Opis techniczny. - bip.lobzenica.

Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
SPIS TREŚCI
Podstawa opracowania................................................................................................ 2
Zakres opracowania. ................................................................................................... 2
Zestawienie urządzeń sterowanych z szafy sterowniczej......................................... 2
Opis techniczny. ........................................................................................................... 3
Opomiarowanie filtrów w czasie pracy oraz sterowanie filtrów. ........................... 4
Pomiar ciśnienia wody w układzie filtracji I stopnia ............................................... 5
Sterowanie pracą filtrów ............................................................................................. 5
Sterowanie poszczególnymi przepustnicami ............................................................. 6
Płukanie filtrów ........................................................................................................... 6
Przygotowanie do płukania filtra............................................................................... 9
Filtracja II stopnia..................................................................................................... 11
Kwalifikacje obsługi. ................................................................................................. 17
Obsługa urządzeń pomiarowo-kontrolnych. .......................................................... 17
Konserwacja systemu. ............................................................................................... 17
Sterowanie. ................................................................................................................. 19
Wykaz podstawowych materiałów. .......................................................................... 19
Wykaz rysunków........................................................................................................ 22
Schematy i rysunki .................................................................................................... 23
1
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Opis techniczny.
Podstawa opracowania.
Zlecenie i umowa z inwestorem.
Wytyczne technologa prowadzącego.
Projekt budowy branży technologicznej na modernizację stacji uzdatniania wody.
Zakres opracowania.
Niniejsze opracowanie stanowi projekt techniczny AKPiA stacji uzdatniania wody w Łobżenicy .
Dla sterowania i sygnalizacji przyjęto sterownik SIMATIC S7–1200, który zainstalowany będzie w
zaprojektowanej szafce sterowniczej. Do sterownika podłączony będzie dotykowy panel operatorski
KTP 1000 BASIC COLOR, z którego można prowadzić procesy technologiczne oraz odczytywać
stany pracy napędów oraz parametry z czujników zainstalowanej aparatury kontrolno-pomiarowej.
Zestawienie urządzeń sterowanych z szafy sterowniczej.
Lp. Nazwa urządzenia
Moc urządzenia [KW]
Ilość
1.
Pompa głębinowa
7
2
2.
Pompa płucząca
4
1
3.
Zestaw pomp II stopnia
4
3
4.
Dmuchawa
4
1
5.
Sprężarka
1,5
2
6.
Wyspa zaworowa
<0,5
6
7.
Przepływomierz
<0,5
7
8.
Przetwornik ciśnienia
<0,5
6
9.
Pomiar poziomu
<0,5
3
2
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Opis techniczny.
Zasilanie podstawowe odbywać się będzie z sieci zakładu energetycznego. W rozdzielnicy głównej
„RG” zamontować wyłącznik główny , który wyposażyć należy w cewkę nadnapięciową sprzężoną
z wyłącznikiem przeciwpożarowym zlokalizowanym na zewnętrznej ścianie budynku.
Wszystkie kable i przewody należy prowadzić w kanałach kablowych, na drabinkach kablowych i
w korytkach. Projektowane trasy sieci i instalacji elektrycznych związane są z prowadzoną
modernizacją istniejącej stacji uzdatniania wody. Projekt obejmuje trasy przewodów i kabli
zasilających, sterowniczych i pomiarowych do nowo modernizowanych urządzeń. W układ
modernizowanej stacji uzdatniania wody wchodzi: sześć filtrów pionowych, aeratory, sprężarki,
dmuchawa, zestaw hydroforowy, zestawy dozujące.
Rozdzielnice wykonane są jako szafy wolnostojące w wykonaniu metalowym (2szt). We wnętrzu
rozdzielnic umieszczono aparaturę zasilającą i sterującą procesem technologicznym stacji
uzdatniania wody. Wszystkie urządzenia sterowane i nadzorowane są przez sterownik swobodnie
programowalny firmy Simens posiadający na elewacji drzwi szafy sterującej dotykowy panel
sterowniczy pozwalający na komunikowanie się pomiędzy użytkownikiem, a sterownikiem. Dla
umożliwienia wyłączenia zasilania ze względów pożarowych projektuje się w rozdzielnicy „RG”
rozłącznik typu PSC250/3 wyposażony w wyzwalacz napięciowy typ NZM, na który napięcie
podawane jest przez wciśnięcie przycisku, a zamontowanego przy wejściu do stacji. Przycisk ten
posiada obudowę koloru czerwonego o stopniu ochrony IP55 zamykaną na kluczyk – producent S.I.
Spamel. Jako ochronę przepięciową zastosowano dwustopniowy ogranicznik przepięć klasy B+C.
Nad prawidłową pracą stacji czuwa sterownik swobodnie programowalny. Zaprojektowany system
pozwala na sterowanie bezpośrednie z elewacji szafy lub poprzez panel operatorski.
Oprogramowanie sterowników decyduje o funkcjach realizowanych przez układ. Program zapisany
w sterowniku realizuje funkcję zdalnego sterowania oraz algorytmy pracy automatycznej i regulacji
zgodnie z wymaganiami technologii. Program sterownika realizuje również funkcje kontrolne np.
takie jak zliczanie godzin pracy urządzeń. Program sterownika jest tak sparametryzowany, aby była
możliwość szybkiej zmiany jego działania bez potrzeby ponownego programowania. Program
sterownika oraz oprogramowanie panelu operatorskiego nie są zawarte w niniejszym opracowaniu.
