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公司动态

反渗透装置脱盐水系统工艺方案

关键词:

净水设备甘肃净水设备西北水处理

2021/5/5

项目简介

由用户生产工程技术项目,采用反渗透装置2×80m3/h脱盐水处理系统,主要是用于该工程的制备工艺生产线所需的脱盐水。化水站为主线工艺机组的配套设施,化水站总设计制备能力为脱盐水160m3/h。

根据业主所提供原水水质情况,及对生产技术要求和脱盐水的技术参数,为设计方案依据,以我国目前在用脱盐水方面的工艺、设备实际情况,结合在脱盐水生产工艺系统工程中的成熟经验,设计、提供较为理想 、投资省、使用方便的生产制水的处理工艺、设备、制造、安装、调试的技术服务项目。

设计原则及范围

采用国内外技术先进、成熟、可靠的处理工艺,确保优良的处理效果。设计合理,一切为用户着想,在保施工质量达到合格条件下,力争一次性投资省,运行费用低,且操作稳定、方便。运行上有较大的灵活性和可调性,以适应水质、水量的变化。 选用自动化程度高,减少操作工人的劳动强度。确保整个系统一次性调试成功至正常运行到验收合格为止,并负责代培操作技术人员。 系统采用 PLC、DCS 控制,带显示屏监控,全自动操作。

工程范围:包括该除盐水站所属系统内的全部工艺设备、管道、阀门、仪表、自控、配电等内容,即自原水进入系统开始,到提供合格的除盐水为止的所有内容,包括设计、设备提供、安装、调试等,即总承包交钥匙工程。

土建方面:水处理系统厂房及附属设施的提供、平面布置建议等,并可以根据业主需要,提供整个除盐水系统土建的设计。

设计依据规范标准

用户提供原水水质资料及除盐水用水要求。

设备设计制造验收和材料符合下列标准和规定的最新版本的要求。

《水处理设备制造技术条件》JB/T2932-1999

《火力发电机组及动力设备水汽质量标准》GB12145-89

《低压锅炉水质标准》GB1576—1996

《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88

《反渗透水处理设备标准》CJ/T119-2000

《工业用水软化除盐设计规范》GBJ109-97

《化工企业化学水处理设计计算规定》(HG/T20552-94)

通用电气设备配电设计规范(GB50055-93)

《工业自动化仪表工程施工及验收规范》;GBJ93-86

《通用技术标准》J B / Z Q 4000.1-10-86;

《钢制常压容器设备制造技术条件》JB2880-81;

《国标及化工部设备制造、橡胶衬里行业规范标准》GB-5575-85;

《小型火力发电厂设计规范》GB50049-94;

《室外给水设计规范》GBJ13-86;

《水处理设备验收大纲》GB/T13922.1-92;

《水处理设备常压容器制造验收规范》JB2880-81;

《水处理用石英砂滤料》CJ24.1-88 ;

《水处理设备材料入厂检验》ZBJ98004-87

《水处理设备的油漆包装技术条件》JBJ98003-87;

《电力建设施工验收技术规定》SDJ 280-90;

《生活饮用水卫生标准》GB5749-85。

《反渗透水处理设备》CJ/T119-2000

《橡胶衬里化工设备》HGJ32

《压力容器安全技术监察规程》/国家质量技术监督局(1999)

《电厂用水处理设备质量验收》DL543

进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会(ASME)和美国材料试验学会(ASTM)的工业法规中涉及的标准或相当标准。

对外接口法兰符合下列要求

a、JB/T74-94《管路法兰 技术条件》

b、JB/T74-94《管路法兰 类型》

c、JB/T81-94《凸面板式平焊钢制法兰》

d、JB/T87-94《管法兰用石棉橡胶垫片》

衬里钢管和管件符合下列标准和规程的最新版本的要求

《衬胶钢管和管件》HG21501

《衬塑(PP、PE、PVC)钢管和管件》HG20538

设备外部管路的设备符合 DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》现行最新版本的规定要求。

平焊法兰的外径及连接螺栓孔中心圆直径符合 GB9114-88 相应压力等级标准。

系统制水工艺设计符合下列标准

《工业用水软化设计规范》GBJ169-87

《水质污染指数测定方法》DL/T588-1996

美国“通用”公司产品技术手册和反渗透系统设计软件包。

当上述规范或标准对某些专用材料不适合时,则采用材料生产厂的标准。

我方提供反渗透膜所遵循的设计导则及软件计算书。

现场条件、原水水质情况

1.能源介质条件

电:50HZ、380V,由脱盐水站附近的外管廊供至本装置。

仪表空气:压力 0.6MPa,-30℃,温度约 40℃,干燥洁净。由脱盐水站附近的外管廊供至本装置。

蒸汽:压力 0.4~0.5Mpa,冷凝液回收。

压缩空气、仪表空气、蒸汽等公用工程管道均可由脱盐水站附近的外管廊供至本装置。

2.原水水质情况

注:根据用户单位取水要求选用(1)地表水水质为准作为原水进水进行处理,本方案工艺设计流程均根据此种水质确定。

用水要求及药剂

化水站设计处理能力

本工艺设计两套反渗透装置,单套产水能力为80 m3/h,脱盐水站总产水能力160m3/h,该装置可在设计能力的75~100%负荷下操作。装置产水率≥75%。

产水水质要求:

