Priprava vode v kotlovnicah. Industrijska kemična obdelava vode za kotlovnice

Voda, ki je hkrati poceni hladilno sredstvo in univerzalno topilo, lahko ogrozi vodno ogrevanje in parne kotle. Tveganja so povezana predvsem s prisotnostjo določenih nečistoč v vodi. Reševanje in preprečevanje težav pri delovanju kotlovske opreme je nemogoče brez jasnega razumevanja njihovih vzrokov in poznavanja sodobnih tehnologij čiščenja vode.

Za kotlovske sisteme so značilne tri skupine težav, ki so povezane s prisotnostjo naslednjih nečistoč v vodi:

• neraztopljeni mehanski;
• tvorilci raztopljenih usedlin;
• jedko.

Vsaka vrsta nečistoč lahko povzroči okvaro ene ali druge instalacijske opreme, prispeva pa tudi k zmanjšanju učinkovitosti in stabilnosti kotla. Uporaba vode v sistemih, ki niso bili podvrženi mehanski filtraciji, vodi do najhujših okvar - odpoved obtočnih črpalk, zmanjšanje prereza, poškodbe cevovodov, zapornih in regulacijskih ventilov. Običajno so mehanske nečistoče pesek in glina, ki sta prisotna tako v vodovodni kot v arteški vodi, pa tudi produkti korozije cevovodov, površin za prenos toplote in drugih kovinskih delov, ki so v stalnem stiku z agresivno vodo. Raztopljene nečistoče lahko povzročijo resne težave pri delovanju električne opreme, ki jih povzročajo:

• nastajanje usedlin vodnega kamna;
• korozija kotlovnega sistema;
• penjenje kotlovne vode in prenos soli s paro.

Ta skupina nečistoč zahteva posebno pozornost, saj njihova prisotnost v vodi pogosto ni tako očitna kot prisotnost mehanskih nečistoč, posledice njihovega vpliva na kotlovsko opremo pa so lahko zelo žalostne - od zmanjšanja energetske učinkovitosti sistema do njegove popolne uničenje.

Karbonatne usedline, ki nastanejo zaradi povečane trdote vode, so dobro znana posledica procesov nastajanja vodnega kamna, ki se pojavljajo tudi v neobrabljeni opremi, a še zdaleč niso edina. Torej, ko se voda segreje nad 130 °, se največja topnost kalcijevih sulfatov močno zmanjša, kar povzroči nastanek posebej gostega mavčnega kamna.

(glej tabelo št. 1)

Nastale obloge vodnega kamna poslabšajo prenos toplote izmenjevalnih površin, kar povzroči pregrevanje sten kotla in skrajšanje njegove življenjske dobe ter povečanje toplotnih izgub. Poslabšanje prenosa toplote vodi v prekomerno porabo energentov, kar vpliva na obratovalne stroške. Tvorba celo tanke (0,1-0,2 mm) plasti usedlin na grelni površini vodi do pregrevanja kovine in posledično do pojava odprtin, fistul in celo razpok cevi.

Nastajanje vodnega kamna je jasen znak nizke kakovosti vode, ki se uporablja v sistemu kotla. V tem primeru je neizogiben razvoj korozije kovinskih površin in kopičenje produktov oksidacije kovin skupaj z usedlinami vodnega kamna.

V kotlovskih sistemih se lahko pojavita dve vrsti korozijskih procesov: kemična in elektrokemična korozija. Elektrokemična korozija je povezana z nastankom velikega števila mikrogalvanskih parov kovinske površine. V večini primerov pride do korozije pri puščanju kovinskih šivov in razširjenih koncih cevi za izmenjavo toplote; Posledica takšnih lezij so obročaste razpoke. Glavna stimulansa korozije sta raztopljeni kisik in ogljikov dioksid.

Če so konstrukcije izdelane iz železne kovine, odstopanje od pH 9-10 povzroči nastanek korozije. V primeru aluminijaste konstrukcije presežek pH 8,3-8,5 vodi do uničenja pasivirajočega filma in korozije kovine. Posebno pozornost je treba posvetiti obnašanju plinov v kotlovskih sistemih. Z zvišanjem temperature se topnost plinov zmanjšuje – pride do desorpcije iz kotlovske vode. Ta proces povzroča visoko korozivnost kisika in ogljikovega dioksida. Poleg tega bikarbonati med segrevanjem in izhlapevanjem vode razpadejo na karbonate in ogljikov dioksid, ki se odnese skupaj s paro in povzroči znižanje pH in visoko jedkost kondenzata. Zato je treba pri izbiri sheme za kemično obdelavo vode in obdelavo znotraj kotla zagotoviti metode za nevtralizacijo kisika iz ogljikovega dioksida.

Druga vrsta kemične korozije je kloridna korozija. Zaradi visoke topnosti so v vseh prisotni kloridi dostopnih virov oskrba z vodo Uničujejo pasivni film na površini kovine, kar spodbuja razvoj sekundarnih korozijskih procesov. Najvišja dovoljena koncentracija kloridov v vodi kotlovskih sistemov je 150-200 mg/l.

Nastajanje vodnega kamna in korozijski procesi so posledica uporabe nekvalitetne vode v kotlovnici – kemijsko nestabilne in agresivne vode s takšno vodo ni ekonomsko izvedljiva in nevarna z vidika človekovih tveganj.

Običajno so viri oskrbe z vodo za kotlovske sisteme vodovod ali arteški vodnjaki. Vsaka vrsta vode ima svoje pomanjkljivosti in vrsto tipičnih težav. Prva tipična težava katere koli vode so kalcijeve in magnezijeve soli, ki povzročajo splošno trdoto. V Ruski federaciji je trdota vode iz pipe in arteške vode običajno v območju 2-20 mg-eq/l. Druga tipična nečistoča so raztopljene železove soli ki je lahko v območju 0 ,3-20 mg/l. Poleg tega v večini arteških vodnjakov koncentracija raztopljenega železa presega 3 mg/l.

Kotlovske sisteme glede na njihov namen običajno delimo na toplovodne in parne. Za vsako vrsto obstajajo svoje zahteve za kemično prečiščeno vodo, ki so odvisne tudi od moči kotla in temperaturni režim. Zahteve po vodi za kotlovne sisteme so nastavljene na ravni, ki zagotavlja učinkovito in varno delovanje kotla, hkrati pa zmanjšuje tveganje usedlin in korozije. Razvoj uradnih zahtev izvajajo nadzorni organi (Bsenergonadzor), vendar so te zahteve vedno mehkejše od priporočil proizvajalca, ki so določena na podlagi garancijskih obveznosti. V Evropski uniji so zahteve proizvajalcev podvržene celovitemu pregledu organov za standardizacijo in specializiranih organizacij glede učinkovitosti in dolgotrajnosti delovanja kotla. Zato je priporočljivo, da se posebej osredotočimo na te zahteve.

Poraba dopolnilne vode za kotlovske sisteme in zahteve za njeno kakovost določajo optimalen nabor opreme za čiščenje vode in shemo kemične obdelave vode. Posebna pozornost v vseh regulativnih dokumentih, ki se nanašajo na kakovost dopolnilne vode, je namenjena kazalcem, kot so: trdota, pH, vsebnost kisika in ogljikovega dioksida.

Toplovodni kotli

Sistemi kotlov za ogrevanje vode so razvrščeni kot sistemi zaprtega tipa. V teh sistemih voda ne sme spremeniti svoje sestave. Zaprti sistem se enkrat napolni s kemično prečiščeno vodo in ne zahteva stalnega dopolnjevanja. Izgube običajno nastanejo zaradi puščanja cevovodov ali napak pri vzdrževanju. Ob pravilni uporabi se pred zagonom izvede dopolnitev kemično prečiščene vode v vodnih ogrevalnih krogih ogrevalna sezona ali največ enkrat letno (izjema so nujni primeri).

Vendar, če govorimo o Pri kotlu za sanitarno vodo se sistem kemične obdelave vode uporablja tudi za stalno oskrbo s hladno in toplo vodo.

Predpogoj za vse vrste vode, ki se uporabljajo v kotlih vseh vrst, je odsotnost suspendiranih nečistoč in barvil. Za hladilne sisteme s predpisanimi delovnimi temperaturami do 100°C večina proizvajalcev uporablja poenostavljene zahteve glede kakovosti vode, ki minimizirajo le stopnjo skupne trdote.

Za ogrevalne instalacije z dopustna temperatura segrevanje nad 100°C, priporočljiva je uporaba demineralizirane ali zmehčane vode, glede na vrsto pa so določeni standardi za njeno kakovost.

Tabela št. 2

Sisteme za pripravo vode za toplovodne kotle lahko razvrstimo glede na moč kotlovske instalacije in njen namen.

Za gospodinjske kotle - čiščenje za polnjenje zaprtega ogrevalnega sistema, oskrbe s hladno in toplo vodo. Ustrezati mora zahtevam proizvajalca kotlovske opreme in standardom za pitno vodo.

Za kotle srednje moči (do 1000 kW) - sistemi za periodično dopolnjevanje kotlovskega kroga, običajno s prilagoditvijo pH in raztopljenega kisika.

Za industrijske kotle - sisteme za stalno dopolnjevanje globoko zmehčane vode z obvezno prilagoditvijo pH in raztopljenega kisika.

Pogosto se uporablja kot vir oskrbe z vodo za kotle za sanitarno vodo. vodo iz pipe z značilnim nizom težav: mehanske nečistoče in povečana togost. Shema čiščenja je v tem primeru sestavljena iz dveh stopenj: mehanske filtracije in mehčanja.

Čiščenje pred mehanskimi nečistočami je treba izvajati v mehanskih filtrih mreže, diska ali kartuše.

Pri izbiri mehanskega filtra je treba upoštevati pogoje - stopnja filtracije ni višja od 100 mikronov, sicer obstaja velika verjetnost, da nečistoče pridejo v sistem za čiščenje vode ali napajalno vodo.

Za prilagajanje trdote se uporabljajo mehčalni sistemi, ki temeljijo na uporabi močnih kislinskih kationov v natrijevi obliki. Ti materiali oborijo kalcijeve in magnezijeve katione, ki povzročajo trdoto vode, v zameno pa sprostijo enako količino natrijevih ionov, ki pri segrevanju vode ne tvorijo netopnih spojin.

Pri uporabi vode iz arteški vodnjak sistemi za mehčanje ne bodo dovolj, saj ima arteška voda običajno visoko vsebnost železa in mangana. V tem primeru se uporablja ena od možnosti sorpcijsko-oksidacijskih tehnologij, kot so: prezračevanje, ki mu sledi sorpcija na katalitskih filtrih, kloriranje in sedimentacija na sorpcijskih filtrih ali uporaba oksidacijskih filtrov na osnovi zelenega peska, regeneriranega s kalijevim permanganatom.

Pri uporabi tradicionalne tristopenjske tehnologije se izbira opreme in filtrskih materialov začne s podrobno kemijsko analizo. Njegov rezultat mora natančno analizirati strokovnjak za kemikalije, ki bo nato izbral ustrezne filtrirne materiale za vsako stopnjo in določil potrebno konfiguracijo opreme. Večstopenjsko tehnologijo je težko upravljati, poleg tega se v tem primeru izvaja ločena regeneracija z različnimi reagenti in pranjem treh vrst obremenitev, ki se uporabljajo v sistemu, kar zahteva znatno porabo vode za lastne potrebe. Za regeneracijo filtrov z zelenim peskom se uporablja raztopina kalijevega permanganata. Za nakup in izpust v kanalizacijo je potrebno posebno dovoljenje.

