Требуемая система дозирования должна быть спроектирована для обеспечения надежного, непрерывного дозирования отмеренных объемов химикатов. Если используется более одного химиката, каждый тип химиката должен иметь свою собственную систему дозирования. Должны быть предусмотрены все клапаны, фитинги и трубопроводы, необходимые для надлежащей работы системы дозирования. Трубопроводы должны быть пригодны для транспортируемого химиката и соответствовать требованиям раздела. Система должна быть способна работать как в автоматическом, так и в локальном ручном режиме. Типовая схема P&ID дозирования химикатов приведена в типовом чертеже SA Water TYP-08-00001_01.

Резервуар для суточного запаса

Чтобы свести к минимуму риск добавления больших объемов химикатов из резервуара для хранения в систему водоснабжения по ошибке, например, из-за сифонирования или других рисков управления процессом, можно рассмотреть возможность использования резервуара для суточного запаса.

При использовании суточного резервуара необходимо соблюдать следующие принципы: • Рабочий объем суточного резервуара не должен превышать 24-часового объема хранения при максимальном расходе и целевой мощности дозы. Рабочий объем определяется как объем между выпускным отверстием резервуара и переливом. • Перекачивание жидкого химиката должно контролироваться перекачивающим насосом, может запускаться вручную или автоматически один раз в день и автоматически останавливаться (ручное инициирование может включать запуск через систему SCADA). Перекачивание под действием силы тяжести должно предотвращаться с помощью соответствующей гидравлической конструкции, например, антисифонного контура. • Линия заправки должна иметь запорный клапан с электроприводом и обратной связью по положению. Еще одной мерой предосторожности является установка антисифонного и/или запорного клапана с электроприводом на линии нагнетания дозирующего насоса. • Перекачивание жидкого химиката не должно происходить чаще одного раза в течение 24-часового периода.

Резервуары суточного хранения должны быть оснащены приборами измерения уровня и веса в режиме онлайн (с точностью ± 1% по всему диапазону прибора), чтобы обеспечить избыточность управления для предотвращения переполнения резервуара и измерения ежедневного использования химикатов. Тензодатчики предпочтительны для измерения изменений массы в резервуаре суточного хранения, поскольку они более надежны, чем датчики уровня. Все оборудование, насосы и резервуары суточного хранения должны быть расположены в обвалованной зоне, а утечки химикатов должны быть уловлены безопасным образом. Резервуары для хранения и суточного хранения должны быть расположены в отдельных обваловках, размером не менее 120% от объема резервуаров.

Дозирующие насосы и трубопроводы

Система дозирования должна быть расположена как можно ближе к резервуару дозирования/дневного хранения, чтобы избежать длинных всасывающих линий, что соответствует требованиям производителя насосов-дозаторов. Она также должна быть расположена так, чтобы избежать длинных выпускных трубопроводов. Точка сброса должна находиться на высоте над насосами-дозаторами, где это возможно, чтобы избежать сифонирования и возможности попадания воздуха в линии дозирования. Антисифонные системы, расположенные в точке впрыска (например, клапаны поддержания давления), рекомендуются в тех случаях, когда в линии дозирования ожидается отрицательное давление.

Насосы-дозаторы

Для дозирования рекомендуется использовать не менее двух (2) идентичных (марка, тип и диапазон производительности) РУКОВОДЯЩИХ и РЕЗЕРВНЫХ дозирующих насосов для достижения полной производительности, доступной в любой момент времени (т. е. конфигурация N + 1). Переключение на резервный насос должно быть автоматизировано по умолчанию через SCADA/PLC.

Автоматическое переключение между режимами работы насоса должно быть настроено на время, а также на случай неисправности насоса. • Переключение насоса может быть выполнено вручную, и оператору необходимо будет вручную установить запорные клапаны в правильное положение. Дозирующие насосы должны быть с механическим или гидравлическим приводом, поршневыми мембранными возвратно-поступательного типа с электронным управлением, приводимыми в действие электрическим или шаговым двигателем.

Поскольку гипохлорит натрия может образовывать газ (кислород) при разложении раствора, можно рассмотреть возможность использования насосных головок дегазационного типа и установить их при необходимости. Насосы с соленоидным приводом, возможности двойного симплекса через мультиплексирование и группирование редукторов недопустимы. Отклонение должно осуществляться с помощью регулятора скорости. Если диапазон регулирования не может быть достигнут с помощью одного насоса, следует использовать несколько насосов.

Насосы, не имеющие калибровки ниже предварительно установленного расхода, не принимаются. Ручная регулировка хода должна включать калиброванную шкалу [0 — 100%] для облегчения предварительной настройки и должна быть способна регулироваться независимо от того, работает насос или нет. В качестве альтернативы насосы должны включать цифровую индикацию установленной скорости. Точность измерения насосов должна быть лучше 2,5% от установленной скорости при переменной высоте всасывания.

Должен быть предусмотрен минимальный коэффициент уменьшения мощности дозы 100:1 с помощью регулировки хода и регулирования переменной скорости. Каждый насос должен быть оснащен внешним предохранительным клапаном с регулируемой уставкой, сбрасываемым обратно во всасывающую линию насоса для защиты насоса от перекрытия в случае блокировки ниже по потоку. Насосы должны быть установлены с местными соединениями GPO для поддержки процесса изоляции без необходимости в электрике. Скорость насоса не должна превышать 50 Гц. Дозирующие насосы и дозирующие трубопроводы должны быть рассчитаны так, чтобы они никогда не работали более чем на 80% мощности.

Трубопроводы и принадлежности

Необходимо соблюдать следующие требования к конструкции систем трубопроводов дозирования химикатов: • Системы трубопроводов должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать максимальное давление, испытываемое системой • Схема трубопроводов и соединения должны быть простыми, а все компоненты должны быть из материала, устойчивого к транспортируемому химикату.

Сведите стыки трубопроводов к минимуму, чтобы избежать риска утечек (рассмотрите возможность использования готовых модулей клапанов дозирования химикатов, где это уместно) Разборные стыки должны использоваться на соединениях трубопроводов, на которых нет клапанов. • Компоненты трубопроводов не должны проходить через стенки насыпи. • Система трубопроводов должна быть устойчива к внутренней коррозии от любого связанного химического вещества или защищена с помощью подходящего покрытия или внутренней облицовки •

Трубопроводы также должны быть защищены от внешней коррозии и механического воздействия, например, столкновения с транспортными средствами, тележками для поддонов, качающимися дверями, пешеходным движением и т. д. • Соединения трубопроводов с резервуарами должны быть болтового фланцевого типа (PN16). • Все трубопроводы (где позволяет размер) должны быть маркированы с указанием названия химического вещества, которое они транспортируют, а также направления потока. См. технический стандарт SA Water TS 0204.

Регулируемые клапаны поддержания давления должны быть встроены в каждую линию сброса от дозировочных насосов для поддержания точности дозирования в диапазоне рабочих глубин в резервуаре для хранения и для выполнения функции защиты от сифонирования. Второй клапан поддержания давления должен быть необходим в точке дозирования для линий дозирования длиной более 20 метров или там, где уровень точки дозирования ниже уровня дозировочных насосов, чтобы помочь предотвратить передозировку во время периодов простоя системы. На каждой всасывающей линии дозировочных насосов должны быть предусмотрены сетчатые фильтры с максимальным размером ячеек один (1) мм для защиты их от засорения твердыми примесями.

Демпферы пульсаций на насосах

Демпферы пульсаций должны быть предусмотрены, где это уместно, в выпускном трубопроводе от дозировочного насоса и должны быть подходящего размера для перемещения насоса, чтобы колебание давления нагнетания не превышало 10%. Демпферы пульсаций должны иметь диафрагму, разделяющую воздушную камеру от жидкостной камеры. Воздушная камера должна быть под давлением и иметь возможность повторного нагнетания давления воздушным насосом через клапан Шредера. На демпферах пульсаций должен быть установлен манометр с защитной диафрагмой.

Сброс давления, промывка и слив

Необходимо предусмотреть надлежащие условия для слива линий для технического обслуживания. Обычно это включает в себя как минимум один сливной клапан на каждой из всасывающей и выпускной сторон дозировочного насоса. Эти клапаны должны быть подключены к поддону или оснащены фитингом типа camlock. Клапаны должны быть предусмотрены для промывки линий дозирования химикатов рабочей водой без демонтажа линий. На точке промывки линии химического наполнения и на всех точках промывки, если таковые имеются, на линии дозирования должен быть предусмотрен подходящий по размеру штуцер типа «папа-кулачок», изготовленный из подходящего материала.

Индикатор давления

На стороне нагнетания каждого насоса должен быть установлен локально отображаемый индикатор давления. Для технологических жидкостей, которые могут повредить индикатор давления, следует использовать тип гидравлического масла с защитной диафрагмой. Цель индикатора — обеспечить настройку предохранительного клапана давления и загрузочного/антисифонного (поддерживающего давление) клапана. Рассмотрите возможность установки дополнительного индикатора давления и поддерживающего клапана для линий длиной более 20 м.

Расходомер для химикатов

В каждой общей линии дозирования должен быть установлен расходомер (предпочтительно магнитный и с тефлоновым покрытием). Если на общей линии дозирования устанавливается клапан поддержания давления, расходомер должен быть расположен перед клапаном поддержания давления. Он должен быть рассчитан на точное измерение расхода во всем диапазоне дозируемых химических потоков и должен быть обеспечен достаточным прямым трубопроводом вверх и вниз по течению, чтобы предотвратить нарушения потока, влияющие на расходомер.

Второй расходомер должен быть рассмотрен в точке дозирования (выше по течению от клапана поддержания давления) для критических химикатов и для линий дозирования длиной более 50 метров. Разница в измерениях расхода между двумя расходомерами будет указывать на неисправность линии дозирования и инициирует отключение системы дозирования и/или отключение производства на очистной установке/дозировочной станции для критических химикатов.

Дозирующий расходомер должен быть откалиброван в единицах литры в час. Расходомер должен измерять расход и передавать сигнал расхода в SCADA. Расходомер должен отображать расход, общее количество дозированного химиката и любые сообщения об ошибках. Ориентация трубки расходомера должна быть вертикальной, чтобы минимизировать отложения и вовлечение воздуха, и включать точку стержня для обеспечения очистки. Расходомеры должны быть соединены с помощью муфтовых соединений, чтобы обеспечить легкую очистку отверстия.

Калибровочный цилиндр

Калибровочный цилиндр (трубка) должен быть установлен в каждой общей линии дозирования (обычно перед насосами дозирования химикатов), заполненный самотеком и на расстоянии 2 метров от насоса дозирования. Цель калибровочного цилиндра — обеспечить возможность калибровки насосов дозирования локально оператором с использованием применяемого химиката. Калибровочный цилиндр должен быть такого размера, чтобы обеспечить объем, позволяющий отводить от 5 до 10 минут, и учитывать две трубки, если расход значительно различается в разное время дня или года.

Водная система

Если для достижения требуемых целей управления процессом требуется разбавляющая вода, она должна подаваться по трубопроводу из системы технической воды для обеспечения минимального коэффициента разбавления 20:1 разбавляющей воды к дозируемому химикату. Поток из линии разбавляющей воды должен проходить через запорный клапан, реле расхода, ротаметр, электромагнитный клапан(ы) и обратный клапан(ы). Ротаметр должен иметь минимальную длину 250 мм. Реле расхода должно быть установлено на общей линии для подачи сигнала тревоги «система разбавления неисправна» (отказоустойчивый) в качестве входного сигнала в SCADA/PLC при низком расходе.

В линии разбавляющей воды должен быть предусмотрен клапан RPZ подходящего размера для предотвращения обратного потока, если она подключена к источнику питьевой воды. Должны использоваться только фирменные устройства предотвращения обратного потока. При наличии оборотной воды ее следует использовать преимущественно для разбавляющей воды. Питьевая вода должна использоваться для промывки глаз и аварийных душей. При необходимости должна быть установлена ​​отдельная система промывочной воды. Это необходимо для промывки линий дозирования от химикатов для проведения технического обслуживания.

Двойная изоляция линий дозирования

Оценка химического риска должна использоваться для определения необходимости в линиях дозирования с двойной защитой. Оценка риска должна учитывать уровень воздействия и тип химического вещества. В любом случае все подземные линии дозирования химикатов и линии дозирования опасных химикатов, находящиеся за пределами обвалованных зон (под землей или над землей), должны иметь конструкцию «труба в трубе».

Цель состоит в том, чтобы предотвратить утечку в трубе, загрязняющую почву и грунтовые воды, и предотвратить ее случайное повреждение. Необходимо соблюдать осторожность при проектировании и установке внешней трубы, чтобы утечки из внутренней трубы можно было легко обнаружить.

При прокладке в земле допускается бетонная изоляция линий. Двойная защита изнутри обвалованной зоны до точки дозирования должна быть сконструирована таким образом, чтобы облегчить замену линии дозирования без выемки этого участка трубы. Жесткая труба из ПЭ или ПВХ или гибкий шланг из ПВХ должны рассматриваться в качестве материала для внутренней трубы, а жесткий или гибкий трубопровод из ПВХ должен рассматриваться для внешней трубы.

