Ključne odločitve pri načrtovanju sistema za nadzor reverzne osmoze

Kot ena od osrednjih tehnologij na področju industrijskega čiščenja vode se tehnologija reverzne osmoze (RO) pogosto uporablja pri pripravi visoko čiste vode, ponovni uporabi odpadne vode in razsoljevanju morske vode v energetski, kemični, farmacevtski in elektronski industriji. Zasnova njenega osrednjega krmilnega sistema je neposredno povezana z učinkovitostjo delovanja sistema, porabo energije in življenjsko dobo opreme.

 

Kooperativno krmiljenje sistemov za predobdelavo

Membrana za reverzno osmozo je občutljiva na kakovost dotočne vode in jo je treba predhodno obdelati v več fazah (kot so filtracija s peskom, adsorpcija z aktivnim ogljem in ultrafiltracija), da se odstranijo onesnaževala, kot so suspendirane trdne snovi, koloidi in organske snovi. Krmilni sistem mora doseči:

1. Večnivojska povezava procesov

Dinamično prilagodite odmerek koagulanta, pogostost povratnega izpiranja in natančnost filtracije glede na kakovost surove vode;

2. Spletno spremljanje indeksa onesnaženosti (SDI):

Povratne informacije o učinkih predobdelave v realnem času prek merilnikov motnosti in števcev delcev, da se prepreči zamašitev membranskih komponent;

3. Optimizacija nastavitve pH

Količino dodane kisline prilagodite alkalnosti vodnega vira, da nadzorujete tveganje nastanka vodnega kamna in zmanjšate porabo reagenta.

 

Dinamično usklajevanje visokotlačne črpalke in regulacije tlaka

Osrednja gonilna sila sistema RO prihaja iz visokotlačne črpalke. Krmilni sistem mora rešiti:

1. Nadzor hitrosti pretvorbe frekvence

Frekvenčni pretvornik prilagaja hitrost črpalke, da se ujema s povpraševanjem po pretoku vode in zmanjša vpliv vklopa in izklopa;

2. Ravnovesje tlaka med segmenti

V večstopenjskem RO sistemu se za optimizacijo tlačne razlike med stopnjami uporablja tlačni senzor + električni regulacijski ventil (običajno krmiljen na 0,2-0,3 MPa);

3. Optimizacija nastavitve pH

V scenarijih razsoljevanja morske vode se lahko za rekuperacijo koncentrirane energije vodnega tlaka uporabi turbopolnilnik ali tlačni izmenjevalec (PX), kar zmanjša porabo energije za več kot 30 %.

 

Zahteve procesa za instrumentacijo in programski nadzor med delovanjem sistema RO

1. Prilagoditev odmerka

Doziranje se prilagaja s proporcionalnim mehanizmom za nastavitev, ki samodejno prilagodi dozirno črpalko za izvajanje proporcionalnega doziranja na podlagi signala merilnika pretoka vode.

2. Merilnik nivoja tekočine

Dozirna omarica je opremljena z merilnikom nivoja tekočine na mestu uporabe in alarmom za nizko raven tekočine, ki zagotavlja, da postopek odmerjanja ne bo prekinjen zaradi pomanjkanja zdravila v rezervoarju za tekočino.

3. Nadzorna plošča za oskrbo z vodo

Na lokaciji je nameščena instrumentna plošča za oskrbo z vodo, ki je opremljena z indikatorjem pretoka in merilnikom akumulacije pretoka, merilnikom prevodnosti in indikatorjem pH vrednosti. Poleg tega se signali parametrov, ki jih pošiljajo merilnik tlaka dovoda vode, merilnik pretoka, merilnik prevodnosti in merilnik pH, pošiljajo v centralno kontrolno sobo za neprekinjeno beleženje; hkrati signal, ki ga pošilja merilnik pretoka, sorazmerno krmili dozirno črpalko za doziranje; signali visokega in nizkega alarma, ki jih pošilja merilnik pH, se pošiljajo v centralno kontrolno sobo za alarm.

4. Varnostni filtri

Vhod in izhod varnostnega filtra sta opremljena z indikatorji tlaka. Ko razlika vhodnega in izhodnega tlaka varnostnega filtra doseže nastavljeno vrednost ali traja določen čas, je treba filtrirni element zamenjati.

5. Stikalo visokotlačne črpalke

Vhodna in izhodna stran visokotlačne črpalke sta opremljeni z nizkotlačnimi oziroma visokotlačnimi stikali. Ko je vhodni tlak visokotlačne črpalke nižji od mejne vrednosti, se nizkotlačno stikalo zapre in pošlje signal PLC-ju, ki sproži alarm in samodejno ustavi delovanje visokotlačne črpalke; ko je izhodni tlak visokotlačne črpalke višji od mejne vrednosti, se visokotlačno stikalo zapre in pošlje signal PLC-ju. Če je tlak na visokotlačni strani visokotlačne črpalke po določeni zakasnitvi še vedno višji od mejne vrednosti, PLC sproži alarm in samodejno ustavi delovanje visokotlačne črpalke. Če se visokotlačno stikalo v območju zakasnitve vrne v izklopljeno stanje, PLC samodejno prekliče vhodni signal.