本公司所提交的此方案设计,完全能满足用户除盐水站对除盐水水量及水质的要求,产水水质为一级脱盐水加混床,达到(GB/T12145-1999)中汽包炉3.8-5.8MPa锅炉给水水质标准要求,主要设计参数如下:

电导率:<0.3μS/cm(25℃) 硬度≈1.0μmol/L 铁≤20μg/L 铜≤5μg/L pH值:≈7

工艺系统要求:

采用“原水池→原水泵→多介质过滤→活性炭过滤→中间水箱→中间水泵→ 保安过滤→高压泵→反渗透→脱盐水箱→脱盐水泵→混床→纯水箱→纯水泵→ 用水点”的脱盐水工艺处理流程。

供用化学药品规格

化学药品由买方负责提供,由我方按照水质情况经计算或试验确定药品种类、配药浓度、加药量,并给出在市场可购到的工业产品规范。

设备技术要求

反渗透装置本体的设计

膜元件的选型

膜型我方推荐,暂选用美国“通用公司”生产的优质膜制造厂生产的复合膜。

反渗透清洗装置

我方提供一套反渗透化学清洗装置,该装置应能满足各种情况下反渗透膜的清洗要求。

运行方式

系统运行采用全自动监控及控制。

2.系统设计技术要求

2.1 系统工艺设备

2.1.1 保安过滤器

保安过滤器的结构材质应选用不锈钢材质;

保安过滤器的结构应满足快速更换滤元的要求;

进入保安过滤器的水管上宜设排放阀;

保安过滤器运行滤元表面滤速应不大于 10m3/m2h;

保安过滤器的滤元过滤精度应为 5μm,并推荐几种滤元供选择,包括材料特性、精度、使用寿命等参数。

2.1.2 反渗透给水泵

反渗透给水泵出口应装设慢开门装置(控制阀门开启速度),以防膜组件受高压水的冲击;

反渗透给水泵、管道及附件的材料均采用不锈钢;

密封方式应考虑耐腐蚀,机械密封;

反渗透给水泵进口装压力开关,压力低时报警及停泵。

2.1.3 RO 装置

RO 装置的设置为 2 个系列单元,每列都能单独运行,也可同时运行;

RO 膜元件的设计通量应不大于各膜元件制造厂商《导则》规定的通量值,并应选择合理的排列组合,保证膜元件正常运行和合理的清洗周期;

反渗透装置的给水加药种类及加药点,化学清洗液的选择应根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。制造商应提出所需药品种类和要求;

RO 装置各段给水及浓水进出水总管上应设有足够的接口及阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连;

RO 浓水排水须装流量控制阀(稳流阀),以控制水的回收率;

RO 装置应设有程序启停装置,停用后能延时自动冲洗;

RO 装置产品水管和浓水管应设取样点,取样点的数量及位置应能有效地诊断并确定系统的运行状况;

RO 膜组件应安装在组合架上,组合架上应配备全部管道及接头,还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。管道、法兰、阀门均采用不锈钢材质,或部分采用耐压等级相当的软管。

RO 组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求;

我方应提供每根膜元件的出厂检测报告;

RO 系统测量配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。

2.1.4 药品注入系统

我方可推荐新型阻垢剂,供需方选择,但应提供详细的说明、价格、供货厂商等;

各类药品溶液箱的容积应满足一昼夜的药品用量;

加药计量泵进口设滤网,出口应装设脉冲缓冲器、安全阀(计量泵内部已设计有过压保护者除外), 脉冲缓冲器上应带压力表。药品注入点宜设管式混合器;

溶解固体的溶液箱内宜设耐腐蚀的溶解用筐网。除酸溶液箱外的其它溶液箱均应设置电动搅拌溶解装置;

各类药品应分别设计成单元形式,每种药品的溶液箱、加药泵及管道、阀门和附件等应组装在一个底盘上。

2.1.5 清洗系统

清洗系统应包括清洗箱、清洗泵、保安过滤器及和 RO 装置连接的可拆卸管道、接头等;

清洗系统的材质和防腐涂层应能适用于所用的清洗液;

2.1.6 多介质过滤器,活性碳过滤器:选用由我方根据工艺设计确定。

提供满足反渗透系统的要求包括反洗、冲洗、清洗、自用水的要求。

多介质过滤器的空塔速度不应大于 10m/h,出口水的浊度<1mg/l。

活性炭过滤器的空塔速度不应大于 15m/h,用于去除水中的余氯,保证系统的安全。出口水 CODMn <2 mg/l。

我方提供完整的立式压力式过滤器。过滤器应由碳钢焊接制成,应按照最新版本的国家标准设计、制造、检验和贴标签。过滤器设计压力不应小于上游水泵的关闭压头。过滤器应配有钢结构支架、人孔、法兰管道连接及其它附件,多介质过滤器(及活性炭过滤器)内部应衬胶,其厚度不小于 5mm,胶层应复盖整个连接法兰。衬胶面应完整无,应接受 20000 伏电火花检验。为达到前面所要求的性能,衬胶过程和检验应有总投标人的工程师监督。为观察运行和反洗的状态,容器上下应设置观察窗,观察窗应是透明的、防腐的,它的厚度足以承受容器的试验压力。观察窗内表面应与容器里一样平。