Точка дозирования

Точка дозирования должна быть спроектирована с учетом следующих соображений: • Использование экранов для предотвращения разбрызгивания на близлежащие стены (где используется едкий химикат). Рассмотрите возможность использования более высококачественных материалов для повышения коррозионной и эрозионной стойкости приемного канала или трубопровода в точке дозирования. Следует проконсультироваться с группой SA Water Materials. • Дозирование для максимального смешивания с водой (или сточными водами) в точке дозирования.

Предпочтительно дозировать в поток с турбулентными характеристиками потока или выше по потоку от смешивающих устройств, т. е. смесителей, перегородок и т. д., или выше по потоку от перекачивающих насосов. • При дозировании в открытую для атмосферы систему, например, открытый канал, конец линии дозирования должен находиться выше самого высокого уровня потока, то есть должен присутствовать воздушный зазор, чтобы избежать сифонирования. • Для дозирования в напорные трубопроводы следует использовать полностью выдвижные дозирующие щупы. Химикаты следует дозировать в центр трубы, чтобы обеспечить быстрое рассеивание в потоке воды.

Приборы и контроль

Приборы должны устанавливаться в местах, средах и условиях, рекомендованных производителем приборов. Они должны быть хорошо видны оператору при нормальной эксплуатации и должны быть защищены от прямых солнечных лучей. Отбор проб должен производиться из середины трубы, где это возможно, а зонд должен быть установлен непосредственно в технологическом потоке или на мокрой стойке (предпочтительно), которая закрыта в подходящем здании и расположена в непосредственной близости от анализируемого потока (в пределах 2 минут времени перемещения).

Если в конструкцию включен перекачиваемый поток проб, время отклика должно быть как можно короче, особенно для тех дозирующих приложений, где ожидается высокая изменчивость процесса. Конструкция мокрой стойки должна включать компоненты, перечисленные в разделе. Уровень допустимой погрешности прибора зависит от его критичности.

Ниже приведено краткое изложение минимальных ожиданий для каждого анализатора. Дозирование химикатов должно быть привязано к расходу потока. Для критических приложений может потребоваться дополнительное управление прямой и/или обратной связью в соответствии с требованиями отчета по основам проектирования.

Компоненты влажной стойки

Влажная стойка должна включать следующее: • Подающая труба, размер которой позволяет минимизировать время перемещения образца (<2 мин) к влажной стойке и обеспечить достаточный и сбалансированный поток для всех анализаторов. o Подающая труба не должна быть тупиковой, чтобы избежать застоя воды, взвеси частиц, роста биопленки и загрязнения трубы. • Отведите трубы для образцов к отдельным анализаторам, которые должны быть снабжены клапанами, чтобы обеспечить контроль и изоляцию потока. • Диаметр подающей трубы должен быть выбран таким образом, чтобы избежать очень низких или очень высоких скоростей и минимизировать сдвиг и осаждение.

Скорость должна быть не менее 0,7 м/с, чтобы предотвратить накопление отложений в трубах, но не слишком высокой, чтобы сдвигать частицы (>2,0 м/с). Идеальная скорость на входе в подающую трубу составляет 1,0 м/с. • Необходимо обеспечить средство для получения выборочной пробы из выходного отверстия анализатора без помех потоку анализатора или измерениям. Если необходимо взять пробу для микробиологического соответствия, пробоотборный кран и связанная с ним трубопроводная система должны быть изготовлены из огнестойкого материала (например, нержавеющей стали 316) и установлены таким образом, чтобы избежать повреждения другого оборудования/трубопроводной системы в результате процесса горения.

Сточные воды анализатора должны быть направлены в слив с соответствующим воздушным зазором. Поток пробы на входе в подающую трубу должен быть больше, чем объединенный поток, требуемый для анализаторов. Это позволяет непрерывно сбрасывать избыточный поток из выходного отверстия подающей трубы. Выпускной конец подающей трубы может быть поднят над входом в мокрую стойку, чтобы обеспечить противодавление и поддерживать зонды анализатора затопленными. В качестве альтернативы может быть установлен подходящий клапан поддержания давления. Подающая труба, клапаны и фитинги должны быть изготовлены из подходящих материалов, соответствующих TS 0800.

Критерии проектирования для всех установок дозирования фторида

Оборудование для фторирования должно храниться отдельно от другого оборудования водоочистной станции в отдельном здании или помещении («помещение для фторирования»). Помещение для фторирования должно быть специально спроектировано для типа системы дозирования фторида, которую оно будет размещать. Точка дозирования должна располагаться после любой коагуляции, фильтрации и регулировки pH, чтобы избежать существенных потерь, которые могут возникнуть, если фторид вступит в реакцию с другими химикатами для обработки воды, такими как алюминий, кальций или магний. Это может привести к образованию осадка фторида и, таким образом, к прекращению его нахождения в растворе, что снизит его эффективность.