V nasprotju z večstopenjsko konstrukcijo sistema za čiščenje vode so strokovnjaki ukrajinskega podjetja NPO Ecosoft razvili sodobnejšo in učinkovitejšo integrirano enostopenjsko tehnologijo, ki temelji na večkomponentnem filtrirnem naboju, sestavljenem iz petih ionsko izmenjevalnih in sorpcijskih materialov. ki se regenerirajo z raztopino kuhinjska sol, kar odpravlja nastajanje zelo strupenih odpadkov in zmanjšuje porabo vode za lastne potrebe. Sistemi HVO, ki temeljijo na tehnologiji Ecomix, so podobni standardni sistemi mehčanje na podlagi principa delovanja, zasnove strojne opreme in storitve. Za vzdrževanje takšnega sistema ni potrebno posebej usposobljeno osebje.

Sistemi čiščenja za kotle srednje moči do 1000 kW so podobni sistemom za ogrevanje sanitarne vode. V tem primeru se pripravljena voda uporablja tako za polnjenje krogotoka kotla kot za dopolnjevanje. Pri sodobnih kotlih prostornina dopolnjevanja običajno ne presega 1,5 m3/h. Za toplovodne kotle z močjo 500-1000 kW je praviloma treba uporabiti reagente za obdelavo znotraj kotla. Tradicionalno se avtomatske dozirne postaje uporabljajo za vnos reagenta v predhodno pripravljeno vodo in reagente za vezavo kisika (natrijev sulfit ali bisulfit), prilagajanje pH (natrijev hidroksid ali trinatrijev fosfat). Ta pristop zahteva več dozirnih postaj, skrbno pripravljene raztopine in stalno spremljanje koncentracije doziranih snovi. V tem primeru nadzor doziranja obsega samo merjenje pH kotlovne vode.

Čiščenje industrijskih toplovodnih kotlov je zahtevnejša naloga. Zato se lahko glede na zahteve glede trdote prečiščene vode uporabljajo tako enostopenjski kot dvostopenjski sistemi za mehčanje. Hkrati mora oprema za kemično obdelavo vode zagotavljati stalno dopolnjevanje ogrevalnega kroga vode, delovni pretok obdelane vode pa se lahko spreminja v širokem razponu in se določi za vsako kotlovnico posebej. Tipična shema priprave je sestavljena iz mehanske filtracije, stopnje deferizacije, mehčanja ali kompleksnega čiščenja (pri uporabi kompleksnega čiščenja na 1. stopnji ni potrebe po stopnji deferizacije) na 1. stopnji in mehčanja na 2. stopnji, ki se konča z odzračevanjem. in uravnavanje pH. Pri industrijskih toplovodnih kotlih se lahko uporabljajo tako fizikalne metode odzračevanja in uravnavanja pH (vakuumski ali membranski odzračevalniki) kot kemične metode (doziranje reagentov).

Kemična obdelava vode za parne kotle

Za razliko od toplovodnih kotlov se v parnem kotlu odvija neprekinjen proces izhlapevanja. Izgube pare v sistemih uparjalnikov so neizogibne, zato jih je potrebno stalno dopolnjevati s kemično prečiščeno vodo. Nečistoče, ki vstopajo v kotel s kemično prečiščeno tekočino, se nenehno kopičijo, zato vsebnost soli v kotlu nenehno narašča. Da preprečimo prenasičenost kotlovne vode, del le-te nadomestimo s kemično prečiščeno vodo s stalnim in periodično čiščenje. Zato je treba tokokrog dopolniti s prečiščeno vodo v količini, ki zadostuje za kompenzacijo odplaknjene vode in pare. Očitno je, da višja kot je kakovost prečiščene vode, manj nečistoč se vnese v sistem in manjša je količina čiščenja, kar pomeni večjo kakovost pare in manjšo porabo energije.
Najstrožje zahteve veljajo za vodo, ki se uporablja v sistemih s parnim kotlom, ki so običajno razdeljeni v dve skupini glede na vrsto vode - za napajalno vodo (tabela št. 3) in kotlovsko vodo (tabela št. 4).

Tabela št. 3 Osnovne zahteve glede kakovosti napajalna voda.

Delovni tlak (bar)
pH pri 25°C
Skupna trdota (mg-eq/l)
Skupno železo (mg/l)
Baker (mg/l)
Oksidacija permanganata (mgO 2 /l)
Električna prevodnost pri 25°C (µS/cm)	≤5 % omejitve vrednosti kotlovske vode

Tabela št. 4 Osnovne zahteve za sestavo kotlovne vode.

Pri izbiri sheme priprave vode je odločilni kriterij tudi količina neprekinjenega čiščenja kotla, ki je izračunana in je odvisna od kakovosti čiščenja, deleža povratka kondenzata in vrste kotla. Količina neprekinjenega izpihovanja kotla je standardizirana s SNiP za kotlovske instalacije. Na primer, za kotlovnice, opremljene s parnimi kotli s tlakom, manjšim od 14 barov, izpihovanje ne sme presegati 10%, za kotle z delovnim tlakom do 40 barov - 5%.

Glede na izračunano količino čiščenja in mineralizacije izvorne vode se odloči o izbiri sheme čiščenja. V primeru visoke slanosti je uporaba kombinirane tehnologije, vključno s stopnjami mehčanja ali kompleksnega čiščenja in demineralizacije z reverzno osmozo.

Če izračunana vrednost izpihovanja presega standardno vrednost, je treba zmanjšati vsebnost soli v kemično obdelani vodi, to je izbrati shemo, ki vključuje stopnjo demineralizacije. V nasprotnem primeru je treba uporabiti dvostopenjsko shemo mehčanja. Vedeti je treba, da višja kot je vrednost neprekinjenega vpihovanja, višji so stroški ogrevanja, to je poraba energije in strošek priprave vode (poveča se frekvenca regeneracije in posledično poraba kuhinjske soli). ). Poleg tega visoko neprekinjeno pihanje zahteva velike kapitalske naložbe v komponente parnih kotlov. Z vidika ekonomske izvedljivosti izbire kemične obdelave se shema globokega mehčanja, ki temelji na baromembranskih tehnologijah, izkaže za bolj donosno. Bistvo baromembranskih metod je prepuščanje vode skozi polprepustne membrane, ki zadržujejo nečistoče različnih sestav. Ena najnaprednejših demineralizacijskih shem trenutno velja za tehnologijo, ki vključuje stopnje ultrafiltracije, demineralizacije z reverzno osmozo in elektrodionizacije. Stopnja ultrafiltracije se uporablja za odstranjevanje suspendiranih trdnih snovi, koloidnih nečistoč, nekaterih organskih nečistoč (organske snovi z visoko molekulsko maso), kakor tudi za odstranjevanje bakterij, alg in drugih mikroorganizmov, katerih velikost presega stotinke mikronov. V svojem bistvu je ultrafiltracija analog koagulacije v čistilnikih in čiščenja na mehanskih filtrih, vendar nima pomanjkljivosti, ki so značilne za šaržno tehnologijo. Tako so glavne prednosti ultrafiltracijskih enot:

• Ni potrebe po vzdrževanju apnenčastega sistema - pri delovanju ultrafiltracijskih enot je potrebno le periodično kislinsko in alkalno pranje modulov, vendar je količina reagentov več desetkrat manjša kot pri tehnologiji ionske izmenjave;
• Ni potrebe po striktnem upoštevanju tehnoloških parametrov (temperatura, pH, pretok), kot jih zahteva delovanje bistrilnikov, hkrati pa ostaja kakovost čiščenja konstantno visoka in ni odvisna niti od delovnih pogojev niti od človeka dejavnik;
• Znatno (2-4-krat) zmanjšanje proizvodnega prostora za postavitev glavne in pomožne opreme;
• Enostavnost delovanja, možnost avtomatizacije procesa.

V industriji se je ultrafiltracija začela uporabljati v 90. letih prejšnjega stoletja in danes velja za najučinkovitejšo metodo. mehansko čiščenje vode, predvsem kot predobdelava vode v baromembranskih tehnologijah.

Trenutno obstaja več vrst ultrafiltracijskih membran, ki se med seboj razlikujejo tehnološke lastnosti, in uporabljeni materiali. Najbolj napredne z vidika delovanja so membrane, ki delujejo na principu filtracije od zunaj navznoter, kar omogoča uporabo vodno-zračnega pranja za intenzivno odstranjevanje filtriranih nečistoč. Med materiali imajo prednost hidrofilne membrane iz mehansko in kemično odpornih polimerov (na primer hidrofiliziran poliviniliden fluorid CH-PVDF).

Na stopnji demineralizacije z reverzno osmozo se iz vode odstranijo v njej raztopljene nečistoče. Odvisno od zahtevane kakovosti čiščenja enega ali več dvostopenjska shema. Vsebnost soli po prvi stopnji je praviloma 5-20 mg/l, kar ustreza kakovosti vode po prvi stopnji H/OH ionizacije. Če je potrebna globlja demineralizacija, uporabite drugo stopnjo.

Pomembna značilnost uporabe metode reverzna osmoza v tehnologijah priprave energije je niz ukrepov, namenjenih ohranjanju zadostne učinkovitosti membranskih elementov med njihovim delovanjem. Poslabšanje prepustnosti membran, opaženo med čiščenjem skoraj katerega koli izvora, je povezano z nastankom usedlin različne narave na njihovi površini: koloidnih in suspendiranih delcev, anorganskih usedlin, velikih organskih molekul, pa tudi z aktivnostjo mikroorganizmov. ki jim membrana služi kot ugoden substrat. Zgoraj omenjenim učinkom se lahko izognemo, če so izpolnjeni trije pogoji – pravilna predpriprava vode, kakovostno in redno pranje membranskih elementov ter uporaba posebnih reagentov – sredstev proti kamencu. Antiskalanti preprečujejo rast kristalov slabo topnih spojin na površini membrane. Večina sodobnih sredstev proti vodnemu kamnu je mešanica več aktivnih komponent. Glavna prednost sodobnih sredstev proti vodnemu kamnu je njihova visoka učinkovitost pri preprečevanju odlaganja najbolj težko topnih spojin kalcija, magnezija, železa, mangana in silicija v širokem razponu pH, temperatur in sestav vode. Sodobni antiskalanti kažejo visoko aktivnost že pri majhnih odmerkih 2-5 g/m3. Če povzamemo zgoraj navedeno, lahko izpostavimo glavne prednosti demineralizacije z reverzno osmozo:
Izjemna zanesljivost metode, ki zagotavlja dosledno visoke kakovosti demineralizirana voda, ne glede na sezonska nihanja kakovosti izvorne vode, tehnološke parametre in človeške dejavnike;
Visoka gospodarska učinkovitost - zamenjava prve stopnje ionske izmenjevalne demineralizacije z reverzno osmozo vam omogoča zmanjšanje potrebe po kislini in jedki za 90-95%, kar v stroških večkrat pokrije povečanje stroškov, povezanih s porabo energije;
Kar zadeva ultrafiltracijske sisteme, zmanjšanje proizvodnega prostora in avtomatizacijo tehnoloških procesov;
Obdelava v kotlu si zasluži posebno pozornost pri pripravi vode za parne kotle, katerih glavni cilji so:

• Zaščita kotlovske opreme pred korozijo;
• prilagoditev pH;
• Zaščita parno-kondenzatne poti pred korozijo z ogljikovim dioksidom;
• Preprečevanje nastajanja vodnega kamna v primeru napak pri čiščenju vode.