所有过滤器上部应有 100%滤料层膨胀高度。且不得少于 12 分钟设计出水量的容积。

所有内部管路将采用法兰与本体连接,并考虑检修和部件更换的便利,所有的材质均应符合规定的要求,紧固件材质与内部管件材质相同。

过滤器内进水分配器布置应保证水均 地流过过滤层,没有任何沟流,使过滤达到的效果,长期满足系统进水水质的要求。此外,出水分配器也应均 地分配通过过滤层的反冲洗水,反洗排水设计应满足设计的反洗水量。水分配器应在容器内预先装置,并符合设计要求。

每个容器上应有人孔。人孔配备人孔盖,垫圈、螺栓、螺母、起吊杆(或起吊链)。人孔盖内表面应与容器内表面平。

所有设备内外部件除特殊需要外,不许采用任何塑料材质,所有与水接触的部件应具有耐氯离子腐蚀的性能,其它材质应与设备防腐等级相当。

提供过滤器本体相应的管系及阀门,每台过滤器包括过滤器本体、进出口隔离阀、进出口阀、冲洗水进出口阀、进压缩空气门、排气阀、本体管道、进出口就地压力指示表、反洗监视镜、进出口取样环、取样阀及取样槽。过滤器进出口为气动衬胶蝶阀、进压缩空气门和排气阀为手动截止阀,其它本体阀门为手动衬胶蝶阀。

所有内部装置在制造厂内应完全组装好并适当紧固和加强以预防运输过程中的松散、丢失和损坏。内部紧固的设备应清楚标明“测试和运行前除去内部紧固件”的标志。

多介质过滤器(活性炭过滤器)的反洗方式为气、水合洗,以提高反洗效率和节约用水,内部装置应保证过滤及反洗的效果,防止反洗乱层。

仪表和控制要求

总的要求

反渗透系统的监控功能由我方完成,在设备范围内所有设备的运行实行全自动或手动控制。

设备本体仪表设置(我方设备本体和系统管道上设置仪表如下,并不限于此

3.1.2.1 流量测点;

每台反渗透给水、每段产品水、总产品水及浓水排水应装设流量指示、累计仪。

清洗水(在保安过滤器后)应装设流量指示。

每台多介质过滤器进水应装设流量指示。

3.2.2.2 压力测点;

RO 各段进口及浓水出口装设压力指示及差压表。

过滤器进出口管道上应装设压力表。

反渗透给水泵进口设压力开关(低压报警并与泵及泵出口电动阀连锁),出口设就地压力表及压力开关。(高压报警并与泵及泵出口电动阀连锁)

液位测点: 各药液箱应设磁翻板液位计,并设低液位报警和相应的泵联锁。

温度测点;

清洗箱应设温度计。

RO 进口温度计。

3.2.2.5 表测点;

RO 给水母管装设导电度表。

RO 产品水装设导电度表。

3.2.3 成套控制仪表及设备

所有控制仪表及设备应具有高的可用性、稳定性、可操作性和易维护性,应满足整套控制系统和工艺系统的要求;

仪表选型时均应考虑被测介质的特性(如腐蚀性)。最终设计选型应在设计联络会时确定;

控制仪表及设备选型要求由招标方提供,具体型式规范选择由我方负责,经招标方确认后生效。控制仪表及设备选型要求如下:

化学表: 均采用流通式仪表,最终由招标方确定。

变送器: 变送器均采用进口产品。

流量测量装置:采用进口威力巴或孔板流量测量装置。

双金属温度计:万向型,仪表刻度盘直径 150mm。不采用电接点温度计用于报警/联锁/控制。精度应为 1.5 级。

就地显示压力表:就地显示压力表选用耐腐的 YTP-150 型。不允许采用电接点压力表用于报警/联锁/控制。精度应为 1.5 级。

所有成套检测仪表的现场调试服务及安装指导均属于我方的工作范围。

所有成套检测仪表均应配有刻有设计编号(我方提供)的铭牌。

我方提供的所有显示仪表刻度单位应符合国际标准工程计量单位。

例如: 压力和差压: Pa(帕) 温度: ℃(摄氏度) 流量: t/h (吨/小时)、 m3/h (立方米/小时)

3.3 系统管路的要求

3.3.1 系统连接管路材质原水管自原水泵出口至高压水泵出口段可采用普通无缝钢管,压缩空气等无腐蚀性介质的管路采用普通无缝钢管,其它有输送有腐蚀性介质(反渗透出水、清洗剂等)的管路采用 UPVC 管。阻垢剂等其它药剂的输送管路根据药剂性质确定其管路材质。

3.3.2 管路安装应设有坡度,管道支架间距应合理,结构坚固。管道布置应美观整齐,管道安装挠度不的大于支架间距的 0.005。

3.3.3 对于介质温差变化大的管路应考虑热补偿。

3.4 电气要求

3.4.1 供货范围内的所有电动机的动力控制设备 PC/MCC 柜由我方设计、施工安装、调试。

3.5 清洁与油漆

3.5.1 设备在包装前应清除一切内部杂物,包括所有内部和外部的磨料垢、铁锈、油脂、粉笔、蜡笔、油漆记号及其它有害的物质。

3.5.2 全部低合金钢、碳钢和铸铁之外表面应按照有关钢结构、油漆和涂料制造商推荐的所用法规在涂底漆之前,应作喷砂处理。且底漆应在喷砂清洁后 8 小时内和出现铁锈前进行。

3.5.3 全部低合金钢、碳钢和铸铁之外表面,作为要求应施以底漆和面漆作为保护膜,底漆和面漆应由同一制造厂生产,设备颜色由双方商量确定。

3.5.4 不锈钢表面应采用不含卤素的溶剂、布和磨料清洗。只能以不锈钢的、干净的无铁的手动或电动工具、或用氧化铝磨料。

工艺设计及流程

根据用户以上要求及针对以上进、出水水质参数要求,结合本公司在各种脱盐水系统工程中的实际经验,确定脱盐水制取工艺流程,以满足用户生产工艺用水量、水质的需求。

工艺分析

目前反渗透除盐水处理系统按其功能可划分为预处理工艺部分、脱盐(反渗透)工艺部分。

1.1预处理工艺。在反渗透水处理系统中,RO对进水有一定的水质指标要求。预处理目标就是去除原水中悬浮物、胶体杂质、色度和有机物,良好的预处理是保证RO运行安全可靠的重要保证。对于地面水,不仅需要传统的混凝、沉淀、过滤和消毒等常规处理,还需要一定的深度处理,如多介质过滤器、活性炭过滤等,才能满足RO水质指标;对于地下水,由于该水已被地下土壤进行有效净化,其水质较好,一般预处理工艺设计较为简单,即能满足RO水质指标要求。

1.2 脱盐(反渗透)工艺。反渗透(RO)是利用高分子选择性半透膜,以超过溶液渗透压的压力将溶剂和溶质加以分离的过程。对水溶液来说,在压力推动下,只有水分子透过膜,而水中的各种离子(即盐份,主要分离对象)将几乎全部被截留,进而进行水的脱盐。自1990年以来,实现大规模工业化生产之后的 RO 技术由于其独特的分离机理和性能成为了各类脱盐水应用场合的主流。

脱盐水生产工艺(2×80T/H)

2.1脱盐水生产工艺流程

氧化剂加药 絮凝剂 加药(还原剂、阻垢剂)

↓ ↓ ↓

原水源→原水池→原水泵→ 多介质过滤器 → 活性炭过滤器→中间水箱

 

→中间提升泵→保安过滤器→高压泵→RO 装置→脱盐水箱→脱盐水泵→混床→

 

→纯水箱→纯水泵→用水点

 

2.2交换器再生工艺

酸贮罐 → 提升泵 → 酸计量箱 → → 混床阳树脂的再生

碱贮罐 → 提升泵 → 碱计量箱 → → 混床阴树脂的再生

设计水量平衡及技术数据

系统生产能力及水质要求

生产能力

按用户要求:化水站的总设计制备能力为 160m3/h,。过滤系统出水量按210m3/h,制水工艺采用预处理+反渗透装置,供水压力达到 0.32Mpa。

为了达到使用灵活,保证系统正常情况下的总出水量及高峰进的用水量能平衡达标,并有一定的富余量计,本工艺设计按最终总产水出力:160m3/h,原水总进水量应为≥220m3/h。各级平衡配置出水量见下表:

系统产水水质特性(基本设备性能保证值)

系统产水特性:

反渗透装置脱盐率:大于等于97 %(商业运行三年后)反渗透装置的回收率:大于等于97 %

控制方式:预处理、RO 脱盐水和混床部分采用自动或手动控制二种方式。

脱盐水水质:

电导率 0.3μS/cm(25℃)

PH >7

工艺简述及设备功能作用

9.1、预处理工艺

用来处理原水,使得其水质符合反渗透系统的进水要求。经过用户提供的地表自来水或经混凝、澄清处理后的原水,经投加氧化剂杀菌后,进入原水池;原水在进入原水泵前投加絮凝剂后,再由原水泵增压,进入多介质过滤器;在过滤器中较大的可能堵塞膜的悬浮物、塑料纸等杂质后,再进入活性炭过滤器除去绝大部分的悬浮物、浊度、色度、以及部分有机物都被去除,使得其出水的SDI 小于 2,保证反渗透装置的进水水质要求,进入后设备,作为下一工艺的进水。多介质过滤器在运行一段时间后,由于其上了悬浮物、浊度、有机物等,将使得其运行的压差升高,需要通过反冲洗、来恢复其操作的过滤能力,反冲洗用水采用反渗透系统出来的浓水经收集之水并通过反洗水泵来完成反洗功能,恢复其产水能力。