Wybór rodzaju sterowania dokonuje się za pomocą przełącznika AUTO - 0 - LOKAL, który
znajduje się na elewacji szafy sterowniczej. Sygnalizacja stanów pracy oraz awarii urządzeń
3
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
przekazywana jest za pomocą lampek sygnalizacyjnych usytuowanych na elewacji szafy
sterowniczej oraz poprzez komunikaty pojawiające się na panelu operatorskim. Każdy obwód
zasilający urządzenie zabezpieczony jest wyłącznikiem nadprądowym.
Pompy głębinowe znajdujące się w ujęciu wody zabezpieczone i zasilane będą z szafy RG. W
każdej studni głębinowej zamontowano czujnik CLUWO, który zabezpiecza pompę przed sucho
biegiem. Woda surowa jest napowietrzana w aeratorach przyfiltrowych ciśnieniowych. Z uwagi na
duże znaczenie tego elementu technologicznego dobrano 2 sprężarki pracujące dla wspólnej
instalacji powietrznej. Sprężarka będzie wykorzystywana również do zasilania napędów
pneumatycznych sterujących pracą filtrów. Sterowanie pracą sprężarek odbywa się w sposób
automatyczny na podstawie utrzymywania zadanego, stałego parametru ciśnienia. Zabezpieczenie
urządzenia oraz przewodu zasilającego usytuowane jest w RG.
Filtry płukane są powietrzem oraz wodą. Do płukania wodą wykorzystywana jest woda uzdatniona
ze zbiorników retencyjnych, natomiast do płukania powietrzem służy dmuchawa. Na rurociągu
doprowadzającym powietrze do aeratorów zostanie zamontowany elektrozawór zasilany prądem
24V DC otwierający się podczas pracy pomp głębinowych. Woda surowa ze studni głębinowych
po napowietrzeniu tłoczona jest przez filtry odmanganiania i odżelaziania do zbiorników
retencyjnych. Po przejściu tego procesu technologicznego woda już uzdatniona przez zestaw trzech
pomp regulowanych przemiennikiem częstotliwości trafia do odbiorców. Pompy chronione są przed
sucho biegiem poprzez zaprogramowany pomiar poziomu odczytywany przez hydrostatyczną sondę
pomiaru lustra cieczy typu SG-25 i dalej przez sterownik. Zbiorniki retencyjne chronione są także
przed przelaniem (poziom max) za pomocą pływakowych sygnalizatorów poziomu typu ERH-0118 oraz zadany program sterownika.
Opomiarowanie filtrów w czasie pracy oraz sterowanie filtrów.
Filtry będą opomiarowane w zakresie:
•
przepływu wody uzdatnionej,
•
ciśnienia na wodzie surowej i uzdatnionej (wspólny pomiar przed wszystkimi filtrami i po
wszystkich filtrach).
Dodatkowe parametry mierzone w trakcie pracy filtrów:
•
czas pracy od ostatniego płukania,
4
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
•
objętość przefiltrowanej wody przez złoże filtracyjne.
Przepływ wody uzdatnionej mierzony będzie za pomocą przepływomierza firmy ENKO typu MPP.
Pomiar ciśnienia wody w układzie filtracji I stopnia
Ze względu na fakt, że projektowany układ filtrów stanowi zestaw pracujący równolegle, pomiar
ciśnienia ograniczony zostanie do punktu przed i po filtracji. Do pomiaru ciśnienia wykorzystane
zostaną czujniki firmy APLISENS typu PC-28 o parametrach technicznych:
•
zakres pomiarowy: 0 ÷ 4 Atm,
•
wyjście prądowe: 4 ÷ 20 mA,
Sterowanie pracą filtrów
Odczyt przepływu wody przez poszczególne filtry będzie podstawą wyrównywania rozdziału wody
pomiędzy pozostałymi filtrami. Różnice przepływu będą wyrównywane ręcznie przez operatora
Stacji Uzdatniania Wody, który będzie otwierał bądź przymykał przepustnice sterowaną ręcznie,
zamontowaną na rurociągu wody uzdatnionej.
Ręcznie sterowanie ma na celu przede wszystkim wyrównanie skrajnych obciążeń filtrów
wynikających z uwarunkowań konstrukcyjnych, hydraulicznych i czysto technologicznych. Ręczne
sterowanie tego procesu pozwala również obserwować zmiany, wyciągać wnioski oraz reagować w
ramach zasad technologicznych sterowania pracą filtrów określonych na etapie rozruchu.
Generalnie przy prawidłowo zaprojektowanej technologii uzdatniania wody, zwłaszcza w
odniesieniu do orurowania oraz wypełnienia filtrów, nie należy się spodziewać problemów z
rozkładem wody na poszczególne filtry. Delikatne różnice będą właśnie korygowane opisanym
systemem.
W sterowaniu tym procesem zgodnie z doświadczeniami praktycznymi z innych wodociągów nie
zaleca się pełnej automatyzacji z uwagi na znaczne, postępujące w trakcie cyklu dławienie układu
filtracji.
5
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Sterowanie poszczególnymi przepustnicami
Sterowanie przepustnicami z napędem pneumatycznym (normalnie zamkniętymi) odbywać się
będzie w dwojaki sposób:
•
automatycznie: zgodnie z programem sterowania pracą filtrów i ich płukaniem,
•
ręcznie: z wysp zaworowych/skrzynek sterowniczych, w sytuacji awaryjnej, związanej z
indywidualną pracą każdego z filtrów ciśnieniowych, zlokalizowanych tuż przy każdym
filtrze ciśnieniowym.
Przejście na płukanie ręczne odbywać się będzie tylko na SUW.
Każda z przepustnic musi mieć możliwość sterowania ręcznego i automatycznego. Nastawa
sposobu pracy przepustnicy – na wyspach zaworowych/skrzynkach sterujących, zlokalizowanych
bezpośrednio przy każdym z filtrów ciśnieniowych. Na skrzynkach znajdzie się również odczyt
przepływomierza, umożliwiający bezpośrednią nastawę filtrów (zgodnie z przedstawionymi
wcześniej informacjami).