Tradicionalna shema za kemično korekcijo sestave vode zahteva uporabo več reagentov, ki jih je treba vnesti različne točke, strogo upoštevanje količine doziranja in nadzor vsebine vsake komponente v sistemu. Po eni strani jih privlači nizka cena in dostopnost takšnih reagentov, po drugi strani pa praktično pokažejo svoje bistvene slabosti: težave pri zagotavljanju popolne zaščite površin, uporaba več dozirnih postaj, povečana vsebnost soli, visoka poraba reagentov in potreba po stalnem delovno intenzivnem spremljanju in nastavitvah.
Sodoben pristop k vprašanju kemijske korekcije vode za parne kotle je uporaba kompleksnih reagentov na osnovi aminov, ki tvorijo film. Ti reagenti hkrati:

• Prilagodite pH dovoda, kotlovne vode in kondenzata;
• Oblikujte zaščitno folijo na površini zbiralnika napajalne vode, kondenzacijskih kotlov;
• Preprečuje nastajanje usedlin v sistemu;
• Delno preidejo v parno fazo in zaščitijo parno-kondenzatno pot pred korozijo ogljikovega dioksida s prilagoditvijo pH kondenzata.

Reagent kompleksnega delovanja vključuje poliamine z visoko molekulsko maso, dispergirne polimere in nevtralizirajoče amine. Vse komponente so organske narave, zato se vsebnost slanosti kotlovske vode ne poveča. Amini, ki tvorijo film, blokirajo rast kristalov na površinah za prenos toplote, kar ima za posledico nastanek amorfnih usedlin, ki se z dispergiranjem polimerov preprečijo, da bi se sprijele na površino. Kasneje se usedlina zlahka odstrani z občasnim pranjem. Nevtralizirajoči amini delujejo kot zaviralci korozije – vežejo ogljikov dioksid in zagotavljajo varen pH. Poliaminska folija, ki se oblikuje na površinah, je vodoodbojna, zato uporaba takega reagenta neposredno ščiti cevi in ​​ne samo prilagaja sestave tekočine.

Glavni namen kemične obdelave vode je priprava vode za napajanje parnih kotlov srednjega tlaka 4,0 MPa, odstranitev kontaminantov iz industrijskih kondenzatov, ki se uporabljajo za napajanje parnih kotlov.

V projektirani termoelektrarni kemična priprava vode vključuje naslednje objekte:

1. Naprava za proizvodnjo demineralizirane vode. Pridobivanje demineralizirane vode se doseže z zaporednim izvajanjem naslednjih tehnoloških operacij:

Čiščenje izvirske rečne vode z apnenjem in koagulacijo v čistilnikih;

Filtracijsko bistrenje vode, ki je prešla čistilnik z mehanskimi filtri;

Čiščenje vode z metodo ionske izmenjave na vodikovo-kationskih izmenjevalnih in anionsko izmenjevalnih filtrih prve in druge stopnje z dekarbonizacijo po anionsko izmenjevalnih filtrih prve stopnje;

Aminacija demineralizirane vode.

Potreba po odstranitvi grobih in koloidnih nečistoč iz vode na stopnji predhodnega čiščenja vode izhaja iz zahtev po izboljšanju kazalnikov kakovosti vode za naslednje stopnje čiščenja z uporabo ionsko izmenjevalnih materialov.

Predhodno čiščenje vode se izvaja z apnenjem in koagulacijo. V tem primeru se skupaj z odstranitvijo koloidnih snovi zmanjša karbonatna (začasna) trdota, alkalnost, vsebnost železa, kremenčeve kisline, oksidabilnost in količina suhega ostanka.

Ti procesi se izvajajo v čistilnikih.

Kakovost vode, obdelane v čistilniku, določajo naslednji kazalniki:

togost;

Skupna in hidratna alkalnost;

Za kontrolo delovanja čistilnika v izvirski in z apnom koagulirani vodi se dodatno določijo:

Oksidabilnost.

Na postopek obdelave izvorne vode z apnenjem in koagulacijo vplivajo naslednji dejavniki: kakovost izvirske vode, njena temperatura, uporaba predhodno padlega blata kot kontaktnega medija, uporaba flokulanta, stabilnost doziranja reagentov. , stabilnost pretoka vode, ki se dovaja v čistilnik, stopnja odstranitve zraka v separatorju zraka.

V vodi številnih površinskih virov se med poplavnim obdobjem močno zmanjša alkalnost, hkrati pa se poveča vsebnost suspendiranih snovi in ​​silicijeve kisline (vključno z nereaktivno), oksidabilnost in barva. Da bi ohranili zahtevani učinek čiščenja vode, bo morda treba spremeniti odmerek reagentov. Posledično se bistveno spremenijo sestava in lastnosti nastale usedline.

Pri segrevanju očiščene vode se pospešijo procesi kemijske interakcije in kristalizacije nastalih snovi, zaradi zmanjšanja viskoznosti vode pa se izboljšajo pogoji za sproščanje usedlin. Posledično se procesi čiščenja vode intenzivirajo, kar omogoča zmanjšanje predvidenega časa zadrževanja vode v čistilniku in povečanje dovoljene hitrosti gibanja vode skozi njega.

Optimalna temperatura vode je od 30 do 40ºС in je določena med postopkom zagona. Zvišanje temperature spodbuja učinkovitejše mehčanje vode.

Pri premikanju skozi filtrirni material le-ta zadrži suspendirane snovi, ki jih vsebuje očiščena voda, in voda se zbistri. Odstranjevanje mehanskih nečistoč iz vode zaradi njihove adhezije na zrna filtrirnega materiala poteka pod vplivom adhezijskih sil. Ko se voda premika skozi filtrirni material, premaga upor, ki je posledica njenega trenja ob površino zrn filtrirnega materiala, kar je označeno s tako imenovano vrednostjo izgube tlaka. Zato mora imeti voda, ki vstopa v filter, večji tlak od izgube tlaka v filtru.

Kationi in anioni se odstranijo z ionsko izmenjevalnimi materiali. Odstranjevanje raztopljenih plinov (CO 2) poteka z dekarbonizacijo vode.

Odstranjevanje resnično raztopljenih nečistoč (kationov in anionov) iz vode poteka s filtriranjem vode skozi material, ki je sposoben zamenjati del svojih ionov za ione, raztopljene v vodi. Takšni zrnati materiali se imenujejo ionski izmenjevalci ali ionski izmenjevalci.

Dekarbonizacija je proces odstranjevanja prostega ogljika iz vode. ogljikova kislina, ki nastane v znatnih količinah med H-kationizacijo vode.

Odstranitev ogljikove kisline je potrebna, da se izognemo prezgodnjemu delovanju anionskih izmenjevalnih filtrov stopnje II in se izvede s pihanjem zraka skozi vodo.

V tem primeru pride ogljikov dioksid v vodi do ravnovesja z ogljikovim dioksidom v zraku. Ker je parcialni tlak ogljikovega dioksida v zraku nizek, lahko njegovo vsebnost v vodi zmanjšamo na 2-3 mg/l.

Vsebnost preostalega ogljikovega dioksida je odvisna od temperature vode, velikosti kontaktne površine z zrakom in pretoka zraka za vpihovanje.

Da bi preprečili korozijo opreme z ogljikovim dioksidom v parno-kondenznem krogu in krogu napajalne vode, elektrarne uporabljajo obdelavo demineralizirane vode z amoniakom.

Seznam glavne opreme naprave za razsoljevanje, vključno s predobdelavo.

Tabela 5.4.1

		Ime opreme	Tehnične lastnosti			Namen opreme
		Čistilnik št. 1 tipa TsNII-1	Q = 50 m 3 /uro			Uporablja se kot rezervni rezervoar za shranjevanje izvirske (rečne) vode
		Čistilnik št. 2 tipa TsNII-1	Q = 50 m 3 /uro			Za odstranjevanje koloidnih, finih in grobih nečistoč zmanjšajte trdoto
		Rezervoarji z apneno koagulirano vodo
	Mehanski filter (bistrenje)				Bistrenje z apnom koagulirane vode.

	Polnjen s hidroantracitom.	4.1. Črpalka za vodo z apnom tipa D50-12		Q=50 m 3 /uro
	H = 12 m.w.st.	Ø 2600 mm – 1 kos. 4.2.		Vodna črpalka za apneno koagulacijo tip D60-17
	Q = 600 m 3 / uro			H = 17 m.w.st.
	Dovod z apnom koagulirane vode do mehanskih filtrov			N-kationski izmenjevalni filter stopnje 1 Odstranitev kationov trdote in večine natrijevih kationov iz obdelane vode.
	Anionski filter 1. stopnje			Odstranitev anionov močne kisline iz obdelane vode.
	Obremenjen s šibko bazičnim anionskim izmenjevalnikom.			N-kationski izmenjevalni filter stopnje II

Odstranitev preostale trdote in natrijevih kationov iz obdelane vode po filtrih H-kationske izmenjave stopnje I. Obložen z močnim kislinskim kationskim izmenjevalnikom.

	Anionski filter, stopnja II Odstranjevanje iz obdelane vode anionov šibkih kislin in anionov močnih kislin, ki vstopajo v vodo, ko se regenerirajo prvi stopenjski anionski izmenjevalni filtri.	Q = 50 m 3 /uro		Nadaljevanje tabele. 5.4.1
	Kalcinator			Serija B239
	Odstranjevanje ogljikovega dioksida iz delno razsoljene vode po anionskih izmenjevalnih filtrih prve stopnje			Dekarboniziran rezervoar za vodo
	Črpalka za dekarbonizirano vodo tipa D50-15	4.1. H = 15 m.w.st.		Dovod dekarbonizirane vode do filtrov stopnje II.
	Črpalka za kemično razsoljeno vodo tipa X50-12	4.1. Črpalka za vodo z apnom tipa D50-12		Dovod kemično demineralizirane vode v glavno zgradbo v odzračevalnike kotla.

Industrijska naprava za čiščenje kondenzata (čiščenje kondenzata) z zmogljivostjo do 100 m 3 /uro. Čiščenje kondenzata termoelektrarne je namenjeno čiščenju vročega industrijskega kondenzata (temperatura 100 0 C), ki prihaja iz obrata za hidrolizo in lesnopredelovalnega obrata, kondenzata iz drenažnega rezervoarja in rezervoarja nizke točke iz glavne stavbe. Prečiščen proizvodni kondenzat se uporablja kot dodatek napajalni vodi kotla.

Kondenzat se čisti z ogljikovimi in Na-kationskimi izmenjevalnimi filtri.

Tabela 5.4.2

Seznam glavne opreme za čiščenje kondenzata.