9.2、反渗透预脱盐工艺

用来对原水进行预除盐,减轻后续离子交换的负担。活性炭产水进入 5μm

保安过滤器,去除水中可能存在的颗粒物质,以免高压泵及反渗透膜元件被损坏;在进入反渗透高压泵前投加还原剂、阻垢剂后,由反渗透高压泵升压,进入反渗透装置;在反渗透装置中,水被分成两部分,即含盐量非常少的反渗透产水以及浓缩的浓水,产水进入中间水箱,作为后续工艺的用水以及一级除盐水,浓水则进入浓水箱,用作过滤器反洗源及厂区清洗、道路喷洒等用水。反渗透装置是整个系统的关键,用来对原水进行除盐,除盐率≥97%;反渗透装置在运行一定周期后,由于可能存在的各种污染如胶体污染、有机物污染、难溶盐结垢污染等造成产水量下降、脱盐率下降等症状,需要通过化学清洗来恢复其产水能力;在低压冲洗过程中,反渗透系统定期采用非氧化性杀菌剂进行杀菌消毒,延长其化学清洗周期,以及相应延长反渗透膜元件的使用寿命。

9.3、设备功能作用

3.1、预处理部分工艺说明:

预处理系统由原水箱、原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、加氧化剂装置、清洗装置、管道混合器、中间水箱、中间水泵、反冲洗水泵等组成。

原水水温受季节性变化的因素较大(特别是冬季水温较低,不符合反渗透运行条件(反渗透运行温度在 15-35℃时运行较经济,为恒定温度范围 20-25℃ 左右的条件下运行),因此原水必须进行加热。

为了防止细菌、藻类对系统的影响,在过滤装置前投加强氧化剂来消毒去除细菌等。为了防止消毒剂对反渗透膜的影响,在 RO 前投加还原剂及阻垢剂防止膜的结垢。

3.1.2多介质过滤器

由于原水浊度不稳定,且原水中颗粒杂质不符合 RO 装置的进水水质条件,在前级预处理部分设置多介质过滤器,能有效去除原水中存在的机械杂质,有效抵卸突发事故造成的原水浊度增高,以保证反渗透进水污染指数达标。过滤器内装填不同级配的优质石英砂、无烟煤,能有效地截留原水中的颗粒物,从而降低原水浊度。

3.1.3活性炭过滤器

为了保证 RO 系统的长期安全运行,预处理系统设置了活性炭过滤器,内装高效净水活性炭,能有效地过滤去除原水的有机物及余氯含量。使进入 RO 系统中FI≤3。

3.1.4絮凝剂、氧化剂加药装置:

絮凝剂、氧化剂加药装置用来向原水中投加絮凝剂、消毒剂,加药点设置在管道混合器前,投加药剂后由管道混合器进行混合,使原水中有机物得以絮凝去除、消毒,保证RO膜的正常运行。

1.5管式混合器:

管道静态混合器主要用于将由加药装置来的药液与进水的充分混合。使原水及药剂混合均 

静态管道混合器的管内流速0.9-1.2m/s;药剂的投加口设在进水口前大于0.3米以外;

3.2、RO脱盐系统的工艺说明:

RO脱盐系统主要由:阻垢剂、还原剂加药装置、管道混合器、热交换器、保安过滤器、高压泵、反渗透装置、反渗透清洗装置等组成,在工艺中主要去除水中的阴、阳离子盐分、胶体等。

3.2.1还原剂加药装置:

由于在前道工艺投加强氧杀菌剂来保证反渗透装置的正常运行,而其出水中含有较多的余氯氧化剂成分,为了保障 RO 反渗透膜的正常运行,不致膜受到的氧化水解作用,故需投加还原剂,以防止余氯漏进反渗透装置内,氧化破坏反渗透膜元件。

3.2.2阻垢剂加药装置:

由于原水硬度较大,经经膜软件计算, 在浓水侧LSI(朗格里尔指数)为2.0,浓水侧将发生结垢现象,因此在反渗透前应投加进口的复合阻垢剂,经投加阻垢剂后浓水侧LSI在3.0的条件下不发生结垢现象。

3.2.3 热交换器:

由于原水为自来水,水温受外界自然温度影响,为保证反渗透装置恒定的出水量及在较经济的条件下运行,在前级设置二台热交换器,汽源来自于锅炉房。

热交换器为表面加热型,用于原水的加热,经加热后的水进入后级保安过滤器,热交换器配套温控装置,保证反渗透进水为恒温。

3.2.4保安过滤器:

保安过滤器选用滤芯精度为 5um,在工艺中主要用于截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质或颗粒,确保 RO 进水的清洁度,以防前级颗粒进入反渗透膜元件,这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜元件,造成大量盐份的泄漏,同时可能划伤高压泵的叶轮,保安过滤器内的滤元采用聚丙烯喷熔工艺制作,过滤微孔具有:孔形呈锥形结构;过滤效率高,可进入深层过滤;纳污容量大,使用寿命长;采用卡式结构,便于快速更换。

保安过滤器的滤芯应定期更换,一般可根据进出水压差来决定。

保安过滤器进出水管道上均设有就地压力表,可显示保安过滤器的进出水压力。

3.2.5高压泵:

高压泵用来向反渗透装置提供渗透压的动力,以满足反渗透系统膜元件在设计年限内正常的工作压力及流量。高压泵选美国滨特尔公司公司产品。

3.2.6反渗透装置(RO装置)

