Опыт проектирования и эксплуатации комплексов хво котельных на основе современного автоматизированного оборудования. Схемы химводоподготовки для котельных

Водогрейные котлы не могут долго работать на обычной водопроводной воде. Без химводоочистки её состав способен быстро вывести оборудование из строя. «ПромСервис» предлагает специальные реагенты и технологии, чтобы этому воспрепятствовать.

Химводоочистка — обязательный процесс для водогрейного оборудования промышленного масштаба. Он предусмотрен техническими требованиями к условиям эксплуатации.

Химводоподготовка в котельной предназначена:

• для очистки воды от солей и железа;
• связывания излишнего кислорода, повышающего коррозию;
• ХВО для котельной служит, чтобы скорректировать щелочность среды;
• создания защитного слоя, препятствующего разрушению металлического оборудования.

Химводоочистка может иметь 1 или 2 ступени. Один этап смягчения воды достаточен для частных домов и коттеджей. Для максимально возможной минимизации содержания солей необходимы обе стадии очистки воды. Этот процесс может быть постоянным или прерывным.

Химводоподготовка в котельной экономит средства

1. Нет необходимости выделять деньги на внеочередные ремонты.
2. Уменьшается количество плановых сервисных осмотров оборудования;
3. ХВО для котельной, убирая накипь и снижая коррозию, повышает КПД отопительной техники. Это значит, количество входящих ресурсов можно сократить.
4. Химводоочистка также значительно продлевает общий срок службы техники.

Химводоподготовка в котельной с «ПромСервис»

Наша компания реализует только самые эффективные агрегаты. ХВО и реагенты для котельной позволят использовать оборудование дольше, повышая тем самым общую эффективность системы отопления.

Звоните прямо сейчас. Мы обеспечим эффективную, экономически выгодную очистку воды.

Химводоочистка периодического действия для водогрейных котельных малой мощности

Производительность — 0,8-1,0 м3/ч

SR 20-63М	DC SP 61506
485$	445$

Комплект поставки АКВАФЛОУ SR 20-63M:

ХВО непрерывного действия для водогрейных котельных средней мощности

Производительность — 0,8 м3/ч

SR 20-63M	DC SP 61506
910$	445$

Без НДС. Оплата в рублях по курсу ЦБ РФ без дополнительных процентов. Со склада в Москве. Цены розничные, для постоянных заказчиков — существенные скидки.

2. многоходовой управляющий клапан с автоматической регулировкой по расходу воды;
3. бак-солерастворитель в сборе.

Комплект поставки АКВАФЛОУ DC SP 61506:

1. дозирующий насос с ж/к дисплеем и датчиком уровня;
2. водосчетчик с импульсным выходом;
3. герметичная емкость рабочего раствора с градуировкой.

Водоподготовка для паровых котлов 0,8-1,0 м3/ч (Na-катионные 2 ступени)

Производительность — 0,8 м3/ч

910$	450$	410$
SR 020/2-73	SR 20-63 T	DC SP 606

Без НДС. Оплата в рублях по курсу ЦБ РФ без дополнительных процентов. Со склада в Москве. Цены розничные, для постоянных заказчиков — существенные скидки.

Комплект поставки АКВАФЛОУ SR 20/2-73:

1. два фильтра в комплекте с катионитом и дренажно-распределительными устройствами;
2. многоходовой управляющий клапан с автоматической регулировкой по расходу воды;
3. бак-солерастворитель в сборе.
1. фильтр в комплекте с катионитом и дренажно-распределительными устройствами;

3. бак-солерастворитель в сборе.
1. дозирующий насос с ж/к дисплеем и датчиком уровня;

Комплект поставки АКВАФЛОУ SR 20-63T:

Комплект поставки АКВАФЛОУ DC SP 606:

Водоподготовка для паровых котлов 1,0 м3/ч (обессоливание обратным осмосом)

Производительность — 0,8 м3/ч

Без НДС. Оплата в рублях по курсу ЦБ РФ без дополнительных процентов. Со склада в Москве. Цены розничные, для постоянных заказчиков — существенные скидки.

Комплект поставки АКВАФЛОУ DC SP 606:

1. дозирующий насос с ж/к дисплеем и датчиком уровня;
2. герметичная емкость рабочего раствора с градуировкой.

Комплект поставки АКВАФЛОУ RO 40-1,0-L-PP:

Рамная конструкция, на которой располагаются следующие технологические блоки:

1. блок тонкой очистки;
2 .насос высокого давления;
3. мембранный блок;
4. блок химической промывки.

Комплект КИПиА (манометры, расходомеры, кондуктометр и датчики давления, шкаф управления с контроллером).

Комплект поставки АКВАФЛОУ SR 20-63 T:

1. фильтр в комплекте с катионитом и дренажно-распределительными устройствами;
2. многоходовой управляющий клапан с автоматической регулировкой по таймеру;
3. бак-солерастворитель в сборе.

Обязательным условием эффективной и долговечной эксплуатация любого оборудования, контактирующего с водной средой, является ее высокое качество. Методы грубой водоочистки не способны полностью устранять вредные примеси. В таких ситуациях необходима организация химводоподготовки или как ее еще называют химводоочистки - применение специальных технологий обработки воды, корректирующих ее химический состав.

Так, с помощью химических методов очистки воды можно устранить вещества, которые способны вызывать коррозию, а, следовательно, и приводить к поломке элементов оборудования и распределительной сети холодного и горячего водоснабжения. В системах теплоснабжения химводоподготовка позволяет защитить все элементы пароконденсаторного тракта, а также очищать теплообменное оборудование. Химические реагенты могут применяться и для ингибирования процессов отложения различных солей как на оборудовании, так и в ионообменных установках.

Некоторые примеры установленных нами систем химводоподготовки

ХВП котельной Санкт-Петербург

ООО "Завод АТИ"

ЗАО "Цитомед"

ХВО для Мариинского театра

Оборудование для систем отопления, кондиционирования, оборотного водоснабжения и котельных стоит достаточно дорого, но для того, чтобы оно прослужило долго, необходима профессиональная химводоподготовка и химводоочистка (улучшение качества воды до соответствия определенным требованиям), сокращенно ХВП или ХВО. После таких мероприятий котельные прослужат на 10-20 лет больше, а расход энергоносителя будет экономичнее на 20-40%.

В результате использования химводоочистки увеличивается производительность, продлевается срок эксплуатации устройств, предотвращаются аварийные ситуации на водопроводе.

Область применения ХВП

Химическая очистка воды являются одним из самых востребованных методов ХВО в промышленности и быту. Так, наиболее часто необходимость в использовании системы химводоподготовки возникает в следующих случаях:

1. При эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
2. В системах кондиционирования.
3. В сетях теплоснабжения.
4. В системах оборотного водоснабжения.
5. В промышленности, где требуется высокоочищенная водная среда.

Типовые решения ХВП для водогрейных и паровых котельных

Этапы химводоподготовки и реагенты

Суть ХВП - это очистка водной среды от различных веществ химическим способом с применением специальных реагентов, которые либо выполняют главную функцию в химводоочистке и водоподготовке (например, катиониты, коагулянты, флокулянты), либо используются как вспомогательный компонент, повышающий эффективность основного метода (антискаланты для систем обратного осмоса).