Płukanie filtrów
Płukanie filtrów będzie inicjowane ręcznie. Dopuszcza się wariantowo wprowadzenie do programu
sterującego możliwości ustawienia automatycznego płukania filtrów (ale tylko i wyłącznie
względem czasu pracy).
Decyzja o płukaniu filtra będzie podejmowana przez operatora na podstawie danych
technologicznych opracowanych na etapie rozruchu SUW. Wspomagające odczyty pozwalające
podjąć decyzję o płukaniu filtra:
•
czas pracy od ostatniego płukania (wizualizowany w centralnej sterowni): wstępnie przyjęto
maksymalny czas pomiędzy płukankami,
•
ilość m3 wody przefiltrowanej przez poszczególne filtry: zgodnie z odczytem na podstawie
zamontowanych przepływomierzy po poszczególnych filtrach, ustalony szczegółowo na
etapie rozruchu technologicznego Stacji Uzdatniania Wody,
•
strata ciśnienia liczona, jako różnica pomiędzy odczytem ciśnienia na rurociągu wody
uzdatnionej oraz rurociągu wody surowej.
Po analizie wszystkich wymienionych wyżej parametrów procesowych zostanie podjęta decyzja o
wypłukaniu filtrów. Parametry decydujące zostaną dokładnie określone na rozruchu Stacji
6
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Uzdatniania Wody oraz w czasie trwania wstępnej eksploatacji.
Filtry będą płukane kolejno – na podstawie opracowanego harmonogramu. Zgodnie z wstępnym
programem sterującym inicjacja procesu płukania odbywać się będzie ręcznie, ale samo płukanie
już w trybie kaskadowym.
Jeśli płukanie odbywać się będzie w automacie, wówczas inicjacja procesu płukania będzie się
równała z płukaniem wszystkich filtrów w określonej kolejności, zależnej od ustalonego programu
sterującego całym procesem.
W przypadku przejścia na ręczny proces płukania możliwe będzie tylko i wyłącznie ręczne płukanie
filtrów w dowolnej kolejności, co nie będzie wpływać na skasowanie licznika objętości wody bądź
czasu pomiędzy płukaniami (czas ten będzie dalej liczony, co spowoduje płukanie filtra wcześniej
wypłukanego ręcznie, nawet, jeśli czas ten będzie się różnił nieznacznie).
Do płukania dobrano dmuchawę firmy BECKER typu KDT 3.100. Dla łagodnego rozruchu
dmuchawy zamontowano sofy-start VLT MCD-3000.
System sterowania pracy dmuchawy obejmować będzie następujące elementy:
•
pracę dmuchawy w następujących stanach: postój, praca „wymuszona” przy sterowaniu
lokalnym, praca w automacie,
•
rozruch za pomocą softstartu,
•
pomiar stanu pracy dmuchawy, czasu pracy (licznik godzin pracy firmy SIMEX typ HK 30)
oraz pobieranego prądu podczas pracy,
•
wszystkie wymienione parametry wizualizowane w sterowni.
Do płukania wodą dobrano pompę firmy GRUNDFOS typu NB 80-200/214.
Ze względu na duże znaczenie procesu płukania wodą filtrów dobrano dwie pompy płuczące. Na
rurociągu ssawnym – przepustnica odcinająca, na tłocznym – przepustnica, redukcja i klapa
zwrotna, zgodnie z rysunkami technologicznymi.
Pompa będzie uruchamiana z zastosowaniem soft startu firmy DANFOSS typu VLT MCD-3000
celem maksymalnego ograniczenia do minimum uderzenia hydraulicznego wody w trakcie
wstępnej fazy płukania filtra.
Dodatkowa armatura pompy płuczącej:
•
na rurociągu ssawnym: przepustnica odcinająca JAFAR o średnicy DN 100,
•
na rurociągu tłocznym: przepustnica odcinająca JAFAR o średnicy DN 80, zawór zwrotny
JAFAR montowany międzykołnierzowo o średnicy DN 80 (optymalnie klapa zwrotna –
płaska) – montowane w kolejności od pompy: klapa, przepustnica.
Dodatkowy osprzęt pompy płuczącej:
7
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
•
czujnik ciśnienia firmy zamontowany na jednym króćcu wraz manometrem,
•
przepływomierz na rurociągu wody do płukania o średnicy DN 125.
Dane techniczne zastosowanych urządzeń pomiarowych.
Ciśnieniomierz:
•
producent: APLISENS,
•
zakres pomiarowy: 0,0 ÷ 6,0 bar,
•
wyjście prądowe: 4,0 ÷ 20,0 mA,
Przepływomierz:
•
producent: ENKO,
•
typ MPP,
Parametry mierzone oraz wizualizowane w sterowni w odniesieniu do pompy płuczącej:
•
stan pracy pompy: postój, praca „na sztywno”, praca w automacie,
•
czas pracy pompy (licznik motogodzin) oraz pobierany prąd podczas pracy pompy,
•
przepływ wody: wizualizowany w sterowni,
•
pompa płucząca będzie pracowała z miękkim rozruchem.
8
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Przygotowanie do płukania filtra.
1. Sprawdzenie poziomu wody w zbiorniku retencyjnym: poziom wody w zbiorniku wody
uzdatnionej musi być wyższy niż ½ całkowitej wysokości. Jeśli nie będzie wyższy, wówczas
trafi informacja do dyspozytorni, że płukanie nie jest możliwe ze względu na zbyt niski
poziom wody w zbiorniku retencyjnym. Wówczas, jeśli będzie to płukanie pierwszego filtra,
wyłączenie procedury płukania i konieczność ponownej inicjacji. Natomiast, jeżeli warunek
ten nie zostanie spełniony przy płukaniu innego niż pierwszy filtra, wówczas ponowne
automatyczne sprawdzenie tego warunku – co godzinę, aż do spełnienia. Za każdym razem
informacja w dyspozytorni o zainicjowaniu płukania lub jego odłożeniu.