	Ime opreme	Tehnične lastnosti		Namen opreme
	Ogljikov filter	N sl = 2500 mm BAU premog z velikostjo zrn 1-3,5 mm		Odstranjevanje olja iz kondenzata
	Na-kationitni filter	N sl KU-2-8 – 1 m N sl S-100 – 0,6 m		Mehčanje kondenzata
	Onesnažena posoda za kondenzat			Zbiranje kondenzata za čiščenje
	Umazana črpalka kondenzata	Q = 50-70 m 3 /uro		Dovajanje kontaminiranega kondenzata v filtre
	Črpalka za prečiščeni kondenzat tip 4NDV	Q = 50-70 m 3 /uro		Dobava prečiščenega kondenzata v glavno stavbo

0

Tečajni projekt

Avtomatizacija kemične čistilne naprave.

Uvod................................................. ......................................................... .... 3

1 Opis tehnološkega procesa................................................. ........ 5

2 Opis obstoječo shemo avtomatizacija ........................ 11

3 Utemeljitev potrebe po strukturi avtomatizacije

kemične čistilne naprave.................................................. ..... 19

4 Opis razvite avtomatizacijske sheme..................................... 21

Zaključek................................................. ............................................ 27

Seznam uporabljenih virov.................................................. ........... 28

Uvod

Avtomatizacija tehnoloških procesov je odločilen dejavnik pri povečanju produktivnosti dela in izboljšanju kakovosti izdelkov. Zato je pri nas posvečena velika pozornost vprašanju avtomatizacije.

Vsaka kakovost dela avtomatski sistem regulacija (ASR) je odvisna od tega, kako dobro je zasnovan, nameščen, nastavljen in upravljan. Sodobna proizvodnja se razvija z veliko hitrostjo. Glavni trend tega razvoja je povezan s konsolidacijo zmogljivosti enote tehnoloških strojev in naprav ter izboljšanjem avtomatska vezja ureditev tovrstnih objektov. Hkrati je izboljšanje krmilnih shem posledica uporabe ne le naprednejših in zanesljivejših krmilnih sredstev, determinističnih metod analize in sinteze avtomatskih krmilnih sistemov, ko je enačba predmetov in zunanji vpliv Predpostavlja se, da je znan, je trenutno upravičen samo za najpreprostejše sisteme ali za predhodno oceno obnašanja sistema in izbiro njegovega konfiguracijskega parametra. V primeru, ko se zunanji vpliv in značilnosti predmetov regulacije nenehno spreminjajo in jih ni mogoče nedvoumno vnaprej določiti, je treba uporabiti verjetne metode analize in sinteze ASR. Nastavitev verjetnostnih krmilnih sistemov ob upoštevanju dejanskih pogojev njihovega delovanja omogoča v nekaterih primerih pridobitev najboljša kakovost ureditev.

Stikalne plošče in konzole sistemov za avtomatizacijo so zasnovane za namestitev instrumentov, signalnih naprav in opreme. avtomatsko krmiljenje, regulacija, zaščita, blokada itd.. v prostorih stikalne plošče so praviloma zagotovljeni pogoji, ki ustrezajo okoljskim razmeram v običajnih prostorih, če uporabljena oprema za avtomatizacijo ne zahteva posebnih pogojev za njihovo delovanje.

Prostori stikalnih plošč ne smejo biti izpostavljeni tresljajem ali magnetnim poljem.

Pri načrtovanju avtomatskih vezij je treba posebno pozornost nameniti pravilni izbiri mikroprocesorskih krmilnikov. Mikrokontrolerji

MK spadajo v razred programske in strojne opreme in so usmerjeni k rešitvam določeno nalogo ali niz podobnih nalog.

Njihova izvedba je glavna smer povečanja stopnje avtomatizacije tehnoloških procesov. Po namenu so razdeljeni v dve vrsti: prva - MK, namenjena izvajanju krmilnih algoritmov in različnih pretvorb analognih in diskretnih signalov, ki bodo nadomestili regulatorje; drugi - MK, zasnovan za izvajanje naloge programsko-logičnega nadzora; nadomestiti morajo relejna in logična vezja.

1 Opis tehnološkega procesa

Naprava za kemično čiščenje vode za proizvodnjo amoniaka z zmogljivostjo 450 tisoč ton na leto je zasnovana za proizvodnjo:

Razsoljena voda za pripravo napajalne vode za kotle na odpadno toploto enote za amoniak - ne več kot 300 m 3 / h;

Demineralizirana voda za vbrizgavanje v enote za hlajenje zraka - ne več kot 117 m 3 / h;

Zmehčana voda za dopolnjevanje VOC-200 m 3 /h;

Zmehčana voda v bazensko omrežje - 100 m 3 /h.

Naprava za kemično čiščenje vode (CWT) vključuje:

Predobdelava;

Čiščenje ionita (2-stopenjski oddelek za razsoljevanje).

Predhodna obdelava vključuje:

Dva vzporedno delujoča čistilnika 7,

namenjen za čiščenje izvirske rečne vode iz suspendiranih snovi, za zmanjšanje skupne vsebnosti soli (alkalnost, trdota), vsebnosti silicijeve kisline, železa in organskih snovi z uporabo metode koagulacije z apnenjem;

Štirje vzporedno delujoči mehanski filtri 16, polnjeni z antracitom, zasnovani za čiščenje očiščene vode iz suspendiranih snovi;

Vklopljeno na tej stopnji postopku se izvorna voda zbistri. Apnenje s koagulacijo se izvaja za hkratno zmanjšanje alkalnosti izvorne vode in odstranitev suspendiranih koloidnih snovi. Da bi to naredili, se raztopine reagentov vnesejo v izvorno vodo -

apneno mleko in koagulant. V procesu apnenja in koagulacije pride do delnega mehčanja in redukcije suhega ostanka očiščene vode ter odstranitve suspendiranih snovi, spojin silicija in železa,

Poleg tega se barva vode zmanjša.

Pri apnenju vode potekajo naslednji procesi:

Prosti ogljikov dioksid (CO2) se odstrani in nastane slabo topna spojina, ki se obori - kalcijev karbonat (CaCO3):

CO 2 + Ca(OH2) → CaCO3↓+ H 2 O

Pri vnosu apna v večjih količinah, kot je potrebno za vezavo prostega ogljikovega dioksida, se v vodi poveča vsebnost hidroksilnih ionov (OH -), kar vodi do prehoda bikarbonatov (HCO3 -) v karbonate (CO3 2-);

OH - + НСОз↔СО 3 2- + Н 2 О

Karbonati se tvorijo s kalcijevimi ioni v vodi, pri čemer se obori kalcijev karbonat

Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3 ↓

Magnezijevi ioni, ki medsebojno delujejo s hidroksilnimi ioni, se oborijo v obliki težko topnega hidrata magnezijevega oksida:

Mg 2+ + 2OH - →Mg(OH) 2 ↓

Koagulacija pri apnenju je proces, ki izboljša nastajanje usedlin in proces odstranjevanja nečistoč. Kot koagulant se uporablja železov sulfat - FeSO 4 ∙ 7H 2 O. Ko raztopino železovega sulfata dodamo vodi skupaj z apnom, pride do njegove hidrolize - oksidacije s kisikom, raztopljenim v vodi, in tvorba železovega hidroksida (Fe(OH) 3):

FeSO 4 + Ca(OH) 2 → Fe(OH) 2 + CaSO 4

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O→4Fe(OH) 3 ↓

Koagulant tvori netopno spojino, ki ima ohlapno vpojno površino. Kombinirano apnenje in koagulacija zagotavljata najboljši učinek obeh procesov, saj je Ca(OH) 2 dobavitelj hidroksilnih ionov med hidrolizo FeSO 4, kar močno pospeši obarjanje Fe(OH) 3. Po drugi strani pa pri odstranjevanju koloidnega

snovi med procesom koagulacije ustvarjajo ugodne pogoje za rast

kristali CaCO3. Za dokončanje postopka apnenja s koagulacijo.

V vodi se vzdržuje presežek apna (ustvari se alkalnost hidrata 0,1+0,35 mEq/kg);

Obdelana voda se segreje na 30°C;

Nastala oborina se uporablja kot kontaktni medij.

Povečanje učinkovitosti bistrenja vode dosežemo z visoko molekularno snovjo - flokulantom poliakrilamidom (PAA). Mehanizem delovanja poliakrilamida je, da ionski konci vsake molekule tega polimera adsorbirajo različne mikrodelce, ki jih vsebuje voda in nastanejo med procesom apnenja s koagulacijo. Vsak delec lahko adsorbira več ionogenih končičev, ki pripadajo različne molekule aktivator Zaradi tega se agregacijsko nestabilni delci zlepijo in nastanejo veliki kosmiči. Flokulant se dozira z masnim deležem glavne snovi do 0,1%. Mešanje vode z vanjo doziranimi reagenti (FeSO 4, Ca(OH) 2 in PAA), tvorba usedline, stik očiščene vode s suspendirano usedlino, ustrezno bistrenje vode, zbijanje usedline in njeno odstranjevanje s pihanjem. se pojavi v čistilniku poz. Voda, obdelana v čistilniku pri normalno delovanje V bistrilu je manjša količina mehanskih primesi (do 10 mg/kg) - ostanki procesa koagulacije in apnenja, ob motenem delovanju čistilnika in v poplavnem obdobju pa se količina nečistoč močno poveča. Za zajemanje teh nečistoč se uporabljajo mehanski filtri 16, polnjeni z antracitom. Intenzivnost filtra je odvisna od hitrosti filtracije vode. Pri normalni hitrosti filtracije se suspendirani delci, ki jih vsebuje očiščena voda, zadržijo predvsem v obliki filma na površini filtrirne plasti in tvorijo tako rekoč dodaten filter, ki

ujame tudi drobne delce. Pri visokih hitrostih filtracije se na površini filtrirne plasti ne tvori enakomeren film. Pri delovanju filtrov za čiščenje tlaka je dovoljena končna izguba vodnega tlaka do 1,2 kgf / cm 2, pri kateri se filter odstrani za pranje. Po mehanskih filtrih se voda osvobodi suspendiranih snovi

(do 3 mg/kg). Nato se očiščena z apnom koagulirana voda pošlje v enoto za razsoljevanje za obdelavo z metodo ionske izmenjave, kjer se ioni, raztopljeni v vodi, zamenjajo za ione, ki se nahajajo na površini ionsko izmenjevalnih smol.

Oddelek za čiščenje ionske izmenjave razsoljevanja vključuje šest vzporednih blokov (verig) ionskih izmenjevalnih filtrov, ki delujejo po shemi: H 1 p → H 1 0 → OH 1 → H 2 → OH 2

1) N 1 P - predhodno priključen N-kationski izmenjevalni filter 1. stopnje, zasnovan za odstranjevanje kationov (Ca++, Mg++, Fe++) iz vode z metodo ionske izmenjave.

2) H 1 0 - glavni H-kationski filter 1. stopnje, namenjen odstranjevanju kationov (Na +) iz vode, ki ostane po H 1 p - kationskem filtru (Ca ++, Mg ++, Fe ++) z izmenjavo ionske metode.

OH 1 je 1. stopenjski anionski izmenjevalni filter, namenjen odstranjevanju močnih kislih anionov (SO 4 -, CL -, NO 3) iz vode z metodo ionske izmenjave.

H 2 - H-kationski izmenjevalni filter 2. stopnje, namenjen odstranjevanju kationov iz vode (NA +, K +, NH 4 +), ki ostanejo po H-kationizaciji prve stopnje z metodo ionske izmenjave.