Любая система химводоподготовки требует предварительной очистки воды от грубых механических примесей, что позволяет провести дальнейшую химводоочистку более эффективно. Независимо от назначения и цели водоподготовки она должна включать:

• Снижение уровня жесткости - для этого вида ХВП используются специальные фильтры умягчения воды , принцип действия которых основан на катионных ионообменных смолах;
• Деминерализация - снижение концентрации различных солей. Наиболее действенными являются обратноосмотические установки , обеспечивающие ультратонкую очистку воды. Однако при больших объемах водопотребления преимущественно используются менее дорогостоящие технологии - ХВО с помощью специальных реагентов или ионообменные смолы;
• Коррекционная антикоррозийная химводоподготовка - позволяет предотвращать как кислородную, так и углекислотную коррозию в закрытых отопительных системах и контурах охлаждения;
• ХВО с целью очистки «рабочих» поверхностей от различных отложений (соединений железа, солей жесткости и др.) и повышения скорости их удаления;
• Угнетение роста микроорганизмов в замкнутых системах, включая оборотное водоснабжение. С этой целью используются химические методы очистки воды с биоцидами - специальными средствами с дезинфицирующими свойствами, которые способны подавлять рост бактерий, растворять биологическую пленку на внутренней поверхности труб и оборудования, ингибировать коррозию;
• Регенерация катионитов, которые использовались для обезжелезивания и умягчения. Средства для ХВП удаляют с поверхности ионообменных смол ионы солей железа и жесткости, позволяют сэкономить расход солевого регенерационного раствора, увеличить фильтрующую способность и продолжительность фильтроцикла.

Для точного дозирования реагентов для химводоподготовки используются специальные дозирующие насосы и системы, а для хранения приготовленных растворов ХВП - реагентные баки.

Какой способ химводоочистки выбрать?

Выбор системы ХВО довольно таки трудоемкий процесс, требующий специальных знаний и навыков. Кроме того, для правильного подбора необходимых в конкретном случае устройств и технологий химической очистки воды необходимы сведения о ее исходном качестве. Так, при выборе способа и реагента химводоочистки необходимо учитывать рН водной среды (при повышенной щелочности используются специальные реагенты в процессе умягчения), вид солей жесткости и материал, из которого изготовлено оборудование, контактирующее с водной поверхностью (медь, латунь, нержавеющая или углеродистая сталь).

Компания «Русватер» выполняет проектирование систем химводоподготовки и химводоочистки с применением современных технологий и качественных европейских реагентов. Обратившись к нашим специалистам вы сможете пройти все этапы в одной организации: начиная с исследования показателей химического состава воды и, заканчивая, выбором необходимых методов ХВО, подбором устройств и реагентов.

0

Курсовой проект

Автоматизация установки химводоочистки.

Введение............................................................................................... 3

1 Описание технологического процесса.............................................. 5

2 Описание существующей схемы автоматизации............................ 11

3 Обоснование необходимости структуры автоматизации

установки химводоочистки............................................................. 19

4 Описание разработанной схемы автоматизации.............................. 21

Заключение......................................................................................... 27

Список используемых источников..................................................... 28

Введение

Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда и улучшении качества продукции. Поэтому вопросом автоматизации в нашей стране уделяется огромное внимание.

Качество работы любой автоматической системы регулирования (АСР) зависит от того, на сколько хорошо она спроектирована, смонтирована, налажена и эксплуатируется. Современное производство развивается быстрыми темпами. Основная тенденция этого развития связана с укрупнением единичной мощности технологических машин и аппаратов и совершенствованием автоматических схем регулирования такими объектами. При этом совершенствование схем регулирования идет благодаря применению не только более совершенных и надежных средств регулирования детерминистских методов анализа и синтеза АСР, когда уравнение объектов и внешнее воздействие полагается известными, в настоящее время оправдано лишь для простейших систем или для предварительной оценки поведением системы и выбора параметра её настройки. В том случае, когда внешнее воздействие и характеристики объектов регулирования непрерывно изменяются и заранее не могут быть определены однозначно, возникает необходимость в использовании вероятных методов анализа и синтеза АСР. Настройка систем регулирования вероятностными с учетом реальных условий их работы позволяет в ряде случаев получить лучшее качество регулирования.

Щиты и пульты систем автоматизации предназначены для размещения на них приборов, сигнальных устройств, аппаратуры автоматического управления, регулирования, защиты, блокировки и др.. в щитовых помещениях, как правило, предусматриваются условия, соответствующие условиям окружающей среды нормальных помещений, если примененные средства автоматизации не требуют для своей работы специальных условий.

Щитовые помещения не должны подвергаться воздействию вибраций, магнитных полей.

При проектировании схем автоматизации особое внимание стоить уделить правильному выбору микропроцессорных контроллеров. Микроконтроллеры

МК относятся к классу программно-аппаратных средств и ориентированы на решение конкретной задачи или набора однотипных задач.

Их внедрение — основное направление повышения уровня автома-тизации технологических процессов. По назначению они делят-ся на два типа: первый — МК, предназначенные для реализа-ции алгоритмов регулирования и различного преобразования аналоговых и дискретных сигналов, которые заменят регуля-торы; второй — МК, предназначенные для реализации задачи программно-логического управления; они должны заменить ре-лейные и логические схемы.

1 Описание технологического процесса

Установка химводоочистки производства аммиака мощностью 450 тысяч тонн в год предназначена для получения:

Обессоленной воды на приготовление питательной воды для котлов-утилизаторов агрегата аммиака - не более 300 м 3 /ч;

Обессоленной воды на впрыски в аппараты воздушного охлаждения - не более 117м 3 /ч;

Умягченной воды на подпитку ВОЦ-200 м 3 /ч;

Умягченной воды в сеть объединения - 100 м 3 /ч.

В состав установки химводоочистки (ХВО) входит:

Предочистка;

Ионитная очистка (2-х ступенчатое обессоливающее отделение).

В состав предочистки входят:

Два параллельно работающих осветлителя 7,

предназначенных для очистки исходной речной воды от взвешенных веществ, для снижения общего солесодержания (щелочности, жесткости), содержания кремнекислоты, железа и органических веществ методом коагулирования с известкованием;

Четыре параллельно работающих механических фильтра 16, за-груженных антрацитом, предназначенных для очистки осветленной воды от взвешенных веществ;

На данном этапе процесса происходит осветление исходной воды. Известкование с коагуляцией осуществляется для одновременного сниже-ния щелочности исходной воды и удаления взвешенных коллоидных веществ. Для этого в исходную воду вводят растворы реагентов -

известкового мо-лока и коагулянта. В процессе известкования и коагуляции происходит частичное умягчение и снижение сухого остатка обрабатываемой воды, а также удаление взвешенных веществ, соединений кремния и железа,

кроме того, снижается цветность воды.