2. Sprawdzenie poziomu wody w odstojniku. Jeśli poziom wody będzie równy wartości
minimalnej, umożliwienie płukania filtrów. Jeśli poziom minimalny nie będzie osiągnięty,
uniemożliwienie procedury płukania. Nieosiągnięcie minimalnego poziomu będzie
wymagało sprawdzenia układu odprowadzenia popłuczyn bezpośrednio na obiekcie.
3. W sytuacji, gdy warunki nie będą spełnione, sterownik powinien kontrolować parametry co
ok. 15 min. aż do ich spełnienia i umożliwienia przebiegu procesu płukania.
4. Po spełnieniu obu warunków – umożliwienie płukania filtrów.
5. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody uzdatnionej filtra nr 1.
6. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody surowej filtra nr 1.
7. Otwarcie przepustnicy na rurociągu wód popłucznych filtra nr 1.
8. Otwarcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr 1 (przepustnica równa
przepustnicy spustu I filtratu).
9. Spust wody znad złoża filtracyjnego w czasie dobranym na rozruchu (program musi mieć
możliwość regulacji czasu spustu wody z filtra).
10. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr 1.
11. Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtra nr 1 powietrzem.
12. Załączenie dmuchawy do płukania filtrów.
13. Płukanie filtra nr 1 powietrzem (przez czas ustalony na rozruchu, zmieniany w trakcie
eksploatacji w zależności od potrzeb) – wstępnie przyjęto 2 min.
14. Wyłączenie dmuchawy do płukania filtrów powietrzem.
15. Zamknięcie przepustnicy do płukania powietrzem.
16. Stabilizacja złoża (postój filtra, bez płukania) – przez czas ok. 5 min., w trakcie którego
9
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
zachodzi odgazowanie złoża, przed płukaniem wodą.
17. Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtrów wodą.
18. Załączenie pompy płuczącej.
19. Płukanie filtra wodą przez czas ustalony na rozruchu, korygowany w trakcie eksploatacji
SUW (wstępnie przyjęto czas ok. 10 min.).
20. Wyłączenie pompy płuczącej po upływie czasu płukania, względnie po osiągnięciu poziomu
maksymalnego w zbiorniku wód popłucznych jako warunku bezwzględnego.
21. Zamknięcie przepustnicy sterowanej automatycznie na rurociągu wody do płukania filtra nr
1.
22. Zamknięcie przepustnicy odprowadzenia popłuczyn.
23. Otwarcie przepustnicy doprowadzenia wody surowej na filtr nr 1.
24. Otwarcie przepustnicy na rurociągu odprowadzenia I filtratu (rurociągu spustu pierwszego
filtratu) do odstojnika.
25. Spust pierwszego filtratu do odstojnika przez czas określony na rozruchu z wydajnością
dosterowaną przepustnicą ręczną.
26. Zamknięcie przepustnicy odprowadzającej pierwszy filtrat do odbiornika.
28. Otwarcie przepustnicy wody uzdatnionej.
29. Tryb filtracji.
30. Od momentu zakończenia płukania filtra (względnie grupy filtrów) wodą (wyłączenia
pompy płuczącej) – względnie załączenia pompy płuczącej – będzie liczony czas
sedymentacji popłuczyn w odstojniku.
31. Przejście do płukania kolejnego filtra.
32. Algorytm od punktu nr 3.
33. Po zakończeniu płukania ostatniego filtra – sygnał o wypłukaniu wszystkich filtrów
pierwszego stopnia.
34. Po wypłukaniu każdego filtra zerowanie zegara czasu pracy od ostatniego płukania oraz
zegara objętości wody przefiltrowanej od ostatniego płukania.
35. Czas sedymentacji – czyli czas, w którym wody popłuczne będą przebywały w odstojniku,n
Po czasie sedymentacji otwarcie przepustnicy spustowej wody nadosadowej z odstojnika
lub
uruchomienie
pompy
zatapialnej
odprowadzającej
popłuczyny
z
odstojnika
(wariantowo, zgodnie z dalszym opisem technicznym).
36. Spust osadu do momentu osiągnięcia poziomu minimum.
37. Po osiągnięciu poziomu minimum wody nadosadowej – zamkniecie przepustnicy spustowej
10
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
wód nadosadowych, względnie wyłączenie pompy płuczącej oraz sygnał do sterownika o
opróżnieniu odstojnika oraz spełnieniu warunku płukania kolejnego filtra.
Zmiana poszczególnych nastaw procesu automatycznego płukania filtrów możliwa tylko z panela
operatorskiego zlokalizowanej na elewacji RG SUW.
Filtracja II stopnia.
Opomiarowanie filtrów w trakcie pracy oraz sterowanie filtrów
Filtry będą opomiarowane w zakresie:
•
przepływu wody uzdatnionej,
•
ciśnienia na wodzie surowej i uzdatnionej (wspólny pomiar przed wszystkimi filtrami i po
wszystkich filtrach).
Dodatkowe parametry mierzone w trakcie pracy filtrów:
•
czas pracy od ostatniego płukania,
•
objętość przefiltrowanej wody przez złoże filtracyjne.
