Современная дозирующая техника для водоподготовки
А.Ю.САВОЧКИН
Дозирующая техника широко используется в
технологии водоподготовки и коррекционной обработки воды на тепловых электрических станциях, в промышленных и отопительных котельных.
Основные процессы, требующие применения
дозирующей техники:
- подача коагулянтов, флокулянтов и окислителей в установках предварительной очистки воды;
- подача кислот и ингибиторов осадкообразования в установках обратного осмоса;
- коррекционная обработка питательной воды
для предотвращения накипеобразования и коррозии теплогенерирующего оборудования, а также для защиты питательных и пароконденсатных
трактов;
- химическое обескислороживание;
- стабилизационная обработка воды оборотных охладительных систем (градирни, конденсаторы, теплообменники);
- дозирование биоцидов для предотвращения
биологических обрастаний трубопроводов и оборудования.
Понятно, что от правильного выбора и надежной работы дозирующей техники напрямую зависит эффективность и надежность работы основного оборудования энергетических объектов.
Вообще говоря, добавлять реагенты в воду
можно разными способами, но если требуется
действительно точное соблюдение технологических параметров и автоматизация процессов водоподготовки, то используется дозирование реагентов в виде растворов при помощи насосов
дозаторов.
Современные конструкции насосов-дозаторов
обеспечивают надежное и высокоточное дозирование реагентов с автоматической регулировкой
подачи в зависимости от самых разных параметров: расхода обрабатываемой воды, значения рН,
содержания хлора, окислительно
восстановительного потенциала, электропровод
ности и мутности. Насосы выполняются в виде
моноблоков с электронными контроллерами, которые управляют дозированием, получая и обрабатывая сигнал от расходомера или измерительного прибора. Для расширения функциональных
возможностей дозаторов служат внешние контроллеры.
Таким образом, понятие «дозирующая техника» включает в себя:
- собственно насосы-дозаторы;
- электронные контроллеры;
- измерительные приборы.
Насосы-дозаторы.
 Принцип действия насосов-дозаторов основан на попеременном заполнении рабочей камеры дозируемой жидкостью и вытеснении жидкости из камеры в результате возвратно
поступательного движения поршня или мембраны.
По типу рабочего органа насосы-дозаторы делятся на плунжерные (поршневые) и мембранные. Рабочим органом плунжерного насоса является поршень. Плунжерные насосы-дозаторы применяются, как правило, для дозирования реагентов при высоком противодавлении и при больших
производительностях. Их недостатками являются
сравнительно высокая стоимость, громоздкость, сложность конструкции механической части, а также чувствительность к наличию в перекачиваемой жидкости абразивных примесей.
Плунжерные насосы-дозаторы изготавливаются с проточной частью из нержавеющей стали
и из ПВХ. Они способны обеспечить подачу до 22
м3/ч и развить давление до 4 тыс. бар. Как правило, в плунжерных насосах возвратно-
поступательное движение поршня осуществляется посредством передачи вращательного движения вала электродвигателя.
В мембранных насосах-дозаторах рабочим
органом является эластичная износостойкая
мембрана, приводимая в движение штоком. Преимущества мембранных дозаторов перед плунжерными – дешевизна и компактность. Кроме того, мембрана надежно защищает механизм насоса от попадания в него жидкости.
Дозирующие головки мембранных насосов изготавливают из самых разнообразных материалов: полиэтилена, полипропилена, ПВХ, оргстекла, поливинилиденфторида, нержавеющей стали
и т.д. Материал мембраны – фторопласт или армированная резина, покрытая фторопластом.
Все вместе это обеспечивает возможность подбора абсолютно коррозионностойкого насоса для
любой перекачиваемой жидкости.
По типу привода мембранные насосы-
дозаторы подразделяются на электромагнитные,
электромеханические и с приводом от сжатого
воздуха. Последние применяются на взрывоопасных производствах и для целей настоящей
статьи интереса не представляют.
В насосах с электромагнитным приводом дозирующая мембрана приводится в действие
электромагнитом, ход сердечника которого
обеспечивает возвратно-поступательное движение мембраны. Электромагнитные насосы обеспечивают высокую точность дозирования, очень
просты и надежны в эксплуатации. Относительным недостатком электромагнитных мембранных
насосов является чувствительность к колебаниям
давления в магистрали и к уровню жидкости в
расходном баке, т.к. это влияет на объем хода. Но
с этой проблемой можно бороться, устанавливая
на подающей линии клапаны поддержания постоянного давления.
В электромеханических насосах возвратно-
поступательное движение мембраны осуществляется так же, как и в плунжерных насосах – от
электродвигателя, поэтому такие насосы способны обеспечить более высокие расход и давление,
чем электромагнитные.