反渗透主体部件选用通用生产的高脱盐率,芳香族聚酰胺膜元件,该膜元件

属节能型低压膜,具有结构紧凑,产水量特别大(单支膜元件产水量可达1.0t/h),脱盐率高(单支膜试验数据>99.8%),操作压力低,耐细菌侵蚀性好,适用PH范围广(PH为2~11)的优点。配套使用的膜外壳为R8040C玻璃钢压力容器。反渗透系统装置单台处理能力为 80t/h,一级二段排列,选用低压芳香族聚酰胺膜元件;选用高压泵为美国滨特尔公司的高压离心泵。反渗透装置在水质分离过程中无相变,脱盐率高,体积小,易于自控运行,适应范围广,无环境污染,我公司选用的低压膜不仅动力消耗小,且产水量大,脱盐率高(一年内达99%),三年内脱盐率可达97%以上。

3.2.7 RO反渗透配套系统功能:

单台设备配制工作仪表及监视仪表:

动态显示系统的运行工况(进、出水电导、进水温度、高压泵的开关、出水流量、压力等参数);

反渗透设置高压泵进口设低压保护器,当高压泵进水压力<0.1Mpa 时,高压泵自动停止工作。

反渗透高压泵出口设高压传感器,当工作压力大于某一设定值,高压泵停止运行,以防损坏后级管道及膜元件。

高压泵出口设有一进口电动慢开阀,在高压泵启动时,电动慢开阀超前5-7秒钟启动,以防止反渗透装置的管道及膜元件受高压的瞬时冲击而受损。

高压泵采用变频控制提高使用效率,可按实际要求进行调整压力、流量参数,节约能源。

进水、浓水、淡水阀、浓水回流阀:主要调节 RO 进水量、产水量、进水压力、浓水压力及回收率。

电导仪及温度表:电导仪用于监测RO进出水电导率的变化情况,温度表显示

RO膜在不同温度下产水量的变化。

高压泵:增压满足RO膜元件进水压力要求。

止回阀:主要用于停机后,防止RO压力管中的回压而损坏高压泵及泵前低压管道件。

产品水防爆膜,有利于保护膜元件,防止反渗透装置由于误操作而损坏系统管道及膜元件。

液位自控:主要用于防止停水情况下,高压泵继续运行而使高压泵损坏,另一作用是如中间水箱高位时,可使RO停止运行,防止脱盐箱溢流。

低压冲洗:当反渗透停机时,用预处理出水置换反渗透膜浓水侧处于亚稳状态下的钙水垢,防止浓水侧亚稳状结垢物质析出产生结垢,以保护反渗透膜组件,减少反渗透装置化学清洗次数。

3.2.8清洗系统:

反渗透清洗系统由清洗水箱、清洗水泵、清洗过滤器组成,在系统中主要用于反渗装置膜元件的清洗,当反渗透装置运行流量、含盐量或压力下降 10%时应配套相应的药剂进行清洗,反渗透装置的清洗形式为分段清洗。

3.3.3脱盐水箱

脱盐水箱在工艺中主要起储存水量的功能,以满足用水点的供水量。

3.3.4脱盐水泵

脱盐水泵选用卧式离心泵。在工艺中主要为车间用水点供水起增压作用,在工艺选用二台,一用一备。

3.3.5混床说明

混床进一步去除水中的离子含量。使出水符合用户要求。

3.3.6水箱、水泵功能说明

水箱在工艺中主要用于储存水量,起调节水量的功能以满足系统的用水量。

水泵配套水箱使用,水泵用于水量、水压的提升,以满足预处理过滤器及反渗透高压泵的进水供水量及工作压力。

工艺设备技术说明

1、工艺说明

1)、本工艺主要采用:原水预处理过滤系统、加一级 RO 反渗透系统深度脱盐,加混合离子器来提高出水水质的方法,制取生产用脱盐水水质的生产过程。

2)、反渗透装置采用多介过滤器加活性炭过滤器预处理系统。具有出水水质好、透过量大等特点。能进一步去除水中的悬浮物和胶体硅,及其他加大分子的物质有机物等杂质,更加有效降低SDI值,为反渗透减少去除压力,从而被称为反渗透的预处理单元,可以有效延长反渗透膜寿命。确保后续设备的正常运行。

3)、为了保证处理系统对颗粒的要求,来水进入精密保安过滤器,精度 5um,进一步截留水中的有机物、颗粒杂质,再由高压泵送入反渗透(RO)系统,在压力的作用下透过反渗透膜离子级过滤原理,可以脱除 98%以上的无机盐类的深度除盐,出水水质在电导率≤35μs/cm,经处理后脱盐水进入脱盐水水箱,而 RO 的原水(经浓缩的原水中的盐份、机械杂质、胶体物质及小部分未透过水汇集成原水)排入下水道排放(可进行综合利用,贮存作为反冲洗过滤器用水)。

4)、高压泵是 RO 装置的动力源,为了使 RO 装置处于良好的运行状态,高压泵进口设置低压保护。当高压泵进口压力低于限定值,则低压开关送讯号至高压泵,高压泵会自动停止运行,从而确保 R O 系统的安全性。在高压泵的出水口设有止回阀,并设有旁路管系统。

