Выбор правильной системы дозирования химикатов
Точная и контролируемая подача химикатов является фундаментальной частью многих промышленных процессов и почти всех систем очистки муниципальной воды или сточных вод. В большинстве случаев дозирование химикатов осуществляется с помощью автоматизированного оборудования. Правильно подобранные, установленные и обслуживаемые дозирующие системы точны, надежны, недороги в эксплуатации и обеспечат долгие годы удовлетворительной службы. Они могут быть настроены на работу с фиксированной скоростью или управляться для поддержания производительности процесса, поскольку качество и объем технологической воды меняются с течением времени. Однако ключевой задачей для владельцев систем является обеспечение того, чтобы выбранная ими система дозирования соответствовала условиям их применения, площадки и технологического процесса. Учитывая наличие на рынке нескольких альтернативных технологий, десятков производителей оборудования и сотен вариантов продукции, этот выбор может показаться чрезвычайно сложным. Это руководство было создано, чтобы объяснить ключевые компоненты системы дозирования химикатов и выделить некоторые основные факторы, которые компании должны учитывать при сравнении различных подходов или предложений производителей.
Обзор системы
Система дозирования состоит из резервуара для хранения химикатов, дозирующего насоса, системы управления и соответствующих клапанов, трубопроводов и аксессуаров. Рассмотрим подробнее насосы и сопутствующие элементы.
Типовая установка

1. Резервуар для хранения химикатов 2. Защитная обвязка бака с сигнализацией 3. Сливной клапан бака 4. Соединение с точкой заполнения химикатов 5. Приборы для измерения уровня в баке 6. Ревизионная крышка бака 7. Выпускной клапан бака 8. Выпускной сетчатый фильтр 9. Калибровочные клапаны 10. Всасывающий трубопровод 11. Запорный клапан насоса 12. Калибровочный сосуд 13. Дозировочный насос 14. Трубопроводные соединения с насосом 15. Клапан заполнения калибровочного резервуара 16. Клапан сброса давления (PRV) 17. Прибор для проверки расхода 18. Клапан выпуска воздуха из калибровочного резервуара 19. Демпфер пульсаций 20 Манометр 21. Клапан поддержания давления (PLV) 22. Обратный клапан (NRV) 23. Запорный клапан(ы) 24. Двойная линия подачи 25. Линии дозирования 26. Инжекционная арматура 27. Технологическая система 28. Шкаф дозирования/ поддон для капель
Резервуар для хранения химикатов
Обычно он изготавливается из химически стойкого пластика или нержавеющей стали. Выбор резервуаров для хранения должен основываться на химикатах, которые вы собираетесь хранить, и их концентрации. При рассмотрении резервуара необходимо учитывать: • Внутреннее или внешнее расположение (воздействие погоды и ультрафиолета) • Размер резервуара зависит от частоты циклов наполнения • Требования к заправочному соединению и приборам для измерения уровня • Требования к доступу к верхней части резервуара или люкам для проверки резервуара • Химическая совместимость и ожидаемый срок службы • Требование обвалования в качестве вторичной локализации разливов • Конфигурация выпускного клапана и трубопроводов.
Насосы-дозаторы химикатов

Дозирующие насосы предназначены для подачи точно отмеренных количеств химиката, обеспечивают всасывание, если необходимо, для извлечения химиката из резервуара для хранения, и давление для его транспортировки по распределительному трубопроводу к месту или точкам использования. В дозирующих насосах используются три основных подхода к перекачиванию: мембранные насосы, перистальтические насосы и кавитационные насосы. Мембранные насосы используют возвратно-поступательное движение для перемещения гибкой диафрагмы, регулируя объем внутренней трубки или полости. Известный объем химиката поочередно всасывается в полость через впускной клапан, а затем выталкивается в трубопровод подачи химиката через выпускной клапан. Поток химикатов не является непрерывным, а представляет собой серию импульсов. Движение диафрагмы может обеспечиваться несколькими способами: с помощью соленоида, шагового двигателя или механической связи, приводимой в действие обычным двигателем.
Разновидностью базового механического мембранного насоса (MD) является поршнево-мембранный (PD) или гидравлический мембранный насос для более тяжелых условий эксплуатации, высокой точности или высокого давления. В этих насосах диафрагма вытесняется вторичной гидравлической жидкостью, приводимой в движение поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. Из этих различных диафрагменных технологий базовые механические мембранные насосы с электромагнитным приводом обычно предлагают самую низкую первоначальную стоимость покупки и простое управление и установку. Хотя электромагнитные насосы могут обеспечивать высокое давление нагнетания, они обычно обеспечивают низкий максимальный расход, а их быстрые колебания могут привести к шуму и скачкам давления нагнетания.
Электромагнитные насосы также могут быть менее надежными в эксплуатации и иметь более короткий срок службы, чем более дорогие альтернативы. Топовые варианты — гидравлические диафрагменные насосы. Они очень точны, имеют длительный срок службы, поскольку диафрагма равномерно поддерживается гидравлической жидкостью, а не механическим соединением, и могут работать с труднообрабатываемыми материалами, такими как суспензии. Помимо высоких капитальных затрат и ограниченной мощности всасывания, эти системы также требуют дополнительного внимания к техническому обслуживанию из-за необходимости управления и обслуживания гидравлических компонентов и жидкости.
Между этими двумя крайностями находятся мембранные насосы с механическим приводом от двигателя, предлагающие разумные капитальные затраты, простоту обслуживания и длительный срок службы за счет несколько более низкой точности и допустимого давления по сравнению с гидравлическими мембранными системами. Обычные устройства с приводом от двигателя идеально подходят для простых задач дозирования, требующих ограниченного диапазона регулировки производительности и ограниченной степени автоматизации. Недавно представленные устройства с приводом от шагового двигателя предлагают гораздо более широкий диапазон регулировки производительности, обширные возможности автоматизации и возможность дозирования вязких жидкостей. или вредные химические вещества, такие как гипохлорит натрия.

Перистальтические насосы используют привод роторного двигателя для перемещения ряда роликов по гибкой трубке внутри жесткого корпуса. Ролики сжимают трубку, выталкивая химическое вещество в распределительный трубопровод. Поскольку перистальтические насосы не совершают возвратно-поступательного движения, поток химикатов непрерывен, а отсутствие внутренних клапанов делает насос более устойчивым к жидкостям, содержащим твердые частицы, и отличным выбором для гипохлорита натрия и аналогичных газообразующих химикатов. Перистатические насосы обеспечивают хороший уровень высоты всасывания, что полезно, если насос необходимо установить над резервуаром для хранения или на большом расстоянии от него. Поскольку химикат контактирует только с трубкой насоса, перистальтическая конструкция также упрощает задачу обеспечения совместимости между насосом и химикатами, которые он переносит. К их недостаткам относятся ограниченная способность давления нагнетания и необходимость периодической замены трубки насоса, которая со временем может изнашиваться.
Усовершенствованные перистальтические насосы используют приводы с шаговым двигателем для широкого спектра возможностей регулировки производительности и автоматизации, а также имеют встроенные системы обнаружения неисправностей трубок, чтобы избежать любой возможности утечек, возникающих в результате такого события. В винтовых насосах используется винтовой ротор, вращающийся внутри статора специальной формы. Движение ротора относительно статора приводит к созданию ряда полостей фиксированной формы, которые транспортируют химическое вещество через насос в распределительный трубопровод. Винтовые насосы хорошо работают с суспензиями, вязкими материалами и химическими продуктами, чувствительными к сдвигу, но имеют ограниченный диапазон регулировки производительности, а сложные формы и жесткие производственные допуски, необходимые для их работы, приводят к высоким капитальным затратам и затратам на техническое обслуживание.
Системы управления и определение размеров
Мембранные насосы традиционно позволяли регулировать объем, подаваемый за один ход, путем изменения длины хода, часто с возможностью ручной или автоматической регулировки. Кроме того, выходную мощность можно регулировать, изменяя скорость хода или частоту вращения, регулируя скорость двигателя. Совсем недавно стали использоваться приводы шаговых двигателей, обеспечивающие большую степень контроля скорости двигателя и устраняющие необходимость в регулировке длины хода. Насосами-дозаторами химикатов можно управлять вручную, либо с помощью цифровых или аналоговых сигналов от одного или нескольких расходомеров и датчиков в технологической системе, либо с помощью сигнала сетевой системы SCADA, чтобы обеспечить пропорциональное расходу дозирование или контроль дозирования заданного значения. Современные насосы с шаговым двигателем также имеют различные внутренние таймеры и функции управления, управляемые через сенсорный экран или интерфейс Bluetooth. «Коэффициент регулирования» (соотношение между максимальной и минимальной производительностью насоса) значительно варьируется в зависимости от модели и производителя насоса. Насос необходимо выбирать тщательно, чтобы обеспечить сохранение точности при соблюдении требований к минимальной и максимальной мощности дозы в процессе.

Дозирующие насосы предназначены для подачи точно отмеренных количеств химиката, обеспечения всасывания, если необходимо, для извлечения химиката из резервуара для хранения, и давления для транспортировки его по распределительному трубопроводу к точке или точкам использования.
Компоненты системы Для обеспечения безопасной, надежной работы и простоты обслуживания система дозирования требует ряда дополнительных компонентов. К этим элементам относятся регулирующие клапаны, переключатели, манометры, индикаторы и датчики, указывающие наличие или отсутствие потока, скорости потока и рабочего давления. Данные могут передаваться операторам на объекте и/или в центральную систему SCADA.
Компоненты могут включать в себя:
Клапаны сброса давления (PRV) – для защиты насосов и других компонентов от избыточного давления из-за закупорки или закрытия клапанов. Обычно они считаются критически важными компонентами. • Клапаны поддержания давления (PLV) – для поддержания небольшого положительного давления непосредственно после дозирующего насоса. PLV желателен для большинства диафрагменных насосов, чтобы обеспечить постоянное давление на гибкую диафрагму, обеспечивая точность. Они также служат в качестве антисифонного устройства. • Приборы для измерения расхода – для проверки или измерения объема химикатов, выбрасываемых дозирующим насосом. • Демпферы пульсаций – содержат газ под давлением за диафрагмой и действуют как амортизаторы для подавления скачков расхода и давления, присущих поршневые насосы для химикатов • Калибровочные колонки – для ручной калибровки или проверки производительности системы • Промывочные и дренажные соединения позволяют промывать воду в систему для удаления остатков химикатов перед техническим обслуживанием • Линии дозирования – для подачи химикатов из системы дозирования в точку применения, часто гибкие шланги, двухкамерные и проложенные через подземные каналы или траншеи • Фильтры или сетчатые фильтры – для предотвращения попадания мусора в насосы или распределительные трубопроводы • Статические смесители – для обеспечения быстрого и тщательного смешивания химиката с потоком технологической жидкости • Впрыскивание копья/иглы – для подачи химиката в нужную точку применения в поток технологического процесса. • Корпуса, экраны и двойные трубопроводы обеспечивают безопасность персонала и операторов в случае обрыва линии или отказа насоса.
Критерии выбора компонентов
При выборе компонентов системы дозирования химикатов необходимо учитывать ряд ключевых критериев.
К ним относятся:
Используемое химическое вещество и используемая концентрация. Этот вопрос определяет выбор материалов, используемых для резервуаров для хранения, насосов, трубопроводов и всех других компонентов. К выбору материалов следует отнестись очень внимательно. Некоторые материалы плохо работают при воздействии высококонцентрированных химикатов, но безопасны при более низких концентрациях. Даже небольшие компоненты, изготовленные из неподходящих материалов, например внутренние компоненты клапанов или диафрагмы, используемые в манометрах, могут стать потенциальной точкой отказа в системе. Некоторые химические вещества могут выделять тепло или пары во время обращения, и эти характеристики должны быть учтены в конструкции системы. Для материалов с высоким удельным весом, вязких или кусковых материалов потребуются соответствующие насосы и фитинги.
Обратите внимание, что особые меры предосторожности необходимы как при низких, так и при высоких температурах. • Требуемый диапазон производительности и давления в системе. Эти параметры будут определять требуемый размер, характеристики и возможности компонентов, используемых в системе. • Расположение и среда эксплуатации всех компонентов. Реальные установки часто требуют компромиссов в расположении и условиях работы компонентов системы. Дозирующие насосы, возможно, придется устанавливать над резервуарами для хранения, например, для этого требуется конструкция насоса, способная создавать достаточное давление всасывания. Детали могут подвергаться воздействию ветра, дождя, экстремальных температур или интенсивного солнечного света, что может привести к разрушению некоторых материалов.
Наличие достаточно квалифицированных операторов и обслуживающего персонала может быть ограничено. По возможности эти факторы следует учитывать и учитывать на этапе проектирования системы. • Допуск процесса. Многие процессы добавления химических веществ, особенно те, которые связаны с подачей питьевой воды, требуют непрерывной бесперебойной работы. Это может потребовать установки параллельных потоков дозирования химикатов для обеспечения функции дежурного режима; предварительно собранные комплекты могут быть желательны для минимизации времени установки и прерывания процесса.
РИТМ — независимая компания, занимающаяся проектированием, проектированием и поставкой систем и услуг дозирования химикатов. Поскольку мы не связаны ни с одним производителем оборудования, мы можем предоставить нашим клиентам объективную консультацию о технологиях, подходах и решениях, которые лучше всего отвечают их потребностям. Наши услуги могут быть как простыми, например, поставка отдельного компонента, так и сложