Puncte cheie de decizie în proiectarea sistemului de control al osmozei inverse

Fiind una dintre tehnologiile de bază în domeniul tratării apei industriale, tehnologia osmozei inverse (RO) a fost utilizată pe scară largă în prepararea apei de înaltă puritate, reutilizarea apelor uzate și desalinizarea apei de mare în industria energetică, chimică, farmaceutică și electronică. Proiectarea sistemului său de control principal este direct legată de eficiența de funcționare a sistemului, nivelul consumului de energie și durata de viață a echipamentului.

 

Controlul cooperativ al sistemelor de preprocesare

Membrana de osmoză inversă este sensibilă la calitatea apei de intrare și trebuie pretratată în mai multe etape (cum ar fi filtrarea cu nisip, adsorbția cu cărbune activ și ultrafiltrarea) pentru a elimina poluanții precum solidele în suspensie, coloizii și materia organică. Sistemul de control trebuie să realizeze:

1. Conectarea proceselor pe mai multe niveluri

Ajustați dinamic doza de coagulant, frecvența spălării inverse și precizia filtrării în funcție de calitatea apei brute;

2. Monitorizare online a indicelui de poluare (SDI):

Feedback în timp real al efectelor de pretratare prin intermediul turbidității și numărătoarelor de particule pentru a evita colmatarea componentelor membranei;

3. Optimizarea ajustării pH-ului

Ajustați cantitatea de acid adăugată în funcție de alcalinitatea sursei de apă pentru a controla riscul de depunere a apei și a reduce consumul de reactivi.

 

Potrivirea dinamică a pompei de înaltă presiune și a reglării presiunii

Forța motrice principală a sistemului RO provine de la pompa de înaltă presiune. Sistemul de control trebuie să rezolve:

1. Controlul vitezei cu conversie de frecvență

Viteza pompei este ajustată de convertorul de frecvență pentru a se potrivi cu cererea de debit de apă și a reduce impactul pornirii-opririi;

2. Echilibrul de presiune între segmente

În sistemul RO în mai multe etape, senzorul de presiune + supapa de reglare electrică sunt utilizate pentru a optimiza diferența de presiune dintre etape (de obicei controlată la 0,2-0,3 MPa);

3. Optimizarea ajustării pH-ului

În scenariile de desalinizare a apei de mare, un turbocompresor sau un schimbător de presiune (PX) poate fi utilizat pentru a recupera energia concentrată a presiunii apei, reducând consumul de energie cu peste 30%.

 

Cerințe de proces pentru instrumentație și controlul programului în timpul funcționării sistemului RO

1. Ajustarea dozei

Dozajul este ajustat printr-un mecanism de reglare proporțională, care ajustează automat pompa dozatoare pentru a efectua o dozare proporțională pe baza semnalului de la debitmetrul de apă.

2. Indicator de nivel al lichidului

Cutia de dozare este echipată cu un indicator de nivel al lichidului la fața locului și un semnal de alarmă pentru nivel scăzut de lichid, pentru a asigura că procesul de dozare nu va fi întrerupt din cauza lipsei de medicament în rezervorul de lichid.

3. Tablou de bord pentru alimentarea cu apă

Există un panou de instrumente pentru alimentarea cu apă la fața locului, echipat cu indicator de debit și contor de acumulare a debitului, conductivmetru și indicator al valorii pH-ului. În plus, semnalele parametrilor transmise de manometrul de alimentare cu apă, debitmetru, conductivmetru și pH-metru sunt trimise către camera de control centrală pentru înregistrare continuă; în același timp, semnalul transmis de debitmetru controlează pompa de dozare pentru dozare proporțională; semnalele de alarmă de nivel înalt și scăzut transmise de pH-metru sunt trimise către camera de control centrală pentru alarmă.

4. Filtre de securitate

Intrarea și ieșirea filtrului de siguranță sunt echipate cu indicatoare de presiune. Când diferența de presiune între intrare și ieșirea filtrului de siguranță atinge valoarea setată sau funcționează o anumită perioadă de timp, elementul filtrant trebuie înlocuit.

5. Comutator pompă de înaltă presiune

Partea de admisie și de evacuare a pompei de înaltă presiune este echipată cu comutatoare de joasă presiune, respectiv de înaltă presiune. Când presiunea de admisie a pompei de înaltă presiune este mai mică decât valoarea limită, comutatorul de joasă presiune se închide și trimite un semnal către PLC, care declanșează o alarmă și oprește automat funcționarea pompei de înaltă presiune; când presiunea de evacuare a pompei de înaltă presiune este mai mare decât valoarea limită, comutatorul de înaltă presiune se închide și trimite un semnal către PLC. După o anumită întârziere, dacă presiunea de pe partea de înaltă presiune a pompei de înaltă presiune este încă mai mare decât valoarea limită, PLC-ul emite o alarmă și oprește automat funcționarea pompei de înaltă presiune. Dacă comutatorul de înaltă presiune revine la starea deconectată în intervalul de întârziere, PLC-ul anulează automat semnalul de intrare.