При известковании воды протекают следующие процессы:

Удаляется свободная углекислота (СО 2) и образуется труднораствори-мое, выпадающее в осадок соединение - углекислый кальций (СаСОз):

СО 2 + Са(ОН2)→СаСОз↓+ Н 2 О

При введении извести в большем количестве, чем это необходимо для связывания свободной углекислоты, в воде повышается содержание гидроксильных ионов (ОН -), что приводит к переходу бикарбонатов (НСОз -) в карбонаты (СОз 2-);

ОН - + НСОз↔СО 3 2- + Н 2 О

Карбонаты образуют с находящимися в воде ионами кальция, выпадаю-щий в осадок карбонат кальция

Са 2+ + СО 3 2- → СаСО 3 ↓

Ионы магния, взаимодействуя с гидроксильными ионами, выпадают в оса-док в виде труднорастворимого гидрата окиси магния:

Мg 2+ + 2ОН - →Мg(ОН) 2 ↓

Коагуляция при известковании является процессом, улучшающим форми-рование осадка и процесса удаления примесей. В качестве коагулянта использует-ся железный купорос - FеSО 4 ∙ 7Н 2 О. При введении в воду наряду с известью рас-твора железного купороса происходит его гидролиз - окисление растворенным в воде кислородом и образование гидроокиси железа (Fе(ОН) 3):

FеSО 4 + Са(ОН) 2 →Fе(ОН) 2 + СаSО 4

4Fе(ОН) 2 + О 2 + 2Н 2 О→4Fе(ОН) 3 ↓

Коагулянт образует нерастворимое соединение, имеющее рыхлую абсор-бирующую поверхность. Совместное известкование и коагуляция обеспечивают наилучший эффект протекания обоих процессов, так как Са(ОН) 2 является поставщиком гидроксил-ионов при гидролизе FеSО 4 , что резко ускоряет выпадение осадка Fе(ОН) 3 . В свою очередь, при удалении коллоидных

веществ в процессе коагуляции создаются благоприятные условия для роста

кристаллов СаСО 3 . Для полноты протекания процесса известкования с коагуляцией.

В воде поддерживается избыток извести (создается гидратная щелоч-ность 0,1+0,35 мг-экв/кг);

Обрабатываемая вода нагревается до 30°С;

Используется образующийся осадок в качестве контактной среды.

Повышение эффективности осветления воды достигается с помощью вы-сокомолекулярного вещества - флокулянта полиакриламида (ПАА). Механизм действия полиакриламида заключается в том, что ионогенные окончания каждой молекулы этого полимера адсорбируют различные микрочас-тицы, содержащиеся в воде и образующиеся в процессе известкования с коагуля-цией. Каждая частица может адсорбироваться несколькими ионогенными оконча-ниями, принадлежащими различным молекулам активатора. В результате проис-ходит слипание агрегативно неустойчивых частиц и образование крупных хлопь-ев. Дозируется флокулянт с массовой долей основного вещества до 0,1%. Смешивание воды с дозируемыми в нее реагентами (FеSО 4 , Са(ОН) 2 и ПАА), образование осадка, контактирование обрабатываемой воды со взвешенным осадком, надлежащее осветление воды, уплотнение осадка и удаление его с продувкой происходит в осветлителе поз.7. Обработанная в осветлителе вода при нормальной работе осветлителя со-держит небольшое количество механических примесей (до 10 мг/кг) - остатков процесса коагуляции и известкования, а в момент нарушения работы осветлителя и в паводковый период количество примесей резко возрастает. Для улавливания этих примесей служат механические фильтры 16, загруженные антрацитом. Интенсивность работы фильтра зависит от скорости фильтрования воды. При нормальной скорости фильтрования частицы взвеси, содержащиеся в осветленной воде, задерживаются в основном в виде пленки на поверхности фильтрующего слоя, образуя как бы дополнительный фильтр, который

задержи-вает даже мелкодисперсные частицы. При больших скоростях фильтрования рав-номерная пленка на поверхности фильтрующего слоя не образуется. При работе напорных осветлительных фильтров допускается конечная по-теря напора воды до 1,2 кгс/см 2 , при которой фильтр выводится на промывку. После механических фильтров вода освобождается от взвешенных веществ

(до 3 мг/кг). Затем осветленная известково-коагулированная вода направляется на блок обессоливания на обработку ее методом ионного обмена, где происходит обмен растворенных в воде ионов на ионы, находящиеся на поверхности ионооб-менных смол.

В состав отделения обессоливающей ионитной очистки входят шесть параллельных блоков (цепочек) ионитных фильтров, работающих по схеме: Н 1 п →Н 1 0 →ОН 1 → Н 2 → ОН 2

1) Н 1 П - предвключенный Н-катионитный фильтр 1 ступени, предназначен-ный для удаления из воды катионов (Са++, Мg++, Fе++), методом ионного обме-на.

2) H 1 0 - основной Н-катионитный фильтр 1 ступени, предназначен-ный для удаления из воды катионов (Nа+), оставшихся после Н 1 п - фильтра ка-тионов (Са++, Мg++, Fе++) методом ионного обмена.

OH 1 - анионитный фильтр 1 ступени, предназначенный для удаления из воды анионов сильных кислот (SО 4 -- , СL -- , NO 3) методом ионного обмена.

Н 2 - Н-катионитный фильтр 2 ступени, предназначенный для удаления из воды катионов (NA + , К + , NH 4 +), оставшихся после Н-катионирования первой ступени методом ионного обмена.

ОН 2 - анионитный фильтр 2 ступени, предназначенный для удаления из воды анионов кремниевой кислоты (SIO 3 -), оставшихся после ОН-анионирования 1 ступени других анионов.

Ионное обессоливание воды основано на способности некоторых практи-чески нерастворимых в воде материалов-ионитов вступать в ионный обмен

с дис-социированными на катионы и анионы солями, растворенными в воде, при этом в раствор переходит эквивалентное количество катионов или анионов, которыми периодически насыщается ионит при регенерации. Способность ионитов к ион-ному обмену объясняется их специфической структурой, состоящей из твердой, нерастворимой в воде молекулярной сетки, к которой на поверхности и внутри присоединены химически активные функциональные группы атомов ионита. Ка-ждая молекула является твердым электролитом. В результате электролитической диссоциации ионита вокруг нерастворимого в воде ядра образуется ионная атмо-сфера с подвижными, способными к обмену ионами. В зависимости от характера активных функциональных групп ионита его подвижные, способные к обмену, ионы могут иметь положительные заряды, и то-гда ионит называется «Катеонитом», или отрицательные заряды - ионит называ-ется «Анионитом».

По своей способности ионы, вступая в обмен с ионитами, содержащимися в воде, располагаются в следующем порядке:

Катионы׃ H + →Fе 2+ →Ва 2+ →Sr 2+ →Са 2+ →Мg 2+ →К + →NH 4 + →Na +

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

Каждый предыдущий ион способен вытеснять последующий из ионита при отсутствии избытка предыдущего иона в этом ионите; при наличии избытка возможна и обратная реакция. Различная активность обусловлена различной подвижностью ионов.

Н-катионирование

При Н-катионировании все катионы, содержащиеся в воде, заменяются катионом водорода. Фильтрующую загрузку (катионит) условно разбивают на 4 зоны׃

Верхняя зона насыщена кальцием и магнием;

Под верхней - зона, в которой вытесняются ионы натрия ионами

кальция и магния;

Ниже - зона замещения Н-катиона катионом натрия;

Еще ниже-зона Н-катионита, еще не участвующая в реакции обмена катионов.

По мере поглощения катионитом солей жесткости высота зоны с Са 2+ и увеличивается и смещается вниз. Как только зона замещения Н-катионита катионом натрия сместится до нижней границы катионита, начинается проскок иона Na + в фильтрат. В начале пропуска осветленной воды через фильтр в воде после Н-катионитного фильтра кислотность близка к сумме концентраций хлори-нов и сульфатов в исходной воде.Но после проскока натрия в фильтрат, кислот-ность уменьшается на величину концентрации натрия в данный момент. Как только насыщение катионита натрием достигает нижней границы, кислотность падает до нуля. При дальнейшей обработке воды через этот фильтр, в фильтрате появится щелочность, которая будет возрастать и постепенно достигнет щелочности исходной воды.