Przepływ wody uzdatnionej mierzony będzie za pomocą przepływomierza o następujących
parametrach technicznych:
•
producent: ENKO,
•
średnica: DN 50,
•
przepływ minimalny: 0,6 m3/h,
•
przepływ maksymalny: 60,0 m3/h,
•
zasilanie: 230 VAC, 50 Hz,
•
poziom ochrony przed porażeniem: ABS kl. II, AK11 kl. I,
•
zliczanie objętości: 9 cyfr, 3 liczniki dublowane (główne i bieżące) dla pomiaru w przód, w
tył i różnicy,
•
funkcje wyjść OUT1, OUT2: alarm min./max., kierunek przepływu F/R, dozowanie porcji,
wyjście impulsowe,
•
funkcje wejścia PIN: sterowanie procesem dozowania porcji, zdalne kasowanie licznika
objętości VF, sygnalizacja braku medium w instalacji,
11
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
•
dokładność pomiaru: 0,5 %,
•
zakres pomiarowy: 0,1 ÷ 10,0 m/s,
•
pobór mocy: < 19 W,
•
wykonanie: materiały posiadające atesty PZH.
Odczyt przepływu będzie widniał na tablicy skrzynki sterującej przepustnicami montowanej tuż
przy filtrach.
Pomiar ciśnienia wody w układzie filtracji II stopnia.
Ze względu na fakt, że projektowany układ filtrów stanowi zestaw pracujący równolegle, pomiar
ciśnienia ograniczony zostanie do punktu przed i po filtracji. Do pomiaru ciśnienia wykorzystane
zostaną czujniki firmy APLISENS typu PC-28:
•
zakres pomiarowy: 0 ÷ 4 Atm,
•
wyjście prądowe: 4 ÷ 20 mA,
•
przyłącze technologiczne: 1/2”.
Pomiar ciśnienia przed i po filtracji będzie podstawą do określenia całkowitych strat ciśnienia w
układzie filtracji i na tej podstawie do oceny długości cyklu filtracyjnego i inicjacji procesu
płukania filtrów ciśnieniowych. Ciśnienie przetworzone na impuls prądowy będzie podawane do
układu kontrolno – sterującego, przetwarzane na wartość ciśnienia podawanego w m H2O i
przeliczane na różnicę ciśnień (stratę ciśnienia) wyświetlaną w sterowni oraz bezpośrednio na
obiekcie.
Sterowanie pracą filtrów
Odczyt przepływu wody przez poszczególne filtry będzie podstawą wyrównywania rozdziału wody
pomiędzy pozostałymi filtrami. Różnice przepływu będą wyrównywane ręcznie przez operatora
Stacji Uzdatniania Wody, który będzie otwierał bądź przymykał przepustnice sterowaną ręcznie,
zamontowaną na rurociągu wody uzdatnionej.
Ręcznie sterowanie ma na celu przede wszystkim wyrównanie skrajnych obciążeń filtrów
wynikających z uwarunkowań konstrukcyjnych, hydraulicznych i czysto technologicznych. Ręczne
sterowanie tego procesu pozwala również obserwować zmiany, wyciągać wnioski oraz reagować w
ramach zasad technologicznych sterowania pracą filtrów określonych na etapie rozruchu.
Generalnie przy prawidłowo zaprojektowanej technologii uzdatniania wody, zwłaszcza w
12
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
odniesieniu do orurowania oraz wypełnienia filtrów, nie należy się spodziewać problemów z
rozkładem wody na poszczególne filtry. Delikatne różnice będą właśnie korygowane opisanym
systemem.
W sterowaniu tym procesem zgodnie z doświadczeniami praktycznymi z innych wodociągów nie
zaleca się pełnej automatyzacji z uwagi na znaczne, postępujące w trakcie cyklu dławienie układu
filtracji.
Sterowanie poszczególnymi przepustnicami
Sterowanie przepustnicami z napędem pneumatycznym (normalnie zamkniętymi) odbywać się
będzie w dwojaki sposób:
•
automatycznie: zgodnie z programem sterowania pracą filtrów i ich płukaniem,
•
ręcznie: z wysp zaworowych/skrzynek sterowniczych, w sytuacji awaryjnej, związanej z
indywidualną pracą każdego z filtrów ciśnieniowych, zlokalizowanych tuż przy każdym
filtrze ciśnieniowym.
Przejście na płukanie ręczne odbywać się będzie tylko na SUW.
Każda z przepustnic musi mieć możliwość sterowania ręcznego i automatycznego. Nastawa
sposobu pracy przepustnicy – na wyspach zaworowych/skrzynkach sterujących, zlokalizowanych
bezpośrednio przy każdym z filtrów ciśnieniowych. Na skrzynkach znajdzie się również odczyt
przepływomierza, umożliwiający bezpośrednią nastawę filtrów (zgodnie z przedstawionymi
wcześniej informacjami).
Płukanie filtrów
Płukanie filtrów będzie inicjowane ręcznie. Dopuszcza się wariantowo wprowadzenie do programu
sterującego możliwości ustawienia automatycznego płukania filtrów, (ale tylko i wyłącznie
względem czasu pracy).
Decyzja o płukaniu filtrów II stopnia będzie podejmowana przez operatora na podstawie danych
technologicznych opracowanych na etapie rozruchu SUW. Wspomagające odczyty pozwalające
podjąć decyzję o płukaniu filtra II stopnia to przede wszystkim czas pracy od ostatniego płukania
(wizualizowany w centralnej sterowni): wstępnie przyjęto maksymalny czas pomiędzy płukaniami
– 7 dób (minimalny – na podstawie oceny technologicznej pozostałych wskaźników). Odczyty
drugorzędne w przypadku drugiego stopnia filtracji to:
13
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
•
ilość m3 wody przefiltrowanej przez poszczególne filtry: zgodnie z odczytem na podstawie
zamontowanych przepływomierzy po poszczególnych filtrach, ustalony szczegółowo na
etapie rozruchu technologicznego Stacji Uzdatniania Wody,
•
strata ciśnienia liczona jako różnica pomiędzy odczytem ciśnienia na rurociągu wody
przefiltrowanej po pierwszym stopniu filtracji oraz po drugim stopniu.
Filtry będą płukane kolejno – na podstawie opracowanego harmonogramu. Zgodnie z wstępnym
programem sterującym inicjacja procesu płukania odbywać się będzie ręcznie, ale samo płukanie
już w trybie kaskadowym.
Jeśli płukanie odbywać się będzie w automacie, wówczas inicjacja procesu płukania będzie się
równała z płukaniem wszystkich filtrów w określonej kolejności, zależnej od ustalonego programu
sterującego całym procesem.
W przypadku przejścia na ręczny proces płukania możliwe będzie tylko i wyłącznie ręczne płukanie
filtrów w dowolnej kolejności, co nie będzie wpływać na skasowanie licznika objętości wody bądź
czasu pomiędzy płukaniami (czas ten będzie dalej liczony, co spowoduje płukanie filtra wcześniej
wypłukanego ręcznie nawet, jeśli czas ten będzie się różnił nieznacznie).
Przygotowanie do płukania filtra.
1. Sprawdzenie poziomu wody w zbiorniku retencyjnym: poziom wody w zbiorniku wody
uzdatnionej musi być wyższy niż ½ całkowitej wysokości. Jeśli nie będzie wyższy, wówczas
informacja do dyspozytorni, że płukanie nie jest możliwe ze względu na zbyt niski poziom
wody w zbiorniku retencyjnym. Wówczas, jeśli będzie to płukanie pierwszego filtra,
wyłączenie procedury płukania i konieczność ponownej inicjacji. Natomiast jeśli warunek
ten nie zostanie spełniony przy płukaniu innego niż pierwszy filtra, wówczas ponowne
automatyczne sprawdzenie tego warunku – co godzinę aż do spełnienia. Za każdym razem
informacja w dyspozytorni o zainicjowaniu płukania lub jego odłożeniu.
2. Sprawdzenie poziomu wody w odstojniku. Jeśli poziom wody będzie równy wartości
minimalnej, umożliwienie płukania filtrów. Jeśli poziom minimalny nie będzie osiągnięty,
uniemożliwienie procedury płukania. Nieosiągnięcie minimalnego poziomu będzie
wymagało sprawdzenia układu odprowadzenia popłuczyn bezpośrednio na obiekcie.
3. W sytuacji, gdy warunki nie będą spełnione, sterownik powinien kontrolować parametry co
ok. 15 min. aż do ich spełnienia i umożliwienia przebiegu procesu płukania.
14
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
4. Po spełnieniu obu warunków – umożliwienie płukania filtrów.
5. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody uzdatnionej filtra nr 1.
6. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody surowej filtra nr 1.
7. Otwarcie przepustnicy na rurociągu wód popłucznych filtra nr 1.
8. Otwarcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr 1 (przepustnica równa
przepustnicy spustu I filtratu).
9. Spust wody znad złoża filtracyjnego w czasie dobranym na rozruchu (program musi mieć
możliwość regulacji czasu spustu wody z filtra).
10. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr 1.
11. Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtra nr 1 powietrzem.
12. Otwarcie przepustnicy na rurociągu zbiorczym płukania filtrów powietrzem.
13. Załączenie dmuchawy do płukania filtrów.
14. Płukanie filtra nr 1 powietrzem (przez czas ustalony na rozruchu, zmieniany w trakcie
eksploatacji w zależności od potrzeb) – wstępnie przyjęto 2 min.
15. Wyłączenie dmuchawy do płukania filtrów powietrzem.
16. Zamknięcie przepustnicy do płukania powietrzem.
17. Stabilizacja złoża (postój filtra, bez płukania) – przez czas ok. 5 min., w trakcie którego
zachodzi odgazowanie złoża, przed płukaniem wodą.
18. Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtrów wodą.
19. Załączenie pompy płuczącej.
20. Płukanie filtra wodą przez czas ustalony na rozruchu, korygowany w trakcie eksploatacji
SUW (wstępnie przyjęto czas ok. 10 min.).
21. Wyłączenie pompy płuczącej po upływie czasu płukania, względnie po osiągnięciu poziomu
maksymalnego w zbiorniku wód popłucznych jako warunku bezwzględnego.
22. Zamknięcie przepustnicy sterowanej automatycznie na rurociągu wody do płukania filtra nr
1.
23. Zamknięcie przepustnicy odprowadzenia popłuczyn.
24. Otwarcie przepustnicy doprowadzenia wody surowej na filtr nr 1.
25. Otwarcie przepustnicy na rurociągu odprowadzenia I filtratu (rurociągu spustu pierwszego
filtratu) do odstojnika.
26. Spust pierwszego filtratu do odstojnika przez czas określony na rozruchu z wydajnością
dosterowaną przepustnicą ręczną.
27. Zamknięcie przepustnicy odprowadzającej pierwszy filtrat do odbiornika.
15
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
29. Otwarcie przepustnicy wody uzdatnionej.
30. Tryb filtracji.
31. Od momentu zakończenia płukania filtra (względnie grupy filtrów) wodą (wyłączenia
pompy płuczącej) – względnie załączenia pompy płuczącej – będzie liczony czas
sedymentacji popłuczyn w odstojniku.
32. Czas sedymentacji – czyli czas, w którym wody popłuczne będą przebywały w odstojniku,
zgodnie z pozwoleniem wodno – prawnym wynosi 24 godziny – zostanie to omówione w
dalszej części opracowania.