OH 2 je 2. stopenjski anionski izmenjevalni filter, namenjen odstranjevanju anionov silicijeve kisline (SIO 3 -), ki ostanejo po 1. stopnji OH anionizacije drugih anionov iz vode.

Ionsko razsoljevanje vode temelji na sposobnosti nekaterih praktično netopnih ionskih izmenjevalnih materialov, da vstopijo v ionsko izmenjavo

s solmi, disociiranimi na katione in anione, raztopljenimi v vodi, medtem ko enaka količina kationov ali anionov preide v raztopino, s katero se med regeneracijo periodično nasiči ionski izmenjevalec. Sposobnost ionskih izmenjevalnih smol je razložena z njihovo specifično zgradbo, sestavljeno iz trdne, v vodi netopne molekularne mreže, na katero so na površini in v notranjosti pritrjene kemično aktivne funkcionalne skupine atomov ionskega izmenjevalca. Vsaka molekula je trden elektrolit. Zaradi elektrolitske disociacije ionskega izmenjevalca nastane okoli v vodi netopnega jedra ionska atmosfera z mobilnimi ioni, ki so sposobni izmenjave. Odvisno od narave aktivnega funkcionalne skupine Ionski izmenjevalec, njegovi mobilni, izmenljivi ioni, imajo lahko pozitivne naboje in takrat se ionski izmenjevalec imenuje "kateonit" ali negativne naboje - ionski izmenjevalec se imenuje "anionski izmenjevalec".

Glede na svojo sposobnost so ioni, ki vstopajo v izmenjavo z ionskimi izmenjevalci v vodi, razporejeni v naslednjem vrstnem redu:

Kationi ׃ H + → Fe 2+ → Ba 2+ → Sr 2+ → Ca 2+ → Mg 2+ → K + → NH 4 + → Na +

Anioni׃ SO 4 2- →CL - →NO 3 - →HCO 3 - →HsiO 3 -

Vsak prejšnji ion je sposoben izpodriniti naslednjega iz ionskega izmenjevalca, če v tem ionskem izmenjevalcu ni presežka prejšnjega iona; Če pride do presežka, je možna povratna reakcija. Različne aktivnosti so posledica različne mobilnosti ionov.

H-kationizacija

Med H-kationizacijo se vsi kationi v vodi nadomestijo z vodikovim kationom. Filtrirni medij (kationska izmenjevalna smola) je konvencionalno razdeljen na 4 cone

Zgornja cona je nasičena s kalcijem in magnezijem;

Pod vrhom je območje, v katerem so natrijevi ioni izpodrinjeni z ioni

kalcij in magnezij;

Spodaj je cona substitucije H-kationa z natrijevim kationom;

Še nižje je cona H-kationske izmenjevalne smole, ki še ni vključena v reakcijo kationske izmenjave.

Ko kationski izmenjevalec absorbira soli trdote, se višina cone s Ca 2+ poveča in premakne navzdol. Takoj, ko se območje zamenjave H-kationskega izmenjevalca z natrijevim kationom premakne na spodnjo mejo kationskega izmenjevalca, začne ion Na + uhajati v filtrat. Na začetku prehajanja očiščene vode skozi filter v vodi po H-kationskem filtru je kislost blizu vsote koncentracij klorov in sulfatov v izvorni vodi, ko pa natrij prodre v filtrat, se kislost zmanjša glede na količino koncentracije natrija v v tem trenutku. Takoj ko nasičenost kationskega izmenjevalca z natrijem doseže spodnjo mejo, kislost pade na nič. Z nadaljnjo obdelavo vode skozi ta filter se bo v filtratu pojavila alkalnost, ki bo naraščala in postopoma dosegla alkalnost izvorne vode.

1. stopnja H-kationizacije je namenjena zamenjavi vseh kationov, ki jih vsebuje filtrirana voda, za vodikov kation v izmenjevalniku H-kationa.

2. stopnja H-kationizacije je namenjena izmenjavi, predvsem preostalega natrija, po prvi stopnji H-kationizacije in kationov Na +, izpranih iz nizkobazičnih filtrov. Regeneracija kationskega izmenjevalca se izvede s prehodom skozi raztopino žveplove kisline spremenljive koncentracije zaporedno od 2. stopnje do 1. stopnje (H - kationski izmenjevalni filter 2. stopnje, H-kationski izmenjevalni filter 1. stopnje glavni in končno na zgornjega). To omogoča zmanjšanje porabe kisline za regeneracijo, zmanjšanje odvajanja odpadne vode in povečanje cikla filtra.

OH anionizacija

Pri H-kationizaciji vode ostanejo v filtratu močni kisli anioni SO 4 2-, C1 -, NO 3 in šibko kisli anioni HCO 3 -, HsiO 3 .

Med anionizacijo OH se vsi anioni v vodi nadomestijo z OH -.

2 Opis obstoječe sheme avtomatizacije

Ta shema avtomatizacije procesa temelji na uporabi lokalnih orodij za avtomatizacijo. Shema za regulacijo in nadzor pretoka, tlaka, nivoja uporablja pnevmatske naprave (13DD11, DPP2, UB-P, PV10-1E, PV10-2E, RPV4-2E, PKR2, PR3.31), temperaturo (KSP3, KSM3, KSP4, KSM4 , FSHL), analiza (AZhK3101, RN-meter).

Obdelava rečne vode pri predobdelavi (bistrenje in mehčanje vode v čistilnikih 7 po metodi apnenja s koagulacijo.)

Rečna voda prihaja iz generalnega kolektorja JSC SNOS v rezervoar 1. Nivo v rezervoarju 1 se regulira z ventilom LCV-137. centrifugalna črpalka 2, voda iz rezervoarja 1 z volumskim pretokom največ 700 m 3 / h (samodejno regulirana z ventilom FCV-135, nameščenim na vhodu čistilnika 7) se dovaja v toplotne izmenjevalnike 3 in vzporedno s 4 V toplotnem izmenjevalniku 3 se voda segreje na T = 30 °C ± 1 (T1RCA L H -138) para, ki prihaja iz povezovalnega omrežja s presežnim tlakom 0,7 MPa (7 kgf/cm 2). Temperaturo rečne vode po toplotnih izmenjevalnikih 3 samodejno uravnava ventil TCV-138, nameščen na dovodni liniji pare v toplotni izmenjevalnik 3. Kondenzat, ki nastane v toplotnem izmenjevalniku 3, se pošlje v toplotni izmenjevalnik 4 za dodatno hlajenje in nato v rezervoar 5. , od koder se črpalka 6 napaja v bazensko omrežje.

Iz toplotnih izmenjevalnikov se ogrevana voda dovaja v zračni separator čistilnika 7, od tam pa vstopi v spodnji stožčasti del mešalnika čistilnika vzdolž izhodne črte skozi tangencialni dovod. Tam se doda tudi apneno mleko in koagulantna raztopina (FeSO 4 ∙7H 2 O). Zaradi tangencialnega vnosa vode v mešalnik čistilnika, intenzivno rotacijsko gibanje pretok, ki zagotavlja dobro mešanje vode z reagenti. V tem primeru nastane kosmičasta usedlina, ki se konča v valjastem delu mešalnika v zgornji del ki je dobavljen flokulant (poliakrilamid PAA). Intenzivnost mešanja uravnava krmilna naprava, nameščena na dovodu vode

mešalnik čistilca.

V čistilniku 7 se rečna voda zbistri in mehča. Glavnina vode, ki vstopa v čistilnik, prehaja poleg kompaktorja gnojevke, na svoji poti naleti na zgornjo razdelilno mrežo, ki izenačuje obremenitev po površini prečnega prereza, in vstopi v žleb za zbiranje očiščene vode. Skozi zbirni žleb voda vstopi v sprejemno škatlo razdelilne naprave in nato gravitacijsko teče v posodo 14. Za odstranitev odvečnega "filtra za blato" s stalnim dovajanjem novih reagentov se del obdelane vode, skupaj z usedlino, ki jo odnese vstopi v kompaktor blata. Blato se po pihalnem vodu usmeri v blatnik 12, od koder se s črpalko 13 črpa v čistilno napravo. Iz blatne jame čistilnika se večji naplavine in mulj odvajajo z drenažo po cevovodu v drenažni kolektor in nato tudi v čistilno napravo.

Dodatno bistrenje z apnom koagulirane vode z mehanskimi filtri 16.

Voda, obdelana v čistilniku, se dodatno zbistri v mehanskih filtrih, da se odstranijo majhni kosmiči ostankov iz procesa koagulacije in apnenja. Iz čistilnika 7 teče z apnom koagulirana voda gravitacijsko v rezervoarje 14, od koder se s črpalkami 15 dovaja v čistilne 2-prekatne mehanske filtre 16 in po filtrih 16 zbira v rezervoarju 18. Mehanski filter je jekleno cilindrično telo. , katerih konci so zaprti s sferičnimi dni. Ohišje filtra je z ravnim dnom razdeljeno na dva prekata. Na vrhu vsake komore so razdelilni lijaki za enakomerno porazdelitev pretoka vode po celotnem preseku filtra. Na dnu vsake komore so reže razdelilne naprave za odvajanje očiščene vode. Material filtra je antracit. Obremenitev čistilnih filtrov se nadzoruje z merilnikom pretoka, nameščenim na izhodu iz filtra (FI-75, od 160 do 220 m 3 /h).

Razsoljevanje očiščene vode na bloku ionskih izmenjevalnih filtrov. Zmehčano vodo iz rezervoarja 18 dovaja črpalka 17 iz oddelka za predobdelavo v oddelek za ionsko izmenjavo, ki je sestavljen iz šestih blokov. Vsak blok vključuje dva

H-kationski izmenjevalec 19 in 20, en filtri OH-anionskega izmenjevalnika stopnja I. 21, en

H-kationski izmenjevalec 22 in en OH-anionski izmenjevalni filter 2 stopnji 23.

Produktivnost enega bloka (po FIR-151) je do 150 m 3 /h. Nastala delno razsoljena voda (PDW) z vsebnostjo silikata največ 200 μg/kg in vsebnostjo soli največ 5,0 mg/kg pri pH 7,0 do 8,0 iz vseh obratujočih enot skozi skupni zbiralnik vstopi v demineralizirano. rezervoar za vodo 24 24 rezervoarjev je opremljen z merilnikom nivoja (LIRA L H -150) z alarmom za minimalno 1000 mm in največ 5340 mm. Iz rezervoarja 24 se delno demineralizirana voda dovaja s črpalko 25 z volumetričnim pretokom največ 300 m 3 /h (merilec pretoka FIR-83) v blok 10 za pripravo globoko demineralizirane vode, ki napaja kotle na odpadno toploto. enoto za amoniak in črpalko 26 z volumetričnim pretokom do 117 m 3 /h (FIR-222) za vbrizgavanje v hladilnike zraka (ACO). Iz rezervoarja 24 črpalke 25 iz linije CHOV do bloka 10 dovajajo kemično prečiščeno vodo (CPW) v zbiralnik vode za poenotenje, da popravijo kazalnike kakovosti, ki jih aminira. Pretok aminirane vode po črpalkah 28 regulira ventil FCV-91g. Raztopino z nizko vsebnostjo amoniaka zahtevane koncentracije pripravimo v posodi 29 z redčenjem močne, razsoljene vode. raztopina amoniaka koncentracija 25-50%, uvožena iz enote amoniaka.