1-я ступень Н-катионирования предназначается для обмена всех катионов, содержащихся в фильтруемой воде, на катион водорода в Н-катионите.

2-я ступень Н-катионирования предназначается для обмена, главным образом остаточного натрия, после первой ступени Н-катионирования и катионов Na + , вымытых из низкоосновных фильтров. Регенерация катионита производится про-пуском через него раствора серной кислоты переменной концентрации последовательно со 2-й ступени на 1-ю ступень (Н - катионитный фильтр 2 ступени, Н-катионитный фильтр I ступени основной и, наконец, на предвключенный). Это даёт возможность снизить расход кислоты на регенерацию, сократить сброс сто-ков и увеличить фильтроцикл.

ОН-анионирование

При Н-катионировании воды в фильтрате остаются анионы сильных кислот SО 4 2- , С1 - , NO 3 и анионы слабых кислот НСО 3 - , НsiO 3 .

При ОН-анионировании все анионы, содержащиеся в воде, замещаются ОН - .

2 Описание существующей схемы автоматизации

Данная схема автоматизации технологического процесса основана на использовании локальных средств автоматизации. В схеме регулирования и контроля расхода, давления, уровня используются пневмотические приборы (13ДД11, ДПП2, УБ-П, ПВ10-1Э, ПВ10-2Э, РПВ4-2Э, ПКР2, ПР3.31), температуры (КСП3, КСМ3, КСП4, КСМ4, ФЩЛ), анализа (АЖК3101, РН-метр).

Обработка речной воды на предочистке (осветление и умягчение воды в осветлителях 7 методом известкования с коагуляцией.)

Речная вода поступает из общего коллектора ОАО «СНОС» в емкость 1. Уровень в емкости 1 регулируется клапаном LCV-137. центробежным насосом 2 вода из емкости 1 с объемным расходом не более 700 м 3 /ч (регулируется автоматически клапаном FCV-135, установленным на входе в осветлитель 7) подается в теплообменники 3 и параллельно в 4. В теплообменнике 3 вода нагревается до Т=30°С ± 1 (Т1RСА L H -138) паром, поступающим из сети объединения с избыточным давлением 0,7 МПа (7кгс/см 2). Регулирование температуры речной воды после теплообменников 3 осуществляется автоматически клапаном ТСV-138, установленным на линии подачи пара в теплообменник 3. Образовавшийся в теплообменнике 3 конденсат направляется в теплообменник 4 для доохлаждения и далее в емкость 5, откуда насосом 6 подается в сеть объединения.

Из теплообменников подогретая вода подаётся в воздухоотделитель осветлителя 7, оттуда по отводящей линии через тангенциальный ввод поступает в нижнюю конусную часть смесителя осветлителя. Туда же вводятся известковое молоко, раствор коагулянта (FеSО 4 ∙7Н 2 О). За счет тангенциального ввода воды в смеситель осветлителя возникает интенсивное вращательное движение потока, обеспечивающее хорошее перемешивание воды с реагентами. При этом происходит образование хлопьевидного осадка, которое заканчивается в цилиндрической части смесителя, в верхнюю часть которого подается флокулянт (полиакриламид ПАА). Интенсивность перемешивания регулируется регулирующим устройством, установленным на входе воды в

смеситель осветлителя.

В осветлителе 7 речная вода исветляется и умягчается. Основная часть воды, поступившей в осветлитель, проходит помимо шламоуплотнителя, встречает на своем пути верхнюю распределительную решетку, выравнивающую нагрузку по площади сечения и поступает в сборный желоб осветленной воды. По сборному желобу вода поступает в приемный короб распределительного устройства и далее самотеком поступает в емкость 14. Для удаления избытка «шламового фильтра» при постоянной подаче новых реагентов часть обрабатываемой воды вместе с увлекаемым ею осадком поступает в шламоуплотнитель. Шлам по линии продувки направляется в шламовую емкость 12, откуда насосом 13 откачивается на очистные сооружения. Из грязевика осветлителя крупный мусор и шлам удаляются через дренаж по трубопроводу в дренажный коллектор и далее также поступают на очистные сооружения.

Доосветление известково-коагулированной воды на механических фильтрах 16.

Обработанная в осветлителе вода доосветляется в механических фильтрах от мелких хлопьев остатков процесса коагуляции и известкования. Из осветлителя 7 известково-коагулированная вода самотеком поступает в емкости 14, откуда насосами 15 подается в осветлительные 2-х камерные механические фильтры 16 и после фильтров 16 собирается в ёмкости 18. Механический фильтр представляет собой стальной цилиндрический корпус, торцы которого закрыты сферическими днищами. Корпус фильтра разделен на две камеры плоским днищем. В верхней части каждой камеры имеются распределительные воронки для равномерного распределения потока воды по всему сечению фильтра. В нижней части каждой камеры находятся щелевые распределительные устройства для отвода осветленной воды. Фильтрующим материалом служит антрацит. Нагрузка осветлительных фильтров контролируется по расходомеру, установленному на выходе из фильтра (FI-75, от 160 до 220 м 3 /ч).

Обессоливание осветленной воды на блоке ионитных фильтров. Умягченная вода из ёмкости 18 насосом 17 из отделения предочистки подается на ионитное отделение, состоящее из шести блоков. В каждый блок входят два

Н-катионитных 19 и 20, один ОН-анионитный фильтры I ступени.21, один

Н-катионитный 22 и один ОН-анионитный фильтр 2 ступени 23.

Производительность одного блока (по FIR-151) до 150 м 3 /ч. Полученная частично-обессоленная вода (ЧОВ) с содержанием силикатов не более 200 мкг/кг и солесодержанием не более 5,0 мг/кг при рН от 7,0 до 8,0 со всех работающих блоков по общему коллектору поступает в емкость обессоленной воды 24. Емкости 24 снабжены уровнемером (LIRA L H -150) с сигнализацией по минимуму - 1000 мм и максимуму - 5340 мм. Из ёмкости 24 частично обессоленная вода насосом 25 с объ-емным расходом не более 300 м 3 /ч (расходомер FIR-83) подается на блок 10 для приготовления глубоко-обессоленной воды, которой питаются котлы-утилизаторы агрегата аммиака и насосом 26 с объемным расходом до 117 м 3 /ч (FIR-222) на впрыск в аппараты воздушного охлаждения (АВО). Из ёмкости 24 также насосами 25 от линии ЧОВ на блок 10 осуществляется подача химически очищенной воды (ХОВ) в коллектор воды объ-единения, для корректировки качественных показателей которой производится её амминирование. Регулирование расхода амминированной воды после насосов 28 производится клапаном FCV-91г. Слабоаммиачный раствор необ-ходимой концентрации готовится в ёмкости 29 путем разбавления обес-соленной водой крепкого аммиачного раствора концентрацией 25-50%, завозимо-го с агрегата аммиака.

Выдача ХОВ в коллектор воды объединения также осуществляется из емко-сти 24 напрямую насосами 27 и амминируется раствором из ём-кости 29 насосами-дозаторами 30. Расход выдачи ХОВ в коллектор воды объединения регулируется клапаном FCV-90. При остановке насосов 25 и 27 установлена световая и звуковая сигнализация.