33. Przejście do płukania kolejnego filtra – po ustalonym czasie (2 doby).
34. Algorytm od punktu nr 3.
35. Po zakończeniu płukania ostatniego filtra – sygnał o wypłukaniu wszystkich filtrów
drugiego stopnia.
36. Po wypłukaniu każdego filtra zerowanie zegara czasu pracy od ostatniego płukania oraz
zegara objętości wody przefiltrowanej od ostatniego płukania.
Zmiana poszczególnych nastaw procesu automatycznego płukania filtrów możliwa tylko z panelu
operatorskiego usytuowanego na elewacji szafki sterowniczej.
Odstojnik, gospodarka popłuczynami
Na SUW Dźwierszno Wielkie znajduje się czterokomorowy odstojnik wód popłucznych.
W samej studzience należy zamontować przepustnicę międzykołnierzową o średnicy DN 100.
Przepustnica ta będzie służyła do automatycznego spustu wód nadosadowych z odstojników
zgodnie z algorytmem płukania przedstawionym we wcześniejszej części opracowania. Popłuczyny
z odstojnika będą odprowadzane istniejącym rurociągiem.
Do napędu pneumatycznego z rozdzielnicy powietrza do napędów zostanie doprowadzony przewód
pod ciśnieniem. Przewód należy przeprowadzić pod ziemią, poniżej granicy przemarzania w
odpowiedniej osłonie, uniemożliwiającej jego uszkodzenie (proponuje się umieścić przewód w
rurociągu PVC odpowiedniej średnicy) oznaczonym na żółto.
Właz dodatkowo należy zabezpieczyć izolacją termiczną – styropian lub wełna mineralna,
ograniczającą możliwość zamarzania wody w rurociągu spustowym oraz wody w wężyku
doprowadzającym powietrze napędu pneumatycznego.
16
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Dodatkowe elementy wyposażenia odstojnika:
•
przelew wód popłucznych i osadowych,
•
sygnalizator poziomu,
•
sygnalizator osiągnięcia poziomu minimalnego wody w odstojniku (oznaczający spust wód
nadosadowych z odstojnika), cluwo.
Kwalifikacje obsługi.
Znajomość
przeznaczania poszczególnych układów automatyki,
Znajomość
lokalnej obsługi urządzeń pomiarowo-kontrolnych,
Znajomość
sposobów postępowania w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych,
Znajomość
obsługi panelu operatorskiego.
Obsługa urządzeń pomiarowo-kontrolnych.
Szczegółowe opisy czynności obsługowych w DTR tych urządzeń.
Sondy hydrostatyczne.
Ze względu na pracę w cieczy zaleca się okresowe kontrole. W razie potrzeby przeczyścić
membranę.
Wizualna kontrola stanu urządzeń.
Codziennym obowiązkiem obsługi jest obejście wszystkich urządzeń pomiarowo-kontrolnych
celem ich wizualnej kontroli. Nie jest konieczne otwieranie szafki sterowniczej czy obudów, lecz
ich zewnętrzna kontrola. Wszystkie zauważone usterki powinny być natychmiast zgłoszone
służbom zajmującym się konserwacją urządzeń.
Konserwacja systemu.
17
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Aby system automatyki mógł pracować bezawaryjnie należy regularnie przeprowadzać określone
prace konserwacyjne.
1. Kwalifikacje personelu:
-
znajomość przeznaczenia poszczególnych układów automatyki,
-
znajomość obsługi stanowiska operatorskiego,
-
znajomość lokalnej obsługi urządzeń pomiarowo-kontrolnej,
-
znajomość dokumentacji systemu automatyki,
-
znajomość
sposobów
postępowania
w
przypadku
wystąpienia
sytuacji
awaryjnych,
-
uprawnienia w dziedzinie eksploatacji i konserwacji urządzeń elektrycznych do
1kV.
2. Czynności konserwacyjne:
Czasy podane poniżej są tylko orientacyjne. W zależności od warunków wykonanie
określonych prac może być niezbędne wcześniej.
Uwaga!
Czynności konserwacyjne przyrządów kontrolno-pomiarowych wykonać według instrukcji
obsługi dostarczonych przez producenta.
Codzienna:
Raz
Raz
-
wizualna kontrola stanu urządzeń,
-
sprawdzenie poprawności działania lampek na drzwiach szafki sterowniczej.
na miesiąc:
-
wizualna kontrola stanu urządzeń, wnętrza szafy,
-
sprawdzenie układu przeciwprzepięciowego.
na rok:
-
czyszczenie wnętrza szafki,
-
sprawdzenie szczelności szafki i puszek łączeniowych,
-
dokręcenie śrub, listew łączeniowych, śrub i nakrętek zacisków,
-
sprawdzenie stanu napisów i oznaczeń,
-
sprawdzenie wprowadzonych nastawów w przyrządach kontrolno-pomiarowych,
-
sprawdzenie poprawności działania oprogramowania.
18
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Prace konserwacyjne lub remontowe przy urządzeniach i instalacjach elektrycznych wykonać
zgodnie z aktualnymi Przepisami Eksploatacji Urządzeń Elektroenergetycznych oraz instrukcji
współpracy Zakładowej Służby Energetycznej z jednostką Energetyki Zawodowej.
Prace konserwacyjne i naprawy aparatury kontrolno-pomiarowej i sterowniczej można wykonywać
po odłączeniu napięcia elektrycznego. Szafę sterowniczą oraz zamontowane urządzenia
utrzymywać w czystości.
Sterowanie.
Wydanie polecenia sterowania przez operatora (w pracy automatycznej sterowanie jest
wykonywane samoczynnie) powoduje podanie napięcia 24VDC na odpowiednie wyjście
sterownika (zapala się dioda w sterowniku). Element, np. cewka przekaźnika, podłączony do tego
wyjścia zostaje wysterowany, tym samym zostaje załączone urządzenie.
