Kľúčové body rozhodovania pri návrhu systému riadenia reverznej osmózy

Technológia reverznej osmózy (RO) ako jedna z kľúčových technológií v oblasti priemyselnej úpravy vody sa široko používa pri úprave vysoko čistej vody, opätovnom použití odpadových vôd a odsoľovaní morskej vody v energetickom, chemickom, farmaceutickom a elektronickom priemysle. Návrh jej hlavného riadiaceho systému priamo súvisí s prevádzkovou účinnosťou systému, úrovňou spotreby energie a životnosťou zariadenia.

 

Kooperatívne riadenie systémov predspracovania

Membrána reverznej osmózy je citlivá na kvalitu pritekajúcej vody a musí byť predčistená vo viacerých fázach (ako je piesková filtrácia, adsorpcia aktívneho uhlia a ultrafiltrácia), aby sa odstránili znečisťujúce látky, ako sú suspendované látky, koloidy a organické látky. Riadiaci systém musí dosiahnuť:

1. Viacúrovňové prepojenie procesov

Dynamicky upravujte dávkovanie koagulantu, frekvenciu spätného preplachovania a presnosť filtrácie podľa kvality surovej vody;

2. Online monitorovanie SDI (indexu znečistenia):

Spätná väzba o účinkoch predúpravy v reálnom čase prostredníctvom meračov zákalu a počítadiel častíc, aby sa zabránilo upchávaniu membránových komponentov;

3. Optimalizácia úpravy pH

Upravte množstvo pridanej kyseliny podľa zásaditosti zdroja vody, aby ste kontrolovali riziko tvorby vodného kameňa a znížili spotrebu činidla.

 

Dynamické prispôsobenie vysokotlakového čerpadla a regulácie tlaku

Hlavnou hnacou silou systému RO je vysokotlakové čerpadlo. Riadiaci systém musí riešiť:

1. Riadenie rýchlosti frekvenčnej konverzie

Otáčky čerpadla sú nastavované frekvenčným meničom tak, aby zodpovedali požiadavkám na prietok vody a znížili vplyv spínania a zastavovania;

2. Vyváženie tlaku medzi segmentmi

Vo viacstupňovom systéme RO sa na optimalizáciu tlakového rozdielu medzi stupňami používa tlakový senzor + elektrický regulačný ventil (zvyčajne regulovaný na 0,2 – 0,3 MPa);

3. Optimalizácia úpravy pH

V scenároch odsoľovania morskej vody sa na spätné získavanie koncentrovanej energie tlaku vody môže použiť turbodúchadlo alebo tlakový výmenník (PX), čím sa spotreba energie zníži o viac ako 30 %.

 

Požiadavky na proces pre prístrojové vybavenie a riadenie programu počas prevádzky systému RO

1. Úprava dávkovania

Dávkovanie sa nastavuje proporcionálnym nastavovacím mechanizmom, ktorý automaticky nastavuje dávkovacie čerpadlo na vykonávanie proporcionálneho dávkovania na základe signálu z prietokomera vody.

2. Ukazovateľ hladiny kvapaliny

Dávkovací box je vybavený hladinomerom na mieste a alarmom nízkej hladiny kvapaliny, aby sa zabezpečilo, že proces dávkovania nebude prerušený kvôli nedostatku lieku v nádrži na kvapalinu.

3. Prístrojová doska pre zásobovanie vodou

Na mieste sa nachádza prístrojový panel pre zásobovanie vodou, ktorý je vybavený indikátorom prietoku a akumulačným prietokom, vodivostným meračom a indikátorom hodnoty pH. Okrem toho sa parametrické signály vysielané tlakomerom zásobovania vodou, prietokomerom, vodivostným meračom a pH metrom odosielajú do centrálnej riadiacej miestnosti na nepretržité zaznamenávanie; zároveň signál vysielaný prietokomerom riadi dávkovacie čerpadlo na proporcionálne dávkovanie; signály alarmu vysokej a nízkej hodnoty vysielané pH metrom sa odosielajú do centrálnej riadiacej miestnosti na signalizáciu alarmu.

4. Bezpečnostné filtre

Vstup a výstup bezpečnostného filtra sú vybavené indikátormi tlaku. Keď rozdiel tlaku medzi vstupným a výstupným tlakom bezpečnostného filtra dosiahne nastavenú hodnotu alebo trvá určitý čas, je potrebné vymeniť filtračný prvok.

5. Spínač vysokotlakového čerpadla

Vstupná a výstupná strana vysokotlakového čerpadla sú vybavené nízkotlakovými a vysokotlakovými spínačmi. Keď je vstupný tlak vysokotlakového čerpadla nižší ako limitná hodnota, nízkotlakový spínač sa zatvorí a odošle signál do PLC, ktoré spustí alarm a automaticky zastaví prevádzku vysokotlakového čerpadla; keď je výstupný tlak vysokotlakového čerpadla vyšší ako limitná hodnota, vysokotlakový spínač sa zatvorí a odošle signál do PLC. Ak je po určitom oneskorení tlak na strane vysokého tlaku vysokotlakového čerpadla stále vyšší ako limitná hodnota, PLC vydá alarm a automaticky zastaví prevádzku vysokotlakového čerpadla. Ak sa vysokotlakový spínač v rámci rozsahu oneskorenia vráti do odpojeného stavu, PLC automaticky zruší vstupný signál.