Таблица 1- Нормы технологического режима

Наименование стадий процесса, аппара-ты, показатели режима	Номер позиции прибора на схеме		Допускаемые пре-делы тех. па рамет-ров	Примечание
Температура исходной воды на линии подачи пара в теплообменник поз.3				Показание, регистрация, регулирование сигнализация
Продолжение таблицы 1
Давление на нагнетательном трубопрово-де насосов 8.			не более 1,0 (10)
Давление на нагнетательном трубопрово-де насосов 11.			не более 1,0 (10)
Давление воздуха КИП на входе на уста-новку.				Показание, сигнализация
Давление на трубопроводе подачи пара на ХВО.			не более 0,7 (7,0)	Показание, регистрация
Расход исходной воды на трубопроводе перед емкостями 1.			не более 700	Показание, регистрация
Расход исходной воды на входе в освет-литель 7			не более 700	Показание, регистрация регулирование
Расход осветленной воды с механических фильтров 16.			в пределах 160-220	Показание
Расход пара на входе в ХВО.			не более 40	Показание Регистрация
Расход конденсата на выходе с установки			не нормируется	Показание Регистрация
Давление на нагнетательном трубо-проводе насосов 30.			не более 1,0(10,0)	Показание, сигнализация, блокировка
Расход умягченной воды на входе блоков (1-6) обессоливания.			не более 150	Показание, регистрация
Расход обессоленной воды на блок 10 от насосов 25			не более 300		Показание, регистрация
Расход обессоленной воды на АВО от насосов 26.			не более 117		Показание, регистрация, регулирование
Уровень шлама в емкости 12			в пределах 240-2240		Показание, сигнализация
Уровень конденсата в емкости 5			в пределах 400-2000
Уровень раствора сернокислого железа (FеSО4) в емкости 9.			в пределах 400-1700
Уровень раствор полиакриламида (ПАА) в ёмкости 10.			в пределах 450-2950		Показание, регистрация, сигнализация
Продолжение таблицы 1
Уровень умягченной воды в емкости 14.			в пределах 300-8000		Показание, регистрация регулирование сигнализация
Уровень обессоленной воды в ёмкости 24.			в пределах 300-6640		Показание, регистрация, сигнализация
Уровень обессоленной воды в емкости 29.			в пределах 300-4000		Показание, регистрация, сигнализация

Таблица 2 - Перечень блокировок и сигнализации

Наименование параметра	Наименование оборудования	Блокировка		Сигнализация		Операции по воздействию.
1.Температура исходной воды, Т1RCA L H -138,°С.	Трубопровод исход-ной воды после теп-лообменника 3.					Автоматическое регулирование температуры исходной воды подачей пара в теплообменник 3.
2.Уровень исходной во-ды, LIRCA L H - 137, мм	Емкость 1					Автоматическое регулирование расхода воды клапаном на ли-нии подачи бельской воды в емкость 1.
3. Уровень умягченной воды, LIRA L H -135, мм	Емкость 14					Регулирование расхода воды в осветлитель 7.
4. Уровень осветленной воды, LIRCA L H -139, мм	Емкость 18					Регулирование уровня воды в 18
5. Уровень раствора сернокислого железа (FеSО4), LIRA L H -101, мм	Емкость 9

Продолжение таблицы 2

6. Уровень раствора полиакриламида (ПАА), LIRA L H -102, мм	Емкость 10					Обслуживающий персонал за-полняет емкости или прекра-щает заполнять в зависимости от загорания лампочек верхнего или нижнего уровня.
7. Уровень шлама, LIA L H -103, мм	Ёмкость 12					Откачка шлама по мере запол-нения ёмкости.
8.Уровень конденсата, LIRA L H -110, мм	Ёмкость 5					Откачка конден-сата по мере за-полнения емко-сти в коллектор объединения.
9. Уровень обессолен-ной воды, LIRCA L H -150, мм	Ёмкость 24					Регулирование производитель-ности на блоке обессоливания расходом воды на фильтры
10. Уровень обессолен-ной воды, LIRA L H -231/3, мм	Емкость 29					По мере убыли или набора уровня персонал начинает или прекращает прием воды из ем-кости 29.
11. Давление на нагнета-тельном трубопроводе PIS H A H -191, МПа (кгс/см 2)	Насос-дозатор 8					Автоматическая остановка на-соса со светозвуковой сигна-лизацией.
12. Давление на нагнета-тельном трубопроводе Р1S H A H -192,МПа (кгс/см 2)	Насос-дозатор 11
13. Давление на нагнета-тельном трубопроводе Р1S H A H -47, МПа(кгс/см 2)	Насос-дозатор 30					Автоматическая остановка на-соса со светозвуковой сигнализацией.

3 Обоснование необходимости структуры автоматизации установки химводоочистки

На данный момент в качестве систем управления и регулирования используется система «СТАРТ», основные средства контроля и регулирования это пневматические первичные и вторичные приборы. Их использование имеет ряд недостатков:

По приборам расположенным на щите в операторной, оператор не может контролировать одновременно несколько параметров, и одновременно следить за работой технологического оборудования и исполнительных механизмов;

При возникновении механических повреждений приборов невозможна правильное ведение технологического процесса;

При понижении температуры окружающего воздуха возможны обрывы импульсных линий, пневмокабелей и выход из строя измерительных частей приборов;

При ручном управлении технологическим процессом малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к различным серьёзным последствиям;

Действующие прибора учета расходов сырья, продукции и энергоресурсов не предоставляют возможности автоматизированного расчета экономических показателей.

Курсовой проект предусматривает реконструкцию АСУ установки химводоочистки. Устранения перечисленных недостатков путём внедрения централизованной АСУ на основе микропроцессорных устройств, создания АРМ оператора, внедрением новых приборов, заменой позиционного регулирования на непрерывное. Автоматизация приводит к улучшению основных показате-лей эффективности производства: увеличению количества продукции, улуч-шению качества и снижению себестоимости выпускаемой про-дукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство, удлинение сроков межре-монтного пробега оборудования.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнения атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

В автоматизированном производстве человек переключается на творческую работу — анализ результатов управления, со-ставление заданий и программ для автоматических приборов, наладку сложных автоматических устройств и т. д. С повышением квалификации и культурного уровня рабочих стирается грань между физическим и умственным трудом.

4 Описание разработанной ФСА

Реконструкция АСУ ТП установки химводоочистки, состоит в создании многоуровневой АСУ, состоящей из нижнего (полевого), контроллерного и операторского уровней.

На нижнем уровне используется датчиковая аппаратура, предназначенная для сбора первичной информации о ходе контролируемого процесса, а также исполнительные механизмы для непосредственного управления процессом.

Контроллерный уровень обеспечивает:

Сбор и первичную обработку данных от датчиковой аппаратуры;

Математическую обработку исходных данных процесса;

Логико-программное управление;

Технологическую сигнализацию;

Предварительное архивирование расчетных и исходных данных

Для организации контроллерного уровня используются контроллеры общего или специального назначения, объединение которых в сеть возможно на основе интерфейса RS232C/485 с использованием протокола Bell202 или Modbus со скоростью обмена до 19,6 Кбит.

Операторский уровень предназначен для визуализации контролируемого технологического процесса, ведения архивов, оперативного вмешательства в ход технологического процесса и формирования отчетов.

Реконструкция существующей АСУ состоит из следующих основных этапов:

Установка новых интеллектуальных датчиков температуры, уровня и давления для сбора и дистанционной передачи данных о параметрах технологического процесса;

Установка новых интеллектуальных расходомеров для сбора и обработки информации о расходе сырья и продукции;

Внедрение логических программируемых контроллеров для автоматизированного управления уровнем, давлением, расходом и температурой в технологических процессах;

Создания АРМ оператора установки химводоочистки;

Замена исполнительных механизмов и регулирующих органов дискретного действия на механизмы и органы непрерывного действия.

Для получения необходимой информации о параметрах технологического процесса в реальном времени, централизованного отображения этой информации, и управления процессом в проекте применены следующие датчики - первичные преобразователи.

1) Датчики температуры

Термоэлектрический преобразователь ТСПУ - 055 с диапазоном измеряемой температуры -50…50°С, который обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный токовый сигнал 4-20мА.

2)Датчики давления

Для измерения давления на установке ХВО предлагаю использовать первичный преобразователь давления Метран - 43 - Ех - ДИ, который обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный токовый сигнал 4-20мА.

3)Датчики уровня

Датчик гидростатического давления (уровня) Метран-43Ф-ДГ 3595, обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный токовый сигнал 4-20мА, устанавливается непосредственно на фланце аппарата, в котором измеряется уровень, имеет встроенный микропроцессорный преобразователь за счет чего имеет преимущество перед аналогичными датчиками с аналоговым преобразователем по метрологическим, функциональным, эксплуатационным показателям.

4)Датчики расхода

Для получения данных о расходе воды, воздуха, реагентов и пара в проекте применены следующие преобразователи расхода.

Преобразователь расхода вихреакустический Метран-300ПР, предел измерения 0,18…700 м 3 /ч, выходной сигнал - унифицированный токовый 4-20мА. Данный преобразователь использует принцип ультразвукового

детектирования вихрей образующихся в потоке жидкости при обтекании ею

призмы, расположенной поперек потока. Преимущество этого

преобразователя состоит в возможности поверки на месте без демонтажа, большом межповерочном интервале, самодиагностики. Устанавливается на трубопроводе АМЖ-1 на входе в изотермическое хранилище поз. 301

Интеллектуальный вихревой расходомер модели 8800 фирмы Fisher-Rosemount, выходной сигнал 4-20мА. Использует принцип определения частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы, которая прямопропорциональна скорости движущейся среды. Данный преобразователь благодаря использованию цифровой технологии позволяет расходомеру обеспечить максимальную точность и надежность измерений.

5)Устройства сбора и обработки данных

В качестве основного УСОД (устройства сбора и обработки данных) в проекте применена группа программируемых модульных контроллеров Twido фирмы Schineider Electric. Предусмотрена установка шести модульных контроллеров TWD LMDA 20DRT с разным количеством модулей расширения (модули аналогового и дискретного ввода/вывода). Контроллер предназначен для сбора, первичной обработки и предварительной архивации информации о потребленных и отпущенных энергоресурсах, таких как вода, воздух, пар, реагенты.

ПК Twido выполняет следующие технологические функции:

Регулирование уровня в ёмкости 1 и 18 по заданному закону управления;

Регулирование температуры в 3 путем воздействия на исполнительный механизм, стоящий на линии подачи пара на входе в теплообменник;

Регулирование производительности осветлителя путем воздействия на исполнительный механизм, стоящий на линии подачи воды в 7;

Регулирование РН осветлителя путем воздействия на исполнительный механизм, стоящий на линии подачи извести в 7;

Регулирование расхода воды после 28 и 27 путем воздействия на исполнительный механизм, стоящий на линии нагнетания насосов;

Преобразование и вывод информации о параметрах

технологического процесса с помощью интерфейса RS232/485 на операторскую станцию.

Компактные программируемые контроллеры Twido применяются в малых системах автоматизации. Они отличаются высокой производительностью процессора, большим количеством входов/выходов, напряжением питания 100-240В переменного тока и обеспечивает питание датчиков напряжением 24В постоянного тока.

Преимущества компактных ПК Twido:

Значительное количество точек входа/выхода (до 24 точек), при небольших занимаемых габаритах, позволяет уменьшить размеры панелей там, где параметры занимаемого места имеют важное значение;

Разнообразие модулей расширения и дополнительных модулей, обепчивающее пользователю степень гибкости платформ больших контроллеров. Возможности компактного контроллера TWD LMDA4 точками входа/вывода можно увеличить при помощи подключения до семи модулей расширения дискретного ввода/вывода (соответствующая конфигурация с 14 точками входа/выхода) и таких дополнительных модулей, как цифровой дисплей, катридж памяти, катридж часов реального времени, а также дополнительными портами связи с интерфейсами RS485 или RS232C;

Для подключения модулей расширения к контроллеру, предлагается несколько вариантов подключения, таких как съемные винтовые клеммные колодки и пружинные разъемы, обеспечивающие простое, быстрое и безопасное подсоединение;

Использование дисплея и встраиваемой памяти позволяет осуществлять настройку, передачу и резервирование приложений. Цифровой дисплей можно использовать как инструмент для локального отображения и настройки. Модули памяти EEPROM позволяют резервировать и передавать программы в любой компактный ПК Twido;

Программное обеспечение Twido Soft позволяет осуществлять простое программирование при помощи инструкций языка Instroction List или графических объектов языка Ladder;

Компактные контроллеры имеют два аналоговых потенциометра, расположенные на передней панели. Значения потенциометров хранятся в

системных словах и обновляются после каждого цикла программы.

Для возможности подключения к контроллеру датчиков с аналоговыми выходными сигналами и управления исполнительными механизмами в проекте предусматривается подключение дополнительных модулей расширения аналогового входа/выхода. К каждому контроллеру подключается два модуля TWD AMI 2HT 2 входа и 1 выход высокого уровня

Дополнительно к контроллеру подключаются адаптер RS485 TWD NAC485D (для связи с операторской станцией через дополнительный порт) и цифровой дисплей TWD XCP ODC.

Программирование контроллеров осуществляется с помощью программного обеспечения Twido Soft, через встроенный последовательный порт mini-DIN типа RS485

Для создания АРМ оператора установки ХВО на базе IBM совместимого ПК, в проекте предусмотрено использование SCADA системы на базе программного обеспечения Monitor Pro фирмы Schineider Electric.

Этот продукт базируется на открытых и стандартных на сегодняшний день технологиях и предлагает полный набор простых в использовании графических функций для систем визуализации.

Программное обеспечение для систем супервизорного управления и сбора данных (SCADA) Monitor Pro включает базовые пакеты для создания приложений супервизорного (диспетчерского) контроля и управления, а также дополнительные элементы (опции), усовершенствующие функции этих пакетов для таких специальных областей применения, как статистическое управление технологическими процессами или интеграция с базами данных.

Имеется четыре различных базовых варианта продукта в зависимости от размера доступной базы данных реального времени и максимального числа входных/выходных параметров процесса (тэгов). В широком смысле функциональность всех этих вариантов одинакова для всех вариантов базовой операционной системы. Это упрощает миграцию приложений от одной платформы к другой. В настоящее время Monitor Pro расчитан на работу под операционными системами Windows NT, Windows 95 и 98. Полный набор опций Monitor Pro возможен под Windows NT. Ограниченное число опций возможно под Windows 95 и 98. Версия Monitor Pro для OS/2 отсутствует.

Monitor Pro является многопользовательским SCADA-сервером приложений реального времени для автоматизации производственных и технологических процессов. Он позволяет собирать важнейшую информацию от многочисленных приборов и устройств промышленного объекта и затем распространять ее по всему предприятию (организации).

Monitor Pro обеспечивает такие важнейшие элементы функциональности SCADA-системы, как ретроспективные данные, сигнализацию и статистическое управление процессом. Кроме того, обновляемая по изменению база данных Monitor Pro обеспечивает уникальную масштабируемость - существуют приложения, обрабатывающие более 2 миллионов тэгов.