Spuščanje CWW v zbiralnik bazenske vode se prav tako izvaja iz rezervoarja 24 neposredno s črpalkami 27 in se dopolnjuje z raztopino iz rezervoarja 29 z dozirnimi črpalkami 30. Pretok dovoda CWW v zbiralnik bazenske vode regulira FCV -90 ventil. Pri zaustavitvi črpalk 25 in 27 je nameščen svetlobni in zvočni alarm.

Tabela 1 - Tehnološki pogoji

Ime stopenj procesa, naprav, indikatorjev načina	Številka položaja naprave na diagramu		Dopustne meje tistih. parametri	Opomba
Temperatura izvorne vode na dovodu pare v toplotni izmenjevalnik poz				Indikacija, registracija, regulacijski alarm
Nadaljevanje tabele 1
Tlak na izpustnem cevovodu črpalk 8.			ne več kot 1,0 (10)
Tlak na izpustnem cevovodu črpalk 11.			ne več kot 1,0 (10)
Instrumentacijski zračni tlak na vhodu v instalacijo.				Indikacija, alarm
Tlak na cevovodu za dovod pare v čistilno napravo za hladno vodo.			ne več kot 0,7 (7,0)	Navedba, registracija
Pretok izvorne vode v cevovodu pred rezervoarji 1.			ne več kot 700	Navedba, registracija
Pretok izvirske vode na vhodu v čistilnik 7			ne več kot 700	Navedba, ureditev registracije
Poraba očiščene vode iz mehanskih filtrov 16.			znotraj 160-220	Indikacija
Pretok pare na vstopu v čistilno napravo za hladno vodo.			ne več kot 40	Registracija indikacije
Pretok kondenzata na izhodu iz enote			ni standardizirano	Registracija indikacije
Tlak na izpustni cevi črpalke 30.			ne več kot 1,0 (10,0)	Indikacija, alarm, blokada
Poraba zmehčane vode na vstopu v enote za razsoljevanje (1-6).			ne več kot 150	Navedba, registracija
Poraba demineralizirane vode na blok 10 iz črpalk 25			ne več kot 300		Navedba, registracija
Poraba demineralizirane vode na čistilni napravi iz črpalk 26.			ne več kot 117		Navedba, registracija, ureditev
Raven blata v rezervoarju 12			znotraj 240-2240		Indikacija, alarm
Nivo kondenzata v rezervoarju 5			znotraj 400-2000
Raven raztopine železovega sulfata (FeSO4) v posodi 9.			znotraj 400-1700
Poravnajte raztopino poliakrilamida (PAA) v posodi 10.			znotraj 450-2950		Indikacija, registracija, alarm
Nadaljevanje tabele 1
Nivo zmehčane vode v rezervoarju je 14.			znotraj 300-8000		Indikacija, registracija, regulacija, alarm
Nivo demineralizirane vode v rezervoarju je 24.			znotraj 300-6640		Indikacija, registracija, alarm
Nivo demineralizirane vode v rezervoarju je 29.			med 300-4000		Indikacija, registracija, alarm

Tabela 2 - Seznam zapor in alarmov

Ime parametra	Ime opreme	Zaklepanje		Signalizacija		Udarne operacije.
1. Temperatura vode vira, Т1RCA L H -138,°С.	Cev izvorne vode za toplotnim izmenjevalnikom 3.					Avtomatsko krmiljenje temperature izvorne vode z dovajanjem pare v izmenjevalnik toplote 3.
2. Vodostaj izvira, LIRCA L H - 137, mm	Zmogljivost 1					Avtomatska regulacija pretoka vode z ventilom na liniji za dovod bele vode v posodo 1.
3. Libela za zmehčano vodo, LIRA L H -135, mm	Zmogljivost 14					Regulacija pretoka vode v čistilnik 7.
4. Nivo prečiščene vode, LIRCA L H -139, mm	Zmogljivost 18					Regulacija vodostaja pri 18
5. Nivo raztopine železovega sulfata (FeSO4), LIRA L H -101, mm	Zmogljivost 9

Nadaljevanje tabele 2

6. Nivo raztopine poliakrilamida (PAA), LIRA L H -102, mm	Kapaciteta 10					Vzdrževalno osebje napolni posode ali preneha s polnjenjem, odvisno od tega, ali se prižgejo zgornje ali spodnje luči.
7. Stopnja blata, LIA L H -103, mm	Zmogljivost 12					Črpanje blata, ko je rezervoar napolnjen.
8. Stopnja kondenzata, LIRA L H -110, mm	Zmogljivost 5					Črpanje kondenzata, ko se rezervoar polni v zbiralnik bazena.
9. Nivo demineralizirane vode, LIRCA L H -150, mm	Kapaciteta 24					Regulacija produktivnosti na napravi za razsoljevanje s pretokom vode do filtrov
10. Nivo demineralizirane vode, LIRA L H -231/3, mm	Zmogljivost 29					Ko se nivo zniža ali poveča, osebje začne ali preneha jemati vodo iz posode 29.
11. Tlak na izpustnem cevovodu PIS H A H -191, MPa (kgf / cm 2)	Merilna črpalka 8					Samodejna zaustavitev črpalke s svetlobnim in zvočnim alarmom.
12. Tlak na izpustnem cevovodu Р1S H A H -192,MPa (kgf/cm2)	Merilna črpalka 11
13. Tlak na izpustnem cevovodu P1S H A H -47, MPa (kgf / cm 2)	Merilna črpalka 30					Samodejna zaustavitev črpalke s svetlobnim in zvočnim alarmom.

3 Utemeljitev potrebe po strukturi avtomatizacije za kemično čistilno napravo

Trenutno se kot krmilno-regulacijski sistem uporablja sistem »START«, glavno sredstvo krmiljenja in regulacije so pnevmatske primarne in sekundarne naprave. Njihova uporaba ima številne pomanjkljivosti:

Z instrumenti, ki se nahajajo na nadzorni plošči v nadzorni sobi, operater ne more hkrati nadzorovati več parametrov in hkrati spremljati delovanja procesne opreme in aktuatorjev;

Če pride do mehanskih poškodb naprav, je pravilna izvedba tehnološkega procesa onemogočena;

Pri padcu temperature okolja so možni prelomi impulznih vodov, pnevmatskih kablov in odpovedi merilnih delov naprav;

pri ročno upravljanje tehnološki proces, lahko najmanjša človeška zmeda in nepravočasen vpliv na proces povzroči različne resne posledice;

Trenutne naprave za evidentiranje stroškov surovin, izdelkov in energentov ne omogočajo avtomatiziranega izračuna ekonomskih kazalcev.

Predmetni projekt vključuje rekonstrukcijo avtomatskega krmilnega sistema naprave za kemično čiščenje vode. Odprava naštetih pomanjkljivosti z uvedbo centraliziranega avtomatiziranega sistema vodenja na osnovi mikroprocesorskih naprav, izdelava delovne postaje operaterja, uvedba novih naprav ter zamenjava pozicijske kontrole s kontinuirano kontrolo. Avtomatizacija vodi do izboljšanja glavnih kazalnikov učinkovitosti proizvodnje: povečanja količine izdelkov, izboljšanja kakovosti in znižanja stroškov proizvedenih izdelkov ter povečanja produktivnosti dela. Izvedba avtomatske naprave zagotavlja visoko kakovost izdelkov, zmanjšanje napak in odpadkov, zmanjšanje stroškov surovin in energije, zmanjšanje števila ključnih delavcev, zmanjšanje investicijskih stroškov za gradnjo in podaljšanje časa med popravili opreme.

Uvedba posebnih avtomatskih naprav spodbuja nemoteno delovanje opreme, odpravlja poškodbe in preprečuje kontaminacijo atmosferski zrak in rezervoarji z industrijskimi odpadki.

IN avtomatizirana proizvodnja oseba preklopi na ustvarjalno delo - analiziranje rezultatov upravljanja, ustvarjanje nalog in programov za avtomatske naprave, nastavitev kompleksnih avtomatskih naprav itd. S povečanjem kvalifikacij in kulturne ravni delavcev je meja med fizičnim in duševnim delom zabrisana.

4 Opis razvitega FSA

Rekonstrukcija avtomatiziranega sistema vodenja procesov za kemično čistilno napravo je sestavljena iz izdelave večnivojskega avtomatiziranega krmilnega sistema, ki ga sestavljajo nižji (terenski), krmilni in operaterski nivo.

Na nižji ravni se senzorska oprema uporablja za zbiranje primarnih informacij o napredku nadzorovan proces, kot tudi aktuatorje za neposredno krmiljenje procesa.

Nivo krmilnika zagotavlja:

Zbiranje in primarna obdelava podatkov iz senzorske opreme;

Matematična obdelava začetnih procesnih podatkov;

Logično-programsko krmiljenje;

Tehnološki alarm;

Predhodno arhiviranje izračunanih in začetnih podatkov

Za organizacijo ravni krmilnika se uporabljajo splošni ali splošni krmilniki poseben namen, ki jih je možno združiti v omrežje na osnovi vmesnika RS232C/485 po protokolu Bell202 ali Modbus s hitrostjo menjave do 19,6 Kbit.

Operaterski nivo je namenjen vizualizaciji nadzorovanega tehnološkega procesa, arhiviranju, ažurnemu poseganju v potek tehnološkega procesa in izdelavi poročil.

Rekonstrukcija obstoječega avtomatiziranega nadzornega sistema je sestavljena iz naslednjih glavnih faz:

Vgradnja novih inteligentnih senzorjev temperature, nivoja in tlaka za zbiranje in daljinski prenos podatkov o procesnih parametrih;

Namestitev novih inteligentnih merilnikov pretoka za zbiranje in obdelavo informacij o porabi surovin in izdelkov;

Uvedba logičnih programabilnih krmilnikov za avtomatsko vodenje nivoja, tlaka, pretoka in temperature v tehnoloških procesih;

Izdelava avtomatizirane delovne postaje za operaterja kemične čistilne naprave;

Zamenjava diskretno delujočih aktuatorjev in regulacijskih teles z zveznimi mehanizmi in telesi.

Prejeti potrebne informacije o parametrih tehnološkega procesa v realnem času, centraliziranem prikazu teh informacij in vodenju procesa so v projektu uporabljeni naslednji senzorji - primarni pretvorniki.

1) Temperaturni senzorji

Termoelektrični pretvornik TSPU - 055 z merjenim temperaturnim območjem -50...50°C, ki zagotavlja neprekinjeno pretvorbo vrednosti izmerjenega parametra v enoten tokovni signal 4-20 mA.

2) Senzorji tlaka

Za merjenje tlaka na HVO inštalaciji predlagam uporabo primarnega pretvornika tlaka Metran - 43 - Ex - DI, ki zagotavlja neprekinjeno pretvorbo vrednosti izmerjenega parametra v enoten tokovni signal 4-20 mA.

3) Senzorji nivoja

Senzor hidrostatičnega tlaka (nivoja) Metran-43F-DG 3595, zagotavlja neprekinjeno pretvorbo vrednosti izmerjenega parametra v enoten tokovni signal 4-20 mA, nameščen neposredno na prirobnici naprave, v kateri se meri nivo, ima vgrajen mikroprocesorski pretvornik, zaradi česar je v prednosti pred podobnimi senzorji z analognim pretvornikom za meroslovne, funkcionalne in obratovalne kazalnike.