Система дозирования фторида должна иметь скорость подачи фторида, соответствующую потоку воды. Она не должна работать, если не обнаружен поток воды. Для предотвращения передозировки следует использовать дневной резервуар. Дневной резервуар действует как физический барьер, который минимизирует риск ошибочного добавления в систему водоснабжения больших количеств фторидных химикатов из резервуара для хранения или из сатуратора. Принципы проектирования установки дневного резервуара см. в разделе 0 (дневной резервуар).

В дополнение к дневному резервуару предлагаются следующие меры защиты от передозировки: • Использование расходомера раствора фторида с сигнализацией высокого расхода • Использование двух расходомеров (вместо использования одного расходомера и реле расхода) таким образом, чтобы расхождения в показаниях расхода приводили к отключению системы дозирования фторида. Расходомеры должны регистрировать мгновенный расход и кумулятивный расход за 24-часовой период • По крайней мере один онлайн-анализатор фторида, связанный с дозирующим устройством, должен быть установлен ниже по течению от точки дозирования в точке, где произошло адекватное смешивание. Он должен обеспечивать мониторинг фторида в реальном времени, быть подключен к соответствующей системе мониторинга сигнализации и автоматического отключения и должен быть доступен в любое время.

Дозирующие насосы должны иметь возможность точно подавать требуемый расход и быть рассчитаны или ограничены таким образом, чтобы они работали с максимальной производительностью при максимальном расходе водоочистной установки. Должен быть доступен и поддерживаться метод проверки дозировки для обеспечения его надежности. Обычно это достигается с помощью ручного испытательного цилиндра спуска. Любой риск гравитационного потока или сифонирования фторидного химиката через дозировочный насос должен быть предотвращен. Необходимо обеспечить сброс давления и загрузочный клапан на стороне подачи насоса.

Критерии проектирования для дозирующих установок кремнефтористоводородной кислоты

Кремнефтористоводородная кислота является едкой и выделяет кислотные пары. Эти пары могут увеличить скорость коррозии оборудования в помещении для фторирования и нанести вред здоровью и безопасности оператора, если не управлять ими должным образом. Пары из внутренних резервуаров для хранения следует минимизировать путем герметизации резервуара и расширения вентиляционных отверстий снаружи здания. Водяные затворы можно использовать на сливном отверстии резервуара, если обвалованная зона находится внутри помещения. Для удаления паров из помещения для фторирования следует установить вытяжной вентилятор.

Расположение вентилятора и вентиляционных отверстий помещения следует выбирать так, чтобы максимально увеличить перекрестную вентиляцию помещения. Если используются вытяжные вентиляторы, они должны быть устойчивы к кислотным парам, рассчитаны на непрерывную работу и выходить на открытый воздух вдали от дверей, окон и воздухозаборников, а также любой зоны, к которой можно получить доступ снаружи помещения для фторирования. Электрические панели управления должны располагаться снаружи помещения для фторирования, чтобы минимизировать ухудшение из-за коррозии и минимизировать необходимость входа в помещение для эксплуатационного и обслуживающего персонала.

Панели управления должны находиться в отдельном помещении, смежном с помещением, содержащим оборудование для фторирования. Помещение, содержащее панели управления, должно иметь отдельную входную дверь без соединительной двери или других средств, с помощью которых воздух может проходить между двумя помещениями. В общей стене между помещением для фторирования и помещением для панели управления должно быть окно, чтобы операторы могли четко видеть дозирующее оборудование при работе с панелью управления. Следует рассмотреть возможность использования подходящего материала для смотрового окна, поскольку стекло и некоторые виды пластика могут протравливаться, покрываться инеем или мутнеть от паров фторкремниевой кислоты.

Критерии проектирования для дозирующих установок раствора фторида натрия

Следует использовать умягчитель, если жесткость воды, используемой для растворения фторида натрия, превышает 75 мг/л (в виде CaCO3), чтобы снизить потери фторид-ионов за счет осаждения фторида кальция или магния. В дозирующей установке раствора фторида натрия, если нецелесообразно отделять дозирующее фторид оборудование от панелей управления, риски коррозии можно контролировать с помощью эффективных мер по уборке, пылеудалению и контролю за пылью.