Функции визуализации Monitor Pro используются для:

Чтения значений переменных из ПЛК и отображение на экране этих переменных;

Управления и контроля систем с регулированием процессов;

Архивирования в базу данных значений переменных ПЛК или внутренних переменных системы регулирования;

Встроенной программной обработки данных.

Подключение к ПЛК производится через шину Modbus и выполняется с помощью интерфейса RS 485B в многоточечном режиме.

Заключение

В курсовом проекте рассмотрен вопрос реконструкции АСУ установки химводоочистки цеха № 54 ОАО «СНОС»

Разработанная система управления основана на использовании технических и программных средств фирмы Schineider Electric. Особое преимущество техники Schineider Electric состоит в том, что она охватывает все уровни автоматизации, что позволяет избежать проблем с совместимостью, масштабированием и добиться высокого уровня быстродействия, функциональности и надежности.

Внедрение системы обеспечит за счёт эффективного автоматизированного регулирования процесса высокое качество продукции, уменьшение затрат на сырьё и энергоносители, снижение нагрузки на обслуживающий персонал, снижение вредных выбросов в атмосферу.

В результате расчётов определён предполагаемый экономический эффект от реконструкции АСУ ТП в сумме 1022,120 тысяч рублей, который получен в результате снижении себестоимости продукции, срок окупаемости внедряемого оборудования составил 0,79года.

Список используемых источников

1 Башлыков А.А., Карев А.А. SCADA-системы. - Датчики и системы, 2003, №3, с.27-35.

3 Верёвкин А.П., Денисов С.В. Современные технологии управления процессами: Учеб. Пособие - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 86 с.

4 Гревцов В.В., Страшун Ю.П. Семейство программируемых промышленных контроллеров СМ1820.ПК // Датчики и системы. 2000. № 1.

5 Клиначёв Н. В. Теория систем автоматического регулирования и управления: Учебно-методический комплекс. - Offline версия 3.5. - Челябинск, 2004. - 655 файлов, ил.

6 Технологический регламент цеха № 54 ОАО “Салаватнефтеоргсинтез”.

7 Шкамарда А.Н., Страшун Ю.П. Программно технические комплексы СМ1820М для создание систем автоматизации в промышленности // Датчики и системы. 2000. № 1.

Чертежи:

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Водоподготовительная установка (ВПУ) производительностью 80 т/час обеспечивает подготовку глубоко умягченной воды для восполнения потерь пара и конденсата в котельной низкого давления с барабанными котлами ГМ-50/14.

Обработка воды осуществляется по схеме двухступенчатого натрий-катионирования с предварительным осветлением на механических фильтрах. Основным источником водоснабжения является река Нева.

Вода на ВПУ подается из главного корпуса, предварительно подогретая до температуры 30 0 С.

Схема водоснабжения котельной позволяет производить подачу на ХВО воды из цирк-системы ТЭЦ (схема пожарного водоснабжения).

Подогреваемая вода подается на механические фильтры (МФ), затем на

Nа-катионитные фильтры 1 и 2 ступени. Умягченная вода после Nа-катионитного фильтра 2 ступени подается непосредственно в головку деаэратора (ДСА) котельной, либо в бак химочищенной воды (БХОВ) и оттуда насосами химочищенной воды

(НХОВ-1, 2) в ДСА.

НАЗНАЧЕНИЕ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ ХВО КНД

Оборудование ХВО КНД включает в себя механические и Nа-катионитные фильтры,

баковое хозяйство и насосное оборудование, систему трубопроводов и каналов, а также средства контроля и управления за его работой, обеспечивающие требуемую технологию и качество обработки исходной воды.

Механические фильтры (МФ).

На ХВО КНД установлены 3 вертикальных механических фильтра (МФ-1, МФ-2, МФ-3) напорного типа, которые предназначены для очистки исходной воды от взвешенных веществ (Æ – 3000 мм, площадь поперечного сечения –7,1 м 2 , рабочее давление не более 6 кгс/см 2 , скорость фильтрации при работе – 5 ¸ 6 м/ч, 35 ¸ 42 м 3 /ч).

Конструктивно МФ представляет собой вертикальный стальной цилиндр с приваренными сверху и снизу сферическими днищами. Внутри фильтра смонтированы верхнее и нижнее распределительные устройства (ВДРУ, НДРУ). ВДРУ представляет собой стакан, из которого радиально отходят 12 лучей (полиэтиленовых труб), имеющих по длине ряд отверстий Æ 15 мм. НДРУ смонтировано на залитом бетоном с цементной стяжкой нижнем днище и представляет из себя центральный коллектор диаметром

219 мм, от которого по всей его длине по обе стороны расходятся лучи. Каждый луч имеет ряд отверстий Æ 6 мм, которые закрываются кожухом из нержавеющей стали со щелями 0,4 ± 0,1 мм. В корпусе фильтра выполнены два люка: верхний – смотровой, нижний – ремонтный. В нижней части корпуса врезан штуцер для гидроперегрузки фильтрующего материала. Внутренняя поверхность фильтра имеет антикоррозийную защиту в виде лакокрасочного покрытия на основе эпоксидной шпаклевки (ЭП 0010). На корпусе фильтра смонтированы трубопроводы с запорной арматурой:

· подачи исходной воды в фильтр с задвижкой (з.1);

· отвода осветленной воды из фильтра с з.2;

· подвода воды на взрыхление с з.3;

· верхний дренаж с з.4;

· нижний дренах с з.5;

· подачи сжатого воздуха на взрыхление с з.6.

Фильтры оборудованы двумя пробоотборными точками с подсоединенными к ним манометрами на трубопроводах исходной и обработанной воды. Для контроля за нагрузкой во время работы фильтра на трубопроводе осветленной воды установлено расходомерное устройство. Фильтры оборудованы воздушниками, необходимыми для периодического удаления воздуха из объёма фильтров во время их работы, а также используемые при обслуживании фильтра (взрыхление, регенерация, ремонты и т.п.).

Nа-катионитные фильтры.

На ХВО КНД установлены два фильтра Nа-катионитных 1 ступени и один фильтр Nа-катионитный 2 ступени. Схема обвязки Nа-катионитных фильтров 1 ступени выполнена так, что каждый фильтр может работать как по 1 ступени, так и по 2 ступени.

При Nа-катионировании воды протекают следующие реакции:

2NaR + Ca (HCO 3) 2 ↔ CaR 2 + 2NaHCO 3 ;

2NaR + Мg (HCO 3) 2 ↔ MgR 2 + 2NaHCO 3 ;

2NaR + CaCl 2 ↔ CaR 2 + 2NaCl;

2NaR + CaSO 4 ↔ CaR 2 + Na 2 SO 4 ;

2NaR + MgCl 2 ↔ MgR 2 + 2NaCl;

2NaR + MgSO 4 ↔ MgR 2 + Na 2 SO 4 .

где NaR, CaR 2 и MgR 2 – солевые формы катионита.

Из приведенных реакций видно, что из обрабатываемой воды удаляются катионы Са 2+ и Mg 2+ , а в обрабатываемую воду поступают ионы Nа + . Анионный состав воды при этом не меняется.