4) Senzorji pretoka

Za pridobivanje podatkov o porabi vode, zraka, reagentov in pare smo v projektu uporabili naslednje pretvornike pretoka.

Vortex-akustični pretvornik pretoka Metran-300PR, meja merjenja 0,18…700 m 3 /h, izhodni signal - enotni tok 4-20 mA. Ta pretvornik uporablja princip ultrazvoka

zaznavanje vrtincev, ki nastanejo v toku tekočine, ko teče okoli nje

prizma, ki se nahaja čez tok. Prednost tega

Pretvornik je sestavljen iz možnosti preverjanja na kraju samem brez demontaže, velikega medpreveritvenega intervala in samodiagnoze. Nameščen na cevovodu AMZh-1 na vhodu v izotermno skladišče, pos. 301

Inteligentni vrtinčni merilnik pretoka Fisher-Rosemount model 8800, izhod 4–20 mA. Uporablja princip določanja frekvence vrtincev, ki nastanejo v toku merjenega medija pri obtoku telesa posebne oblike, ki je premosorazmeren s hitrostjo gibajočega se medija. Ta pretvornik, zahvaljujoč uporabi digitalne tehnologije, omogoča merilniku pretoka maksimalno natančnost in zanesljivost meritev.

5) Naprave za pridobivanje in obdelavo podatkov

Projekt uporablja skupino programabilnih modularnih krmilnikov Twido podjetja Schineider Electric kot glavno napravo za zajemanje in obdelavo podatkov. Možna je vgradnja šestih modularnih krmilnikov TWD LMDA 20DRT z različnim številom razširitvenih modulov (analogni in diskretni vhodno/izhodni moduli). Krmilnik je namenjen zbiranju, primarni obdelavi in ​​predhodnemu arhiviranju informacij o porabljenih in dobavljenih energentih, kot so voda, zrak, para, reagenti.

Twido PC opravlja naslednje tehnološke funkcije:

Regulacija nivoja v rezervoarjih 1 in 18 v skladu z danim krmilnim zakonom;

Regulacija temperature 3 z vplivanjem na aktuator, ki se nahaja na dovodu pare na vstopu v izmenjevalnik toplote;

Regulacija delovanja čistilnika z vplivom na aktuator, ki se nahaja na vodovodni napeljavi na 7;

Regulacija pH čistilnika z vplivom na aktuator, ki se nahaja na dovodnem vodu apna pri 7;

Regulacija pretoka vode po 28 in 27 z vplivom na aktuator, ki se nahaja na izpustnem vodu črpalke;

Pretvorba in prikaz informacij o parametrih

tehnološki proces preko vmesnika RS232/485 do operaterske postaje.

Kompaktni programabilni krmilniki Twido se uporabljajo v majhnih sistemih avtomatizacije. Odlikujejo jih visoka zmogljivost procesorja, veliko število vhodov/izhodov, napajalna napetost 100-240V AC in zagotavljajo napajanje senzorjev z napetostjo 24V DC.

Prednosti kompaktnih računalnikov Twido:

Veliko število vstopnih/izstopnih točk (do 24 točk), z majhnimi zasedenimi dimenzijami, vam omogoča zmanjšanje velikosti plošč, kjer so pomembni parametri zasedenega prostora;

Različni razširitveni in dodatni moduli uporabniku zagotavljajo prilagodljivost na velikih platformah krmilnikov. Zmogljivosti V/I kompaktnega krmilnika TWD LMDA4 je mogoče razširiti s priključitvijo do sedmih diskretnih razširitvenih modulov V/I (ki se ujemajo s konfiguracijami 14 V/I točk) in dodatnih modulov, kot so digitalni zaslon, pomnilniška kartuša, kartuša z uro realnega časa, in tudi dodatna komunikacijska vrata z vmesniki RS485 ali RS232C;

Za priključitev razširitvenih modulov na krmilnik je na voljo več možnosti povezovanja, kot so odstranljive vijačne sponke in vzmetni konektorji, ki zagotavljajo preprosto, hitro in varno povezavo;

Uporaba zaslona in vgrajenega pomnilnika omogoča konfiguracijo, prenos in varnostno kopiranje aplikacij. Digitalni zaslon se lahko uporablja kot orodje za lokalni prikaz in prilagajanje. Pomnilniški moduli EEPROM omogočajo varnostno kopiranje programov in prenos na kateri koli kompaktni računalnik Twido;

Programska oprema Twido Soft omogoča preprosto programiranje z uporabo jezikovnih navodil Instruction List ali grafičnih objektov v jeziku Ladder;

Kompaktni krmilniki imajo dva analogna potenciometra, ki se nahajata na sprednji plošči. Vrednosti potenciometra so shranjene v

sistemske besede in se posodobijo po vsakem programskem ciklu.

Za možnost priključitve senzorjev z analognimi izhodnimi signali na krmilnik in regulacijske aktuatorje je v projektu predvidena priključitev dodatnih analognih vhodno/izhodnih razširitvenih modulov. Vsak krmilnik je povezan z dvema moduloma TWD AMI 2HT z 2 vhodoma in 1 izhodom visoki ravni

Dodatno sta na krmilnik priključena adapter RS485 TWD NAC485D (za komunikacijo z operatersko postajo preko dodatnega priključka) in digitalni zaslon TWD XCP ODC.

Programiranje krmilnikov se izvaja s programsko opremo Twido Soft, preko vgrajenega serijskega priključka mini-DIN tipa RS485.

Za izdelavo operaterske delovne postaje za napravo za kemično obdelavo, ki temelji na IBM-kompatibilnem osebnem računalniku, projekt predvideva uporabo sistema SCADA, ki temelji na programski opremi Monitor Pro podjetja Schineider Electric.

Ta izdelek temelji na današnjih odprtih in standardnih tehnologijah in ponuja celoten nabor preprostih za uporabo grafične funkcije za vizualizacijske sisteme.

Programska oprema za nadzorni nadzor in pridobivanje podatkov (SCADA) Monitor Pro vključuje osnovne pakete za ustvarjanje nadzornih nadzornih in nadzornih aplikacij ter dodatne elemente (možnosti), ki izboljšujejo funkcionalnost teh paketov za tako specializirane aplikacije, kot so procesi statističnega nadzora procesov ali integracija z bazami podatkov .

Obstajajo štiri različne osnovne možnosti izdelek glede na velikost razpoložljive podatkovne baze v realnem času in največje število vhodno/izhodnih procesnih parametrov (oznak). Na splošno je funkcionalnost vseh teh možnosti enaka v vseh različicah osnovnega operacijskega sistema. To olajša selitev aplikacij z ene platforme na drugo. Trenutno je Monitor Pro zasnovan za delo pod operacijski sistemi Windows NT, Windows 95 in 98. Celoten obseg možnosti Monitor Pro je na voljo v sistemu Windows NT. V operacijskih sistemih Windows 95 in 98 je na voljo omejeno število možnosti. Monitor Pro ni različice OS/2.

Monitor Pro je večuporabniški SCADA aplikacijski strežnik v realnem času za avtomatizacijo proizvodnih in tehnoloških procesov. Omogoča zbiranje pomembne informacije iz številnih instrumentov in naprav industrijskega objekta in ga nato razdeli po podjetju (organizaciji).

Monitor Pro to zagotavlja bistveni elementi Funkcionalnost sistema SCADA, kot so zgodovinski podatki, alarmi in statistični nadzor procesov. Poleg tega posodobljena baza podatkov Monitor Pro zagotavlja edinstveno razširljivost – aplikacije lahko obravnavajo več kot 2 milijona oznak.

Vizualizacijske funkcije Monitor Pro se uporabljajo za:

Branje vrednosti spremenljivk iz PLC-ja in prikaz teh spremenljivk na zaslonu;

Upravljanje in nadzor sistemov s procesno regulacijo;

Arhiviranje v bazo podatkov vrednosti spremenljivk PLC ali internih spremenljivk krmilnega sistema;

Vgrajena programska oprema za obdelavo podatkov.

Povezava s PLC-jem je preko Modbusa in se izvaja preko vmesnika RS 485B v multidrop načinu.

Zaključek

Tečajni projekt je obravnaval vprašanje rekonstrukcije avtomatiziranega krmilnega sistema kemične čistilne naprave delavnice št. 54 OJSC SNOS.

Razviti krmilni sistem temelji na uporabi strojne in programske opreme podjetja Schineider Electric. Posebna prednost tehnologije Schineider Electric je, da pokriva vse ravni avtomatizacije, kar vam omogoča, da se izognete težavam z združljivostjo, razširljivostjo in dosežete visoke stopnje hitrosti, funkcionalnosti in zanesljivosti.

Uvedba sistema bo z učinkovitim avtomatiziranim vodenjem procesov zagotovila visoko kakovost izdelkov, znižane stroške surovin in energije, zmanjšano obremenitev servisnega osebja ter zmanjšane škodljive emisije v ozračje.

Kot rezultat izračunov je bil ocenjeni ekonomski učinek rekonstrukcije avtomatiziranega sistema za vodenje procesov v višini 1022.120 tisoč rubljev, ki je bil dosežen zaradi znižanja proizvodnih stroškov; doba vračila vgrajene opreme je bila 0,79 leta.

Seznam uporabljenih virov

1 Bashlykov A.A., Karev A.A. SCADA sistemi. - Senzorji in sistemi, 2003, št. 3, str. 27-35.

3 Verevkin A.P., Denisov S.V. Sodobne tehnologije vodenja procesov: Učbenik. Priročnik - Ufa: Založba USNTU, 2001. - 86 str.

4 Grevcov V.V., Strashun Yu.P. Družina programabilnih industrijskih krmilnikov SM1820.PK // Senzorji in sistemi. 2000. št. 1.

5 Klinačev N.V. Teorija sistemov avtomatska regulacija in upravljanje: izobraževalni in metodološki kompleks. - Različica brez povezave 3.5. - Čeljabinsk, 2004. - 655 datotek, ilustr.

6 Tehnološki predpisi delavnice št. 54 JSC "Salavatnefteorgsintez".

7 Shkamarda A.N., Strashun Yu.P. Programski in strojni kompleksi SM1820M za ustvarjanje sistemov avtomatizacije v industriji // Senzorji in sistemi. 2000. št. 1.

Risbe:

Prenos: Nimate dostopa do prenosa datotek z našega strežnika.

Eno izmed področij, ki so najbolj dovzetna za obseg, kjer danes brez mehčalnic ni mogoče, je toplotna in elektroenergetika. Da bi imeli ljudje oskrbo s toplo, pa tudi hladno vodo in ogrevanje v hladnem vremenu, vse leto pa s toplo vodo, je treba skrbeti za kakovost tehnične vode. zato kemična obdelava vode kotlovnicše vedno prevladuje mesto med razpoložljiva sredstva dobiti gladke površine opreme, brez večjega truda.

Kakšen je opis dela operaterja kemične obdelave vode v kotlovnici?

Za pitno vodo veljajo posebne zahteve. Absolutno vsi vedo za to. Če hoče aparatčik imeti zdravje, mora najprej uživati ​​ne samo kakovostno hrano, ampak tudi enako kakovostno vodo. Zato bo čiščenje vode na katerem koli območju ali okolju, kjer ljudje živijo, neločljivo povezano neposredno s čiščenjem pitne vode. Toda kakšna je povezava med operaterjem kemične obdelave vode kotlovnice in ne samo?

Potreba po vodi se ne kaže samo v tem, da človek nekaj poje in popije. Tu so prve zahteve po procesno vodo. Obstaja več gospodinjskih zahtev za domačo vodo, ki zahtevajo čisto tehnično vodo in ni posebne potrebe po kakovosti pitne vode.

Obstaja tudi ogrevanje, ki prav tako pusti svojo neizbrisno usedlino na površini. Hkrati je opis dela operaterja spremljanje delovanja kotlovnice in njenih sistemov. In že na tem področju bi morala biti vsaj kemična obdelava vode v kotlovnici obvezno, razen če je lastnik ogrevalnega sistema izbral drug način za mehčanje tehnološke vode. Pri kotlu je kakovostno čiščenje vode neposredno povezano z življenjsko dobo opreme. Čistejša ko je voda dovedena v kotlovnico, dlje in kakovostneje kotlovnica deluje. Pravočasna dobava zmehčane vode v sistem pomeni le eno stvar: notranje površine ne samo bojler in pripadajoča oprema, tudi vodni kamen se v prihodnje ne bo več nastajal na površinah gospodinjskih aparatov, kar pomeni, da ne bo več težav z vodnim kamnom, ki tako zlahka nastaja in ga je tako težko odstraniti, s hudimi posledicami.

Pomeni mehčanje:

• Je tudi protikorozijska rešitev;
• To je antibakterijska raztopina.

Kot veste, lahko kemikalije dodajamo vodi iz različnih razlogov in samo mehansko čiščenje odstranjevanje trdnih nečistoč iz vode ne zahteva njihove uporabe. Res je, nemogoče je reči, da kemikalije sploh niso potrebne. Med filtracijo se lahko v mehanskem čistilniku nabirajo bakterije. Začnejo cveteti in s tem bistveno zmanjšajo prepustnost filtrirne postelje.

Na kateri stopnji najpreprostejšega sistema za čiščenje vode je mogoče uporabiti kemično čiščenje vode? Za kotlovnice je takšno čiščenje uporabno in je možno uporabiti magnetno ali elektromagnetno obsevanje kot postopek čiščenja; možnosti zaenkrat še ni.

Najenostavnejša shema čiščenja vode se vedno začne z delom bistrenja. Dobiti čista voda, najprej upoštevajte opis dela upravljavca in šele nato odstranite vse vidne trdne nečistoče iz vode. In ker lahko kotlovnice, zlasti v zasebnih hišah, uporabljajo primarno vodo, bo čiščenje ali mehansko čiščenje v takem sistemu obvezni element. Tu bodo odstranjene vse vidne nečistoče, ki povzročajo motnost vode.

Če so v vodi kovinske soli, je čas, da odstranite silicijeve soli in železove soli. Nato se nujno odstranijo bakterijske nečistoče in pride na vrsto mehčanje. Kemična obdelava vode v kotlovnicah pogosto vključuje neposredno mehčanje kotlovne vode z dodajanjem kemičnih reagentov. Potem je vse odvisno od vrste kotlovnice in pismenosti operaterja, ker naslednji koraki so lahko specifični, kot je izločanje raztopljenih plinov. Za parno kotlovnico so takšne nečistoče v vodi uničujoče. Lahko povzročijo okvare in hitro obrabo.

Vsako kemikalijo spremlja tvorba novih snovi, ki se nato bodisi raztopijo v vodi ali precipitirajo in tako omogočijo, da se voda popolnoma očisti nezaželenih nečistoč, brez dodatnih stroškov. Toda s prihodom naprav brez reagentov tako imenovani HVO izgublja svoj pomen.

Kotlovnice in problemi njihove obdelave

Kotlovnica se povprečnemu potrošniku zdi nekaj naravnega. Ali je takšna voda potrebna kakršno koli obdelavo, saj centralizirano čiščenje popolnoma pripravi vodo za uporabo v takem sistemu? V tem primeru navadna oseba pozabi na koncept vodnega kamna in oblog vodnega kamna na notranjih površinah opreme.

Vsi iz prve roke vedo, do česa vodi slaba kakovost vode doma, na podeželju, v zasebni koči. Okvare kotlov in pogostost menjave kotlička vsakih šest mesecev so jasen dokaz o delu voda slabe kakovosti. Za kotlovnico lahko proces, ki se začne z lestvico, povzroči bolj oprijemljive posledice.

Glavni namen dela je zagotoviti mestu ali vasi oskrbo s toplo vodo in toploto v hišah. Da bi to naredili, je treba vodo stalno segrevati, brez prekinitev, 24 ur na dan, vse leto. Za takšne postopke mora zmehčana voda nemoteno vstopiti v sistem na enak način. Kako to zagotoviti? Samo s čiščenjem in pripravo vode na spletu, neprekinjeno.

Ta učinek je mogoče doseči na kakršen koli način, ena od različic pa je kemična obdelava vode v kotlovnicah. Surova voda vstopi v kotlovnico, to je slabo prečiščena. V vsakem primeru nihče ni posvečal pozornosti vprašanjem odprave togosti. Da bi vodo prenesli naprej v sistem, jo ​​je treba segreti. Kaj pravzaprav počne toplotni izmenjevalnik. To je določena težava za delo operaterja kotlovnice. Najprej se voda segreje na temperaturo, ki ni višja od 30 stopinj. V tako rahlo segretem stanju se vodni kamen šele začne tvoriti, zato voda v nujno Nato se pošljejo v mehčalce kationskega tipa.

Tukaj se voda filtrira skozi kationsko ionsko izmenjevalno smolo. V njej ostanejo soli trdote, natrijeve soli pa gredo v novo mehko vodo.

HVO

To vrsto čiščenja iz določenih razlogov uvrščamo med kemične. Tukaj morajo potekati določene kemične reakcije in upoštevana je bila vrsta čiščenja HVO. Toda neposredno med postopkom filtracije pride do kemičnih reakcij, vendar se ne uporabljajo dodatne kemikalije. Ene ione preprosto nadomestijo drugi. Ko pa se obnavljajo zamašene kartuše, potem se vsekakor uporabljajo kemikalije, saj... Soli trdote je mogoče odstraniti iz smole samo z močnim napadom zelo slane raztopine.

Kar zadeva običajne, so bili po analogiji z njimi ustvarjeni razpršilniki z avtomatsko krmilno enoto. Merijo električno prevodnost vode po določenem času. In če voda kaže visoko prevodnost električne energije, potem ima voda visok prag trdote. In to pomeni, da je čas, da v vodo vmešate mehčala in CWO. Analogija je enaka kot pri umivanju zaradi preventive. Samo z odmerjenim mehčanjem se soli trdote ne usedajo na površine, temveč reagirajo s kemikalijami in tvorijo usedlino, ki jo zlahka odnese, kar je zelo priročno za potrošnika. Res je, da stroškov kemikalij v tem primeru težko imenujemo ekonomični.

Kemična obdelava vode v kotlovnicah pomaga hitro rešiti problem nastajanja neželenih usedlin na površinah opreme. Če še nimate sredstev za magnetno ali elektromagnetno instalacijo, potem ima tako preprost način za hitro pridobivanje mehke vode pravico do življenja. Prav tako je v kotlovnici v podeželski hiši, kjer uporaba kotla ni stalna, smiselno izračunati stroške takšnega sistema kemične obdelave in popolne elektromagnetne obdelave. Kljub temu v ruski realnosti kraje ne smemo pozabiti. Lahko porabite denar za kompaktno magnetno namestitev, vendar bo odstranjena v šestih mesecih. Z dozirnikom reagenta je tveganje kraje manjše.

Obvezna metoda intenzifikacije procesa je uporaba predhodno padlega blata (sedimenta) kot kontaktnega medija. Voda, ki se giblje od spodaj navzgor, ohranja delce blata suspendirane in v stiku z njihovo površino.

Za izboljšanje tehnoloških lastnosti blata je priporočljivo poleg apna in koagulanta v čistilno vodo vnesti tudi flokulant. Poliakrilamid (PAA) ali uvoženi flokulanti se lahko uporabljajo kot flokulanti. Mehanizem delovanja flokulanta je, da molekule tega polimera adsorbirajo različne mikrodelce, ki jih vsebuje voda in nastanejo med procesom apnenja in koagulacije.

Uporaba flokulanta običajno izboljša bistrenje vode, ne poveča pa učinka odstranjevanja drugih nečistoč. Običajni odmerek flokulanta glede na 100% izdelek je 0,2-1,0 mg/l. Sredstvo za kosmičenje se običajno uvaja vzdolž toka vode za apnom in koagulantom ali pa se raztopina koagulanta in flokulanta uvaja skupaj.

Eden najpomembnejših dejavnikov v procesu predhodnega čiščenja vode v čistilniku je stabilnost doziranja reagentov.

Nadomestno dovajanje apna, bodisi s presežkom bodisi s pomanjkanjem, je nesprejemljivo: apnena voda se izkaže za nestabilno, saj se v njej nadaljuje proces zmanjševanja trdote in obstaja nevarnost nastanka karbonatnih usedlin na filtrirnem materialu mehanskih filtrov. .

Motnje v delovanju separatorja zraka so nesprejemljive, saj Zračni mehurčki, ki ostanejo v vodi, se oprimejo delcev blata in jih naredijo lažje, kar povzroči odstranitev blata iz čistilnika.

Voda, obdelana v čistilniku, tudi med normalnim delovanjem vsebuje določeno količino mehanskih nečistoč v obliki suspendiranih delcev različnih stopenj razpršenosti. Ko so pogoji delovanja čistilnika moteni, se zaradi odstranjenega blata močno poveča količina nečistoč.

Za odstranitev suspendiranega blata, ki vstopa v apneno koagulirano vodo, ga filtriramo skozi mehanske filtre, napolnjene z zdrobljenim antracitom. Pri premikanju skozi filtrirni material le-ta zadrži suspendirane snovi, ki jih vsebuje očiščena voda, in voda se zbistri. Odstranjevanje mehanskih nečistoč iz vode zaradi njihove adhezije na zrna filtrirnega materiala poteka pod vplivom adhezijskih sil. Sediment, ki se nabira v filtrirnem sloju, ima krhko strukturo in se pod vplivom hidrodinamičnih sil toka uniči, nekateri prej sprijeti delci se odtrgajo od zrn v obliki in se prenese na naslednje nakladalne plasti. Sčasoma, ko se usedlina kopiči v filtrirni plasti, se vloga njenih zgornjih plasti zmanjša in po ekstremni nasičenosti prenehajo bistriti vodo. Hkrati se poveča kontaminacija naslednje plasti itd. Ko celotna debelina nalaganja ne zadostuje za zagotovitev zahtevane popolnosti bistrenja vode, se koncentracija suspendiranih snovi v filtratu hitro poveča.

Ko se voda premika skozi filtrirni material, premaga upor, ki je posledica njenega trenja ob površino zrn filtrirnega materiala, kar je označeno s tako imenovano vrednostjo izgube tlaka.