6. Visokotlačna črpalka, električno počasno odpiranje vrat

Izhod visokotlačne črpalke je opremljen z električnimi vrati s počasnim odpiranjem. Po zagonu visokotlačne črpalke se vrata s počasnim odpiranjem samodejno počasi odprejo, da se prepreči poškodba membranskega elementa RO zaradi vodnega udara. Če vrata s počasnim odpiranjem odpovejo in se ne odprejo v določenem času, se izhodni tlak visokotlačne črpalke poveča, tlačno stikalo odda alarmni signal in prek PLC-ja samodejno ustavi delovanje visokotlačne črpalke. Vsaka naprava RO je opremljena z instrumentno ploščo na lokaciji, na kateri sta nameščena merilnik pretoka za RO stopnjo 1, stopnjo 2 in drenažo (prikaz pretoka in skupne vrednosti pretoka) ter merilnik prevodnosti vode.

7. Zahteve za nadzor programa

Parametrični signali, ki jih pošiljata merilnik pretoka in merilnik prevodnosti, se pošiljajo v centralno nadzorno sobo za neprekinjeno beleženje in imajo alarm za visoko vrednost prevodnosti. Lokalna plošča je opremljena z gumbi za zagon in zaustavitev visokotlačne črpalke ter indikatorskimi lučkami, gumbi za zaustavitev sistema v sili in indikatorskimi lučkami ter gumbi za električno počasno odpiranje in zapiranje vrat in indikatorskimi lučkami.

8. RO številčnica

Vsaka naprava RO je opremljena z manometrom na lokaciji, na katerem so nameščeni indikatorji dovoda vode prve stopnje RO, dovoda vode druge stopnje in izpustnega tlaka.

9. Centralna nadzorna plošča

Centralna nadzorna plošča je opremljena s tripozicijskimi stikali (eno samodejno, eno izklopljeno, eno ročno) za visokotlačno črpalko, dozirno črpalko in črpalko za izpiranje ter gumbi za zagon in zaustavitev sistemskega programa, ki omogočajo daljinsko upravljanje iz nadzorne sobe z avtomatskim zagonom in lokalno ročno upravljanje zgoraj omenjenih naprav. Ko je tripozicijsko stikalo obrnjeno v položaj "samodejno", zgoraj omenjenih naprav ni mogoče upravljati lokalno.

 

Postopek zagona in delovanja naprave RO

1. Zagon in delovanje programa naprave RO

Najprej prestavite krmilna stikala visokotlačne črpalke in dozirne črpalke v položaj "samodejno", nato pa pritisnite gumb za zagon programa na vsaki napravi RO. V tem primeru bo programabilni logični krmilnik (PLC) samodejno zaznal nivo tekočine v vseh dozirnih omaricah in tlak na vstopni strani visokotlačne črpalke v skladu z nastavljenim programom. Če je zaznan "nizek" nivo tekočine ali "nizek" tlak na vstopni strani visokotlačne črpalke, bo PLC sprožil zvočni in vizualni alarm ter prekinil delovanje programa.

Po odpravi alarma ponovno pritisnite gumb za zagon programa, program se bo nadaljeval in samodejno zagnal dozirno črpalko in visokotlačno črpalko ter hkrati odprl električna vrata s počasnim odpiranjem. Če je tlak na visokotlačni strani visokotlačne črpalke po prednastavljeni zakasnitvi še vedno višji od nastavljenega praga, bo PLC poslal alarmni signal in samodejno ustavil delovanje visokotlačne črpalke in dozirne črpalke ter samodejno zaprl električna vrata s počasnim odpiranjem;
Če se visokonapetostno stikalo vrne v odklopljeno stanje znotraj območja zakasnitve, bo PLC samodejno preklical vhodni signal visokonapetostnega stikala in sistem bo nato vstopil v normalno stanje delovanja.

2. Ročni zagon in upravljanje krmilne sobe naprave RO

Ko so krmilna stikala visokotlačne črpalke, dozirne črpalke in črpalke za izpiranje v položaju "ročno", lahko zgoraj navedeno opremo upravljate v nadzorni sobi.

3. Ročni zagon in upravljanje naprave RO na kraju samem

Ko sta krmilni stikali visokotlačne črpalke in dozirne črpalke v položaju "izklopljeno", je mogoče zgoraj navedeno opremo ročno zagnati in upravljati na kraju samem.

V vsakem primeru lahko delovanje naprave RO takoj ustavite s pritiskom na gumb za zaustavitev sistema v sili na lokalni instrumentni plošči.

4. Naprava RO se je ustavila

Ko se naprava RO samodejno ustavi ali ko jo upravljavec ustavi s pritiskom na gumb za zaustavitev programa, se visokotlačna črpalka ustavi, dozirna črpalka se ustavi z blokado in električna vrata s počasnim odpiranjem na izhodu visokotlačne črpalke se samodejno zaprejo.

 

Postopek zagona in delovanja naprave RO

Sestava instrumentov in PLC krmilnega sistema se določi glede na zahteve RO sistema za instrumentacijo in krmiljenje.

1. Stikalo za nivo tekočine

Daje signal nizke ravni.

2. Merilnik pretoka

Prikaz trenutnega pretoka in prikaz akumulirane vrednosti pretoka.

3. Merilnik prevodnosti

Digitalni zaslon z alarmnim izhodom za visoko prevodnost in izhodnim tokovnim signalom 4~20mA.

4. pH-meter

Digitalni zaslon z uporabniško nastavljivimi alarmnimi izhodi za visok in nizek pH ter izhodnim tokovnim signalom 4–20 mA.