Конструктивно все Nа-катионитные фильтры устроены аналогично МФ. На корпусе Nа-катионитного фильтра 1 ступени смонтированы трубопроводы с запорной арматурой:

· подачи осветленной воды в фильтр с з.1;

· подачи Nа-катионированной воды в фильтр с з.1А;

· отвода Nа-катионированной воды из фильтра с з.2;

· отвода Nа-катионированной воды с з.2А;

· верхний дренаж с з.4;

· нижний дренаж с з.5;

На корпусе Nа-катионитного фильтра 2 ступени смонтированы трубопроводы с запорной арматурой:

· подачи Nа-катионированной воды в фильтр с з.1;

· отвода химочищенной воды из фильтра с з.2;

· подачи воды на взрыхление с з.3;

· верхний дренаж с з.4;

· нижний дренаж с з.5;

· подачи раствора соли на фильтр с з.7, 7А.

Фильтр гидроперегрузки (ФГП).

На ХВО КНД установлен ФГП, используемый для проведения ремонтных работ на фильтрах с выгрузкой из них фильтрующего материала.

Конструктивно фильтр устроен аналогично Nа-катионитному фильтру 1 ступени. Обвязка ФГП позволяет использовать его в качестве Nа-катионитного фильтра

1 ступени.

Баковое хозяйство.

Для обслуживания фильтров и котлов ХВО КНД в зале котельной находятся баки:

Бак химочищенной воды (БХОВ).

Используется для подпитки ДСА-1, ДСА-2 котельной, а также в случае низкого давления в трубопроводе исходной воды.

Бак взрыхления механических фильтров (БВМФ).

Бак предназначен для взрыхляющих промывок механических фильтров.

Бак взрыхления Nа-катионитных фильтров (БВКФ).

Бак предназначен для сбора при регенерациях отмывочных вод Nа-катионитных фильтров с последующим использованием их для взрыхляющих промывок.

Все баки (БВМФ, БХОВ, БВКФ) имеют объем 60 м 3 , оборудованы соответствующими трубопроводами подвода и отвода воды, дренажом, переливом, поплавковым уровнемером. Внутренняя поверхность баков имеет антикоррозийную защиту на основе эпоксидной шпаклевки (ЭП 0010).

Бак мокрого хранения соли (БМХС).

Два БМХС находятся на ХВО ОВК и предназначены для приема и хранения поступающей на ТЭЦ поваренной соли. Выполнены из железобетона с гидроизоляцией и заглублены до отметки Ñ – 1,2 м. Рабочая емкость каждого бака – 50 м 3 . Баки оборудованы трубопроводами подачи воды, сжатого воздуха для перемешивания и растворения соли и переливами.

3.4.6. Бак чистого раствора соли (БЧРС).

Бак находится на ХВО ОВК, используется как емкость для приготовления раствора

соли требуемой концентрации. Объём бака 50 м 3 . Бак оборудован переливами, поплавковым уровнемером, трубопроводами для подачи соли из БМХС и осветленной воды. Обвязка бака позволяет обеспечивать возврат раствора соли в любой из БМХС. Для выполнения солещелочных обработок фильтрующего материала ХВО ОВК в бак имеется подвод щелочи (от НПЩ-1, 2) и пара для подогрева раствора.

Баки (БМХС, БЧРС) имеют антикоррозийное покрытие на основе эпоксидной шпаклевки (ЭП 0010).

Насосное оборудование.

Для обслуживания фильтров и подачи обработанной воды в котлы установлены следующие насосы.

Насос химочищенной воды (НХОВ).

Два насоса (рабочий и резервный) типа 4К-12 (Q = 60 – 100 м 3 /ч, Р= 3,5 кгс/см 2) предназначены для подпитки деаэратора из БХОВ. Насосы оборудованы системой автоматического включения резервного насоса (АВР) при выходе из строя рабочего. Проверка АВР приведена в приложении 3 и производится в случае постоянной работы НХОВ.

Насос взрыхления Nа-катионитных фильтров (НВКФ).

Насос типа 4К-90 (Q = 90 м 3 /ч, Р= 2 кгс/см 2) предназначен для взрыхления

Nа-катионитных фильтров.

Насос взрыхления механических фильтров (НВМФ).

Насос типа 8К-18 (Q = 260 м 3 /ч, Р= 1,5 кгс/см 2) используется для взрыхления механических фильтров.

Насос силовой воды (НВС-3).

Насос типа 2К-20/30 (Q = 20 м 3 /ч, Р= 3 кгс/см 2) используется для создания необходимого давления в системе управления задвижками с гидроприводами.

Насос чистого раствора соли (НЧРС).

Насос типа Х20-31ЛС (Q = 20 м 3 /ч, Р= 3,1 кгс/см 2) установлен на ХВО ОВК и предназначен для подачи раствора соли с концентрацией 6 – 8% из БЧРС непосредственно на катионитные фильтры ХВО КНД.

Насос раствора соли (НРС-2).

Насос типа Х20-31ЛС (Q = 20 м 3 /ч, Р= 3,1 кгс/см 2) установлен на ХВО ОВК на отметке Ñ - 1,2; предназначен для подачи раствора соли из ячеек (БМХС) в БЧРС.

Водоподготовка (ХВО) на котельной необходима для защиты оборудования от коррозии, накипи и отложений. Отсутствие ХВО или его неэффективная работа приводит к перерасходу топлива и выходу оборудования котельной и теплосети из строя. Остановка котельной представляет социальную опасность, т.к. при этом прекращается отопление и ГВС. К тому же имеет место экономический фактор - капитальные затраты на замену котлов и пр.

ХВО не просто должна присутствовать на котельной, но и должна соответствовать своей задаче (проекту, ТЗ, объему подпитки, режиму работы котельной, качеству и количеству исходной воды, качеству подпиточной воды), эффективно и стабильно работать.

За последние 10 лет на водогрейных котельных широкое распространение получили автоматические системы умягчения воды непрерывного действия серии KWS TA с управляющими механизмами Fleck 9000 и 9500. Конструктивно эти установки включают в себя:

• Два полимерных корпуса диаметром от 200 до 610 мм
• Верхние и нижние распределительные устройства из ПВХ
• Катионит Room&Haas от 20 до 280 л на один корпус
• Кварцевый гравий для поддерживающего слоя
• Управляющий механизм с расходомером и адаптерами для подключения к трубопроводам и дренажу
• Бак солерастворитель вместимостью до 300 кг соли
• Автоматическая система умягчения воды непрерывного действия серии KWS TA

Преимущества автоматических фильтров KWS TA:

В качестве недостатков этих установок можно привести следующее:

• Привередливы к качеству соли. Желательно использовать таблетированную соль. Но это может быть и преимуществом: нет солевого хозяйства, в диспетчерезированных котельных можно загружать полный солевой бак раз в неделю, 120кг/17кг=7дней

Особенности проектирования и эксплуатации установок ХВО

KWS TAВ процессе разработки множества комплексов водоподготовки специалисты нашей компании выявили ряд важных моментов, которые необходимо учитывать при создании водоочистных систем.

Соответствие проектируемых комплексов ХВО объемам теплосети, режимы работы котельных и объемы подпитки, время и периодичность регенерации систем водоподготовки, необходимость механической очистки исходной воды, диапазон изменения давления воды на входе, количество растворенного железа в воде.

Мы приводим в нашей статье основные рекомендации, касающиеся подбора оборудования водоподготовки на стадии проектирования ХВО и для последующей эксплуатации систем очистки воды на котельных. Наши рекомендации даны применительно рассмотренных выше автоматических систем умягчения воды непрерывного действия серии KWS TA с управляющими механизмами Fleck 9000 и 9500.