomba de alta pressão, o CLP emitirá um alarme sonoro e visual e interromperá a operação do programa.
Após eliminar o alarme, pressione o botão de início do programa novamente, o programa retomará a execução e iniciará automaticamente a bomba dosadora e a bomba de alta pressão, abrindo a porta elétrica de abertura lenta simultaneamente. Se a pressão do lado de alta pressão da bomba de alta pressão ainda estiver acima do limite definido após o atraso predefinido, o CLP emitirá um sinal de alarme e interromperá automaticamente a operação da bomba de alta pressão e da bomba dosadora, fechando automaticamente a porta elétrica de abertura lenta.
Se o interruptor de alta tensão retornar ao estado desconectado dentro do intervalo de atraso, o CLP cancelará automaticamente o sinal de entrada do interruptor de alta tensão e o sistema entrará no estágio de operação normal.
- Inicialização e operação manual da sala de controle do dispositivo RO
Quando os interruptores de controle da bomba de alta pressão, bomba dosadora e bomba de água de lavagem são colocados na posição "manual", o equipamento acima pode ser operado na sala de controle.
- Inicialização e operação manual no local do dispositivo RO
Quando os interruptores de controle da bomba de alta pressão e da bomba dosadora estão na posição "desligado", o equipamento acima pode ser iniciado manualmente e operado no local.
Em qualquer caso, a operação do dispositivo RO pode ser interrompida imediatamente pressionando o botão de parada de emergência do sistema no painel de instrumentos local.
- Dispositivo RO parado
Quando o dispositivo RO para automaticamente ou o operador para pressionando o botão de parada do programa, a bomba de alta pressão para de funcionar, a bomba dosadora para de funcionar intertravada e a porta elétrica de abertura lenta na saída da bomba de alta pressão é fechada automaticamente.
Processo de inicialização e operação do dispositivo RO
A composição do instrumento e do sistema de controle PLC é determinada de acordo com os requisitos do sistema RO para instrumentação e controle.
- Interruptor de nível de líquido
Emite um sinal de baixo nível.
- Medidor de vazão
Indicação de fluxo instantânea e exibição do valor acumulado do fluxo.
- Medidor de condutividade
Display digital, com saída de alarme de alto valor de condutividade e saída de sinal de corrente de 4~20 mA.
- Medidor de pH
Display digital, com saídas de alarme de pH alto e baixo configuráveis pelo usuário e saída de sinal de corrente de 4-20 mA.