5)、间隙运行,停运时膜保护措施

RO 设置 PLC 控制自动冲洗系统,RO 系统每隔一定周期可自动定时采用进水对 RO 膜元件进行表面冲洗,将 RO 膜元件同尚存的原水冲洗掉,防止原水沉积引起 RO 膜表面积垢。

6)、RO 装置设置一套化学清洗系统。当 RO 膜元件长期运行,膜表面受到给水污染,系统性能指标下降到一定的程度时可进行化学清洗,以恢复其优良的脱盐性及产水性能,提高膜的使用寿命。

7)、整套 RO 系统设有全套水质电导率仪控制仪监测,流量、液位控制、自动高、低压保护、自动快速冲洗、及灯光显示系统,可对 RO 系统产水量、产水水质电导率等进行监视及灯光显示。

8)、膜的防结垢措施:

本系统还考虑配套了定量投加聚凝剂、阻垢剂的加药装置,以防止反渗透膜的结垢,来提高反渗透的产水量和有利于防止反渗透膜上生成沉淀物;反渗透膜采用高脱盐率,超低压之反渗透膜,以节约动力消耗;经反渗透膜处理之水放入中间水箱内,在该水箱内设有水位控制器,经中间水泵直接送往使用点。本系统采用 PLC 控制,自动操作。本系统运行、可靠稳定。

控制系统说明:

概述。本方案以自动化测控系统图纸水处理工程招标要求的技术条件为依据。参照国际上同行业相关标准,选用先进、经济、可靠的自动化测控系统,达到各项技术性能指标与功能要求

设计原则

本设计依据工业自动化测控系统的设计技术规范,根据脱盐水处理工程的要求采用目前在工业界广为使用并被证明是成功的分布式集散测控系统,以其结构先进、布线成本低、抗能力强、运行安全可靠、扩充灵活方便的优越性能,在投资费用合理的前提下,实现全面生产自动化、高效生产管理、达到可靠、节能之目的,在减轻操作人员劳动强度的同时,提高生产效益和综合自动化控制水平。

监控水平

本测控系统能够实现无人值守的工作模式。中央控制室监控站具备友好的中文操作界面,生动的实物设备动态图形,实时数据显示。操作人员通过对监控站操作,可进行回路监视,开关量监视、报警监视,回路设定程序运行显示,实时流程图显示,历史趋势图显示,报表打印等。除通过这些画面进行监视外,还可进行类似传统仪表板上的“按键”、“开关”、“旋钮”等操作,对被控对象进行远程控制和事故处理。达到自动运行、远程手动控制、现场手动操作的多功能自动化系统。

控制方式

本自动化测控系统实现分散控制、集中管理的工作模式。

本技术方案执行的规范:

本工程执行的规范、规程和验收规范:

《电气装置安装工程电缆线路施工及规范》GB50168-92

《电气装置安装接地装置施工及验收规范》GB50169-92

《电气装置安装施工及验收规范》GB50254-50259-96

《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-91

《现场设备焊接及管道焊接工程施工及验收规范》GB50235-96

《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171-92

《建筑电气安装工程质量检验评比标准》GB50303-88

《和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92

《机械设备安装工程施工及验收规范》GB50231-98

2.5 系统选型

供电要求:380VAC±38VAC,50HZ±1HZ,三相五线制。

按钮、指示灯电压等级 220VAC。

检测器件电压等级 24VDC PNP 型。

PLC 输入和输出 24VDC。

流量计、质量流量计电压等级:220V AC或 24VDC。

电磁阀类电压等级 24VDC。

仪表供电电压等级 24VDC 或 220VAC。

电控柜采用背板式安装方式。

与第三方电控柜的连锁采用硬件连锁方式(无源触点)。

每个电机设有过流、过载保护。

每台电机装设运行指示灯。

电控柜装设电压指示表、电流指示表。

软起动器安装在电控柜内。

配电柜实现单机、闭锁、自动以及启动、停止等,为设备提供 380 VAC 动力电源、220VAC 和 24VDC 检测器件和执行器件控制电源,为工艺段上所有现场控制箱提供 380V、220V、24VDC 电源。

电控柜门是电源柜,门板设置电压表及电流表,监视电源电压及电流变化情况;设置急停,电源指示,故障消音按钮。

采用西门子 S7-300PLC 主控制器,要求设备自带西门子 MPI 接头,要求该接头自带编程口,并配备 S7-300 PLC 以太网卡(RJ45 接口)。

动力线采用直接进线方式,不经端子连接,柜内元器件与设备上电气元件间采用端子连接。

柜体防护等级为 IP54。进线方式为上进线。

直接采集铂电阻 Pt100 信号(不带转换器),其余模拟量(电磁流量计)采用 4-20mA 采集数据。

主控器件(PLC):采用 SIEMENS 公司 S7-300 CPU 主控制器,要求设备自带西门子 MPI 接头,要求该接头自带编程口,并配备 S7-300 PLC 以太网卡(RJ45 接口)。

主令开关采用施耐德产品。

护用断路器采用施耐德产品。

交流接触器采用施耐德产品。。

中间继电器采用施耐德产品。

按钮、指示灯选用施耐德产品。

柜内及箱内动力、控制、信号电线、电缆采用国内产品,通讯电缆采用进口。

接线端子采用国内优质产品。

开关电源:台湾铭伟。

报警装置:百特工控产品

现场施工方自备电缆及接线敷料(扎带、接线针、接线鼻子、线号

套管、黑色进口电缆软管等)。

2.6 仪表在设备本体或管道测点设置如下流量测点

每套多介质过滤器、活性炭过滤器进水管道上均设有流量显示仪表.

每套反渗透装置进、出水管道和浓水管道上均设有流量仪表。

中间水泵、纯水泵出口管道上设有流量仪表。

混合离子交换器出口管道上设有流量仪表。

压力测点

每套多介质过滤器、活性炭过滤器进、出口管道装设压力表。

每台保安过滤器进、出口管道上装设压力表。

各类(组)水泵、出口管上装设压力表及盘上压力表。

高压泵进口设压力开关(低压报警并与泵联锁),出口设压力表及压力

开关(高压报警并与泵联锁)。

液位测点

原水箱设液位计,并设高、低液位报警与相应的水泵联锁。

中间水箱设液位计,并设高、低液位报警与相应的水泵联锁。

纯水箱上设液位计及盘上液位计,并设高、低液位报警与相应的水泵联锁。

加药计量箱均设液位计,并设高、低液位报警与相应的计量泵联锁

表测点

反渗透装置的进水母管上装设就地及电导率仪表、PH 仪表。

每套反渗透装置的成品水管上均装设就地及电导率仪表。盘上显示、并超限报警。

混合离子交换器出口管道上设有就地及电导率检测仪表。

2.7 设备的运行控制

全自动控制系统达到基本无人操作,只需定期巡视有关的水箱、水泵、液位、加药系统的投加药剂控制与配制。

采用电导率仪(电阻率仪)控制运行终点(流量控制);柜面采用模拟控制屏指示运行、状态;故障报警(声光)控制系统、解除复位;

与有关的水泵控制系统联锁。

2.8 控制单元

由德国西门子S7-300可编程序控制器、数字量输入/输出模块、模拟量输入/ 输出模块、施耐德和西门子低压电器等部分所组成,用于完成整套脱盐软水设备输入/输出量的处理并控制各个执行机构的运行,使得控制能满足工艺的要求。

2.9 测量单元

由液位变送器、压力变送器、电导仪、流量计、PH计及相关仪表所组成,用于设备运行中工艺参数的测量和显示,并将参数送到可编程控制器(可用于分析处理和显示打印)。

就地操作箱单元为用于各个需就地调试操作的设备的就地操作及气动阀门对应的电磁阀组。

2.10、检测仪表及控制系统功能

根据整个工艺要求,对系统设置必要的仪表及报警联锁信号,以满足程控、远方控制及就地控制的不同控制要求。重要监控参数将引入厂区控制室内的 DCS 进行集中监控。

3.设备的运行控制

1)反渗透系统

反渗透系统由 PLC 控制运行操作,自动监控。监控功能由我方的给水程控系统完成,我公司提供全自动控制的系统设计和 DCS 接口输出。

反渗透系统具备在就地手动操作、程控操作的功能。以下对反渗透系统的控制功能分别作出说明。

高压泵控制

RO 系统 1 台高压泵,高压泵的进口装设低压压力开关,当高压泵进口压力低于 0.05MPa(可调)时,自动停止高压泵的运行。

高压泵的出口装设高压压力开关,当高压泵进口压力低于 1.6MPa(可调)时,自动停止高压泵的运行。

加药装置的控制

系统设各加药装置,溶液箱上分别装有低液位报警,当溶液箱处于低位时报警,提示运行人员补充药品,并和计量泵连锁。

每套加药装置溶液搅拌箱均设有磁性翻板液面计,液面计触点为无元干触点,

并具有 4-20mA 模拟量信号及高、低液位报警。

反渗透的启停保护

当反渗透投入运行时,为了防止高压泵突然起动升压,采用变步频器控制缓慢提升压力,使膜元件逐渐升压至一定的压力。为了防止反渗透误操作,在反渗透产水端设置爆破装置,在超高压的情况下自然爆破泄压。

在反渗透停止使用时,自动关闭高压泵,打开反渗透冲洗气动阀、原水端气动排放阀和产水气动阀,自动冲洗10~15min 左右,停止备用。

反渗透装置的控制

反渗透装置装置设有就地操作箱,箱上设手/自动选择开关,既可以由 PLC 控制程序操作,也可以在就地电控箱上就地操作。

当就地运行时,可在就地对高压泵、电动门、电磁阀、计量泵等设备进行一一对应操作。当程控自动运行时,由 PLC 控制自动运行。

本系统反渗透系统设置 2 套,单套出力为 80m3/h,总处理水量为 160m3/h。反渗透装置的投运或退出主要控制高压泵的起动或停止来实现,而高压泵的起、停是通过反渗透产水箱的水位变化来决定的。

采用该控制方式,不仅可以节约用水,又可以节省费用,因为反渗透本身的运行成本主要来自高压泵的耗电。


                                                                                                               甘肃浩源水处理设备工程有限公司

 

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