Регулирование подачи насосов-дозаторов
производится следующими способами:
- изменением объема рабочей камеры, т.е.
длины хода поршня или мембраны;
- изменением частоты хода поршня или мембраны.
 При этом первый параметр обычно устанавливается вручную, а второй регулируется при помощи электронного контроллера. Для некоторых
моделей насосов возможно исполнение с автоматическим регулированием длины хода, что позволяет обеспечить более равномерную подачу
реагентов.
Фирма «ProMinent» выпускает плунжерные насосы-дозаторы с электромеханическим приводом и мембранные насосы с электромагнитным и
электромеханическим приводом. Эти насосы
имеют, безусловно, наивысшее качество и широчайшие возможности по внешнему управлению.
Насосы фирмы «ЕМЕС» – мембранные с электромагнитным приводом, что определяет сравнительно невысокие параметры дозирования. Но в
своем классе они занимают уверенное первое
место по соотношению цены и качества, будучи
примерно в 1,5 раза дешевле аналогичных насосов фирмы «ProMinent» и не уступая последним
по точности и функциональным возможностям.Фирма «OBL» выпускает мембранные и плунжерные насосы только с электромеханическим
приводом. Пока эти насосы имеют ограниченные
возможности по внешнему управлению, но фирма работает в этом направлении. Наиболее интересная область применения насосов «OBL» –
дозирование при больших расходах и больших
противодавлениях, т.к. они стоят примерно в 1,5
раза меньше аналогичных насосов «ProMinent»,
что может дать экономию в несколько тысяч евро
на каждом насосе. На рис.1 представлена диаграмма, отображающая области применения насосов-дозаторов
фирм «ProMinent» и «ЕМЕС». Насосы-дозаторы
фирмы «OBL», не представленные на диаграмме,
перекрывают практически всю ее рабочую область (максимальное давление – 550 бар, подача
– от 1,5 л/ч до 22 м3/ч).
Рисунок 1.
Электронные контроллеры, измерительные приборы и вспомогательное оборудование
 Самая важная задача при создании дозирующего комплекса – это возможность управления
процессом.
К сожалению, объем статьи не дает возможности подробно осветить данную тему. Скажем
только, что сегодня почти нет такой задачи по
управлению дозированием, которую нельзя было
бы решить при помощи стандартного набора
средств, предоставляемого фирмами-производителями дозирующей техники. А использование
дополнительного программного обеспечения и
средств автоматизации снимает все ограничения, кроме фантазии и финансовых возможностей заказчика.
Все насосы «ЕМЕС» и почти все насосы
«ProMinent» (кроме модели «Alpha») имеют встроенные электронные контроллеры. В зависимости
от типа, контроллеры позволяют управлять дозированием посредством внешнего релейного,
аналогового или цифрового сигнала, а также задавать самостоятельную программу дозирования, например, регулировать время работы и
ожидания, устанавливать объем раствора, который необходимо отдозировать и т.д.
Фирмы «ЕМЕС» и «ProMinent» выпускают также
большое количество моделей внешних контроллеров, которые предназначены для расширения
функциональных возможностей насосов
дозаторов и для управления дозирующими и во
доочистными комплексами, а также для мониторинга процессов.
В качестве источника внешнего сигнала может
выступать водосчетчик, датчик рН, датчик хлора,
датчик окислительно-восстановительного потенциала, датчик электропроводности, датчик мутности, таймер и, наконец, компьютер.
Дозирующие комплексы легко встраиваются в
общие системы автоматического управления
станциями водоподготовки, причем мониторинг и
управление могут производиться из единого диспетчерского центра с передачей сигнала по кабелю, радиоканалу или GSM.
Фирмы-производители дозирующей техники
решают вопросы дозирования в комплексе. Это
означает, что одновременно с дозаторами и контроллерами поставляются все контрольно измерительные приборы, расходные емкости,
шланги и арматура, оборудование для приготов
ления реагентов (от простых мешалок до специальных автоматических установок), сигнальные
устройства и т.д.
В заключение отметим, что эффективная работа комплекса дозирования определяется совокупностью многих факторов (требуемые параметры дозирования, характеристики дозируемой
среды, алгоритм дозирования, особенности конкретной технологической схемы и др.), правильно
учесть которые могут только профессионалы. Поэтому, если Вы хотите максимально использовать
возможности современной дозирующей техники,
не затратив при этом лишних средств, обращайтесь только в специализированные фирмы, которые подберут оптимальное для конкретной задачи оборудование и наладят работу комплекса. |