6. Vysokotlakové čerpadlo, elektrické pomalé otváranie dverí

Výstup vysokotlakového čerpadla je vybavený elektrickými pomaly otvárateľnými dverami. Po spustení vysokotlakového čerpadla sa pomaly otvárajúce dvere automaticky pomaly otvoria, aby sa zabezpečilo, že membránový prvok RO nebude poškodený vodným rázom. Ak pomaly otvárajúce dvere zlyhá a neotvoria sa v stanovenom čase, výstupný tlak vysokotlakového čerpadla sa zvýši, tlakový spínač vydá alarmový signál a automaticky zastaví prevádzku vysokotlakového čerpadla pomocou PLC. Každé zariadenie RO je vybavené prístrojovým panelom na mieste, na ktorom je nainštalovaný prietokomer pre RO stupeň 1, stupeň 2 a odvodňovanie (zobrazenie hodnoty prietoku a kumulatívneho prietoku) a merač vodivosti RO.

7. Požiadavky na riadenie programu

Signály parametrov odosielané prietokomerom a vodivostným meračom sa odosielajú do centrálnej riadiacej miestnosti na nepretržité zaznamenávanie a majú alarm vysokej hodnoty vodivosti. Lokálny panel je vybavený tlačidlami a kontrolkami spustenia a zastavenia vysokotlakového čerpadla, tlačidlami a kontrolkami núdzového zastavenia systému a tlačidlami a kontrolkami elektrického pomalého otvárania a zatvárania dverí.

8. RO číselník

Každé zariadenie RO je vybavené tlakomerom na mieste, na ktorom sú nainštalované indikátory vstupu vody prvého stupňa RO, vstupu vody druhého stupňa a výstupného tlaku.

9. Centrálny ovládací panel

Centrálny ovládací panel je vybavený trojpolohovými prevádzkovými spínačmi (jeden automatický, jeden vypnutý, jeden manuálny) pre vysokotlakové čerpadlo, dávkovacie čerpadlo a čerpadlo preplachovacej vody, ako aj tlačidlami na spustenie a zastavenie systémového programu, ktoré umožňujú diaľkové ovládanie automatického spustenia z riadiacej miestnosti a lokálne manuálne ovládanie vyššie uvedených zariadení. Keď je trojpolohový spínač otočený do polohy „automatický“, vyššie uvedené zariadenia nie je možné ovládať lokálne.

 

Proces spustenia a prevádzky zariadenia RO

1. Spustenie a prevádzka programu zariadenia RO

Najprv prepnite ovládacie spínače vysokotlakového čerpadla a dávkovacieho čerpadla do polohy „automatika“ a potom stlačte tlačidlo spustenia programu na každom zariadení RO. Programovateľný logický ovládač (PLC) v tomto okamihu automaticky zistí hladinu kvapaliny vo všetkých dávkovacích boxoch a tlak na vstupnej strane vysokotlakového čerpadla podľa nastaveného programu. Ak sa zistí „nízka“ hladina kvapaliny alebo „nízky“ tlak na vstupnej strane vysokotlakového čerpadla, PLC spustí zvukový a vizuálny alarm a preruší prevádzku programu.

Po odstránení alarmu znova stlačte tlačidlo spustenia programu, program sa obnoví a automaticky spustí dávkovacie čerpadlo a vysokotlakové čerpadlo a súčasne otvorí elektrické pomaly otvárateľné dvere. Ak je tlak na strane vysokého tlaku vysokotlakového čerpadla aj po uplynutí prednastaveného oneskorenia stále vyšší ako nastavená prahová hodnota, PLC vyšle alarmový signál a automaticky zastaví prevádzku vysokotlakového čerpadla a dávkovacieho čerpadla a automaticky zatvorí elektrické pomaly otvárateľné dvere.
Ak sa vysokonapäťový spínač v rámci rozsahu oneskorenia vráti do odpojeného stavu, PLC automaticky zruší vstupný signál vysokonapäťového spínača a systém potom prejde do normálnej prevádzkovej fázy.

2. Manuálne spustenie a obsluha riadiacej miestnosti zariadenia RO

Keď sú ovládacie spínače vysokotlakového čerpadla, dávkovacieho čerpadla a čerpadla preplachovacej vody v polohe „manuálne“, vyššie uvedené zariadenia je možné obsluhovať v riadiacej miestnosti.

3. Manuálne spustenie a obsluha zariadenia RO na mieste

Keď sú ovládacie spínače vysokotlakového čerpadla a dávkovacieho čerpadla v polohe „vypnuté“, vyššie uvedené zariadenie je možné manuálne spustiť a obsluhovať na mieste.

V každom prípade je možné prevádzku zariadenia RO okamžite zastaviť stlačením tlačidla núdzového zastavenia systému na lokálnom prístrojovom paneli.

4. Zariadenie RO zastavené

Keď sa zariadenie RO automaticky zastaví alebo ho obsluha zastaví stlačením tlačidla zastavenia programu, vysokotlakové čerpadlo sa zastaví, dávkovacie čerpadlo sa zastaví s blokovaním a elektrické pomaly otvárateľné dvere na výstupe vysokotlakového čerpadla sa automaticky zatvoria.

 

Proces spustenia a prevádzky zariadenia RO

Zloženie prístrojového a PLC riadiaceho systému sa určuje podľa požiadaviek systému RO na prístrojové vybavenie a riadenie.

1. Spínač hladiny kvapaliny

Vydáva signál nízkej úrovne.

2. Prietokomer

Zobrazenie okamžitého prietoku a zobrazenie akumulovanej hodnoty prietoku.

3. Merač vodivosti

Digitálny displej s výstupom alarmu vysokej vodivosti a výstupným prúdovým signálom 4~20mA.

4. pH meter

Digitálny displej s užívateľsky nastaviteľnými alarmovými výstupmi pre vysoké a nízke pH a prúdovým signálom 4 – 20 mA.