6. Pompă de înaltă presiune cu deschidere lentă electrică a ușii

Ieșirea pompei de înaltă presiune este echipată cu o ușă electrică cu deschidere lentă. După pornirea pompei de înaltă presiune, ușa se deschide automat lent pentru a se asigura că elementul membranei RO nu este deteriorat de lovitura de berbec. Dacă ușa se defectează și nu se deschide în timpul specificat, presiunea de ieșire a pompei de înaltă presiune crește, presostatul emite un semnal de alarmă și oprește automat funcționarea pompei de înaltă presiune prin intermediul PLC-ului. Fiecare dispozitiv RO este echipat cu un panou de instrumente la fața locului, pe care sunt instalate un debitmetru pentru apa produsă RO treapta 1, treapta 2 și drenaj (afișarea valorii debitului și a debitului cumulativ) și un contor de conductivitate a apei produse.

7. Cerințe de control al programului

Semnalele parametrilor trimise de debitmetru și conductivmetru sunt trimise către camera centrală de control pentru înregistrare continuă și au o alarmă pentru valoare ridicată a conductivității. Panoul local este echipat cu butoane și lumini indicatoare de pornire și oprire a pompei de înaltă presiune, butoane și lumini indicatoare de oprire de urgență a sistemului, precum și butoane și lumini indicatoare pentru deschiderea și închiderea electrică lentă a ușilor.

8. RO dial

Fiecare dispozitiv RO este echipat cu un panou manometru la fața locului, pe care sunt instalate indicatoarele de presiune de admisie a apei în prima treaptă a RO, de admisie a apei în a doua treaptă și de presiune de refulare.

9. Panou de control central

Panoul central de control este echipat cu comutatoare cu trei poziții (unul automat, unul oprit, unul manual) pentru pompa de înaltă presiune, pompa dozatoare și pompa de apă de spălare, precum și butoane de pornire și oprire a programului sistemului, care pot realiza funcțiile de pornire automată, control de la distanță al camerei și operare manuală locală a dispozitivelor menționate mai sus. Când comutatorul cu trei poziții este rotit în poziția „automat”, dispozitivele menționate mai sus nu pot fi operate local.

 

Procesul de pornire și funcționare a dispozitivului RO

1. Pornirea și operarea programului dispozitivului RO

Mai întâi, plasați comutatoarele de control ale pompei de înaltă presiune și ale pompei de dozare în poziția „automat”, apoi acționați butonul de pornire a programului pentru fiecare dispozitiv RO. În acest moment, controlerul logic programabil (PLC) va detecta automat nivelul lichidului din toate cutiile de dozare și presiunea pe partea de admisie a pompei de înaltă presiune, conform programului stabilit. Dacă se detectează un nivel „scăzut” al lichidului sau o presiune „scăzută” pe partea de admisie a pompei de înaltă presiune, PLC-ul va emite o alarmă sonoră și vizuală și va întrerupe funcționarea programului.

După eliminarea alarmei, apăsați din nou butonul de pornire a programului, programul va relua rularea și va porni automat pompa de dozare și pompa de înaltă presiune, deschizând simultan ușa electrică cu deschidere lentă. Dacă presiunea de pe partea de înaltă presiune a pompei de înaltă presiune este încă mai mare decât pragul setat după întârzierea presetată, PLC-ul va emite un semnal de alarmă și va opri automat funcționarea pompei de înaltă presiune și a pompei de dozare și va închide automat ușa electrică cu deschidere lentă.
Dacă comutatorul de înaltă tensiune revine la starea deconectată în intervalul de întârziere, PLC-ul va anula automat semnalul de intrare al comutatorului de înaltă tensiune, iar sistemul va intra apoi în stadiul de funcționare normală.

2. Pornirea și operarea manuală a camerei de control a dispozitivului RO

Când întrerupătoarele de comandă ale pompei de înaltă presiune, pompei dozatoare și pompei de apă de spălare sunt plasate în poziția „manuală”, echipamentele menționate mai sus pot fi acționate în camera de comandă.

3. Pornirea și operarea manuală la fața locului a dispozitivului RO

Când întrerupătoarele de comandă ale pompei de înaltă presiune și ale pompei dozatoare sunt în poziția „oprit”, echipamentul menționat mai sus poate fi pornit și acționat manual la fața locului.

În orice caz, funcționarea dispozitivului RO poate fi oprită imediat prin apăsarea butonului de oprire de urgență al sistemului de pe panoul de instrumente local.

4. Dispozitivul RO s-a oprit

Când dispozitivul RO se oprește automat sau operatorul oprește prin apăsarea butonului de oprire a programului, pompa de înaltă presiune se oprește din funcționare, pompa de dozare se oprește din funcționare prin blocare, iar ușa cu deschidere lentă electrică de la ieșirea pompei de înaltă presiune se închide automat.

 

Procesul de pornire și funcționare a dispozitivului RO

Compoziția instrumentului și a sistemului de control PLC este determinată în funcție de cerințele sistemului RO pentru instrumentație și control.

1. Comutator de nivel al lichidului

Oferă un semnal de nivel scăzut.

2. Debitmetru

Indicarea instantanee a debitului și afișarea valorii acumulate a debitului.

3. Conductometru

Afișaj digital, cu ieșire de alarmă pentru valoare ridicată a conductivității și ieșire de semnal de curent de 4~20mA.

4. pH-metru

Afișaj digital, cu ieșiri de alarmă pentru pH ridicat și scăzut, setabile de utilizator, și semnal de curent de ieșire de 4-20 mA.