Материалы III научно-практической конференции «Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования» (стр. 10 )

Вопросы повышения надежности функционирования системы решаются операционной системой и аппаратной частью контроллера.

• Стандартная обработка данных. С точки зрения пользователя в резервированной системе S7-400H есть только один центральный процессор и одна программа.

• Быстрое безударное переключение с ведущей на ведомую подсистему в течение 30мс. Во время переключения операционная система S7-400H гарантирует исключение возможности потери данных и запросов на прерывания.

• Автоматическая синхронизация после замены одного из центральных процессоров. После замены одного из центральных процессоров предусмотрено выполнение автоматической безударной синхронизации с передачей в память

включенного в работу процессора всех текущих данных (программы, блоков данных, динамических данных и т. д.).

F-модули – это модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, которые характеризуются:

• дублированной внутренней структурой;

• поддержкой большого количества вариантов подключения датчиков и исполнительных устройств – от обычных до логически связанных схем на базе одного или двух модулей;

• поддержкой F-функций, позволяющих выявлять на аппаратном уровне одного или двух модулей расхождения в считываемых значениях для каждого канала ввода или выводимых значениях для каждого канала вывода F-системы;

• поддержкой широкого спектра диагностических функций.

Выбор схем подключения датчиков и исполнительных устройств определяется требуемым уровнем безопасности и задается на этапе конфигурирования F-системы.

В зависимости от требований безопасности, предъявляемых к конкретной системе автоматического управления, на основе программируемых контроллеров S7 F/FH могут создаваться распределенные структуры ввода-вывода различной степени сложности.

Резервированные системы ввода-вывода поддерживаются только программируемыми контроллерами S7-400FH и строятся на основе промышленных сетей PROFIBUS DP/PA.

F-каналы ввода-вывода образуются F-модулями станций ET 200, а также датчиками и исполнительными устройствами сетей PROFIBUS PA. Между каналами могут устанавливаться логические связи с принципами обработки сигналов 1v1, 1v2, 2v2 или 2v3.

Подобная схема реализуется на блоке УФУ обратного осмоса. В таком случае появляется возможность реализации принципа «безударного» переключения и создание полноценной системы управления и визуализации.

Порядок производства работ проводится по следующему алгоритму:

-монтаж конструкций для прокладки кабеля (кабельных лотков), согласно ПУЭ изд.7 (силовой и контрольный кабель необходимо прокладывать в разных кабельных лотках). Устройство заземления помещения согласно гл.1.7 ПУЭ 7 издания, заземление лотков, средств измерения полевого уровня должным образом.

-поочередное подключение модулей УФУ и обратного осмоса к шкафу контроллера;

-загрузка управляющей программы;

-реализация «обратной связи» арматуры УФУ и УОО для надежной работы блоков;

-наладка алгоритма работы;

В заключение необходимо отметить, что все приборы контроля технологических параметров установок УФУ и ОО, должны быть внесены в Реестр средств измерений РФ, иметь сертификат первичной поверки и паспорт установленного образца.

Использование комплексообразователей при

эксплуатации установок обратного осмоса

, д. т.н., «WATERLAB», , к. х.н.,

Траверс», , «WATERLAB», Москва

Применение процесса обратного осмоса (нанофильтрации) чрезвычайно перспективно не только в промышленной водоподготовке (пищевая промышленность, энергетика, медицина, опреснение воды), но и в питьевом водоснабжении.

Современное состояние городского строительства требует подачи в здания не только качественной питьевой воды, удовлетворяющей требованиям СанПиН, но и воды для специальных технологических нужд: подпитки контуров теплосети и отопления, оросителей и испарителей систем кондиционирования воздуха, паровых котлов «крышных котельных» для систем теплоснабжения.

В зависимости от требований к качеству подготовленной воды в системах нанофильтрации используются мембраны с разными показателями селективности (солезадерживающей способностью). Для нужд подпитки теплосети и горячего водоснабжения карбонатный индекс KI очищенной воды в мембранных установках должен удовлетворять следующим условиям:

KI = [Ca2+]•[HCO3–] ≤ 2 – 5,

где [Ca2+] и [HCO3–] – концентрация кальция и щелочность, мг-экв/л.

Для обеспечения таких требований идеально подходят нанофильтрационные мембраны в сочетании с мембранными элементами с открытым каналом, исключающим образование застойных зон и осадка карбоната кальция, резко снижающего время работы аппарата.