W przypadku, gdy urządzenie jest w stanie awarii, sterowanie jest niemożliwe.
W przypadku kłopotów ze sterownikiem należy sprawdzić:
-
zasilanie 24VDC,
-
czy wydanie polecenia sterowania powoduje zapalenie się odpowiedniej diody na
sterowniku lub zadziałanie przekaźnika,
-
w przypadku, gdy dioda na sterowniku zapala się, sprawdzić połączenia
i elementy wykonawcze.
Wykaz podstawowych materiałów.
NAZWA
Wyłącznik
instalacyjny
nadprądowy
RODZAJ
TYP
SYMBOL
S191
F
ILOŚĆ
6A
B
10A
16A
20A
2
C
2
25A
32A
4
1
40A
4
B
C
Styk
pomocniczy
Przekaźnik
1
18
5
5
17
T
1
2
2
19
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
termiczny
Sycznik
Wyłącznik
różnicowoprądowy
Transformator
Zasilacz
Softstart
Podstawa
przekaźnika
Przekaźnik
Przekaźnik
Wyspa
zaworowa
Wyspa
zaworowa
Przepływomierz
Programowalny
miernik
CLUWO
Przetwornik
ciśnienia
Sonda
Wyłącznik gł.
Ogranicznik
przepięć
Termostat ogrz.
Rozdzielnicy
Termostat
wentylatora
Grzałka
Wentylator
Przekaźnik
kontroli faz
Sygnał
akustyczny
Przełącznik
wyboru rodzaju
pracy
Przycisk
Lampka
kontrolna
Dioda
sygnalizacyjna
Woltomierz
Moeller
230VAC
301
303
DIL
K
1
WPR
WPR
Finder
Finder
WMF-3500
230V
24VDC
06
P
P
Y
7
53
5
WMF-3500
08
Y
1
Enko
Aplisens
MPP-04 E
PMSW
920
V
PC-28
C
7
6
SG-25
150A
275
C
WG
R
25
1
4
SB
1
SB
1
GR
MW
CKF
1
1
1
S
1
S
43
S
H
H
H
H
3
6
5
38
38
1
DEHN guard
Moeller
EMR4F500
A-O-R
Moeller
Czerwona
Zielona
Tablicowy z
przełącznikiem
24VDC
24VDC
24VDC
24VDC
400V
2
3
1
1
1
2
60
Aplisens
1
1
400/230VAC
TRS
230/24VAC
TrB
230/24VDC5A
G
Danfoss
100-007 FN
Finder
P
Aplisens
1
2
6
20
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Amperomierz
Tablicowy
Korytka PVC
Perforowane
Rozdzielnica
Metal XVTL
Rozdzielnica
Metal
Zaciski
szynowe
fazowe
Zaciski
szynowe
niebieskie
Zaciski
szynowe
czerwone
Zaciski
szynowe
PE żółto-zielon.
Sterownik
Simatic 1200
Moduł
rozszerzeń
Wej/wyj
cyfrowe
Moduł
rozszerzeń
Wej/wyj
analogowe
A
A
BK-95
Aplisens
25m
m
4mm
10m
m
16
50
Sto
pka
60
70
18
4
4
25
X
12
25
6
2
2
X
12
PE
10
25
6
2
2
CPU12 +PLC25A
14C
DC/DC/
DC
SM122 +PLC27A
3
10
+PLC28A
10
+PLC29A
10
+PLC33A
10
SM123 +PLC34A
4
10
+PLC35A
10
KTP100
0
50/2,5
BK
ERH01-18
2
2
6mb
5mb
10mb
3
6
X
Panel dotykowy 10,4cala
Baterie
kondensatorów
Przekaźnik
pływakowy
25A
40A
4x4
2x4
8x6
600x18
00
400x40
0
SP
1
4
2
1
1
3
21
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Wykaz rysunków.
Rys.3 – Plan elewacji rozdzielnic.
Rys.4 – Plan wyglądu wewnętrznego rozdzielnic.
Rys.5 – Schemat połączeń zasilania rozdzielnicy głównej RG.
Rys.6 – Schemat połączeń napięcia sterowania.
Rys.7 – Schemat połączeń obwodów siłowych.
Rys.8 – Schemat połączeń odbiorów trójfazowych i jednofazowych.
Rys.9 – Schemat połączeń obwodów ogrzewania elektrycznego.
Rys.10 – Schemat połączeń obwodów gniazd wtykowych jednofazowych i trójfazowych.
Rys.11 – Schemat połączeń obwodów oświetlenia elektrycznego oraz napięcia bezpiecznego.
Rys.12 – Schemat połączeń obwodów sterowania.
Rys.13 – Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.1.
Rys.14 – Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.1.
Rys.15 – Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.2.
Rys.16 – Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.2.
Rys.17 – Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.3.
Rys.18 – Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.3.
Rys.19 – Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.4.
Rys.20 – Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.4.
Rys.21 – Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.5.
Rys.22 – Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr..
Rys.23 – Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.6.
Rys.24 - Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.6.
Rys.25 – Rezerwa.
Rys.26 – Schemat blokowy układu i połączeń urządzeń sterujących.
Rys.27 – 33 – Schemat połączeń wyjść cyfrowych dla poszczególnych odbiorów.
Rys.34,35 – Schemat połączeń urządzeń pomiarowych. Wejścia, wyjścia analogowe.
Rys.36,37 – Schemat połączeń przepływomierzy.
Rys.38 – Schemat połączeń przetworników CLUWO.
Rys.39,40 – Plan elewacji szafek sterowniczych wysp zaworowych przy poszczególnych filtrach.
22
Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy – instalacje AKPiA
Schematy i rysunki
23