При необходимости получения питательной воды для паровых котлов и контуров систем кондиционирования воздуха требуется вода со значениями жесткости на уровне 0,01 – 0,02 мг-экв/л. Традиционно для получения глубоко умягченной воды используются двухступенчатые системы натрий-катионирования или вместо первой ступени натрий-катионирования – установки обратного осмоса. И в том и в другом случае схемы глубокого умягчения требуют высоких эксплуатационных затрат (на таблетированную соль, ингибитор, моющие растворы, частое сервисное обслуживание) и расходов на утилизацию регенерационных растворов. Экономический эффект от применения технологии нанофильтрации определяется сокращением затрат на обслуживание установок.

На основе вышеприведенных разработок созданы схемы двухступенчатого умягчения воды с применением мембранных нанофильтрационных аппаратов на первой ступени и аппаратов обратного осмоса на второй ступени (рис. 1). При эксплуатации таких схем часто не требуются реагенты. Период безостановочной работы составляет свыше 2500 ч.

Рис. 1. Технологическая схема получения глубоко умягченной воды

1 – насос первой ступени;
2 – нанофильтрационные аппараты первой ступени;
3 – насос второй ступени;
4 – ингибиторный патрон;
5 – обратноосмотический аппарат; 6 – промежуточный бак-аккумулятор;
7 – вентиль регулировки давления

Для определения эксплуатационных характеристик мембранных схем с использованием аппаратов обратного осмоса и нанофильтрации (определение типа моющих растворов, времени непрерывной работы и др.) разработана специальная компьютерная программа. Благодаря новым типам мембран и мембранным аппаратам продолжительность работы максимально увеличена, что приводит к снижению затрат на обслуживание установки.

Программы по использованию химикатов, предлагаемые поставщиками реагентов, не всегда дают исчерпывающую информацию. Эффективность часто ограничивается допустимыми пределами растворимости солей и требованиями не превышать эти пределы. А рекомендации по промывкам носят общий характер, не будучи точно привязаны к каждому конкретному случаю. Обоснование выбора доз и расходов реагентов серии «Аминат» для ингибирования и промывки установок обратного осмоса и нанофильтрации выполнено на основании опытных данных. В таблице 1 приведены характеристики реагентов серии «Аминат».

Таблица 1

Марка продукта	Физические свойства	Химический состав	Применение
Ингибитор для предотвращения образования кристаллических отложений малорастворимых в воде солей на мембранах
«Аминат-К»	Жидкость светло-желтого цвета	Водный раствор натриевых солей смеси метилиминодиметилфосфоновой и нитриметилфосфоновой кислот	Эффективная доза составляет 5–10 мл/м3 обрабатываемой воды. Реагент дозируется в исходную воду при помощи насоса-дозатора
Моющие композиции для удаления с мембран различных отложений
«Аминат» ДМ-30, ДМ-14, ДМ-56	Кислый раствор	Водный раствор смеси неорганической и органической кислот	Растворение отложений CaCO3, Fe(OH)3, CaSO4
«Аминат» ДМ-50, ДМ-70	Щелочной моющий состав	Водный раствор натрия гидроксида, содержащий органический комплексообразователь	Растворение органических, коллоидных и биологических загрязнений с поверхности мембран

Эксперименты, проведенные на основе массового баланса, позволяет определить количество и скорость образования осадка CaCO3 в зависимости от состава исходной воды, наличия ингибитора и параметров установки: типа мембран, величины рабочего давления, выхода фильтрата, температуры. Технологическая схема экспериментальной установки показана на рис. 2. Сначала определяется количество образованного осадка в зависимости от времени и величины выхода фильтрата. Скорость осадкообразования выражается как производная функции зависимости количества осадка от времени и наглядно представляется в виде зависимости от величины выхода фильтрата (рис. 3). Эффективность действия ингибитора определяется снижением скорости осадкообразования для заданных условий (рис. 4).

Рис. 3. Стадии определения скорости осадкообразования на мембранах ОПМН-К при различных составах исходной воды

а – концентрация кальция в циркуляционном растворе; водопроводная вода + NaCl (20 мг-экв/л) + ингибитор; водопроводная вода + Na2SO4 (20 мг-экв/л); водопроводная вода + MgCl2 (20 мг-экв/л); водопроводная вода + NaCl (20 мг-экв/л); водопроводная вода; водопроводная вода + NaHCO3
(3 мг-экв/л); б – масса осадка, накопленного на мембране в зависимости от кратности концентрирования; в – скорость роста осадка в зависимости от кратности концентрирования; г – скорость роста осадка в зависимости от времени; водопроводная вода + NaHCO3; водопроводная вода; водопроводная вода + NaCl; водопроводная вода + MgCl2; водопроводная вода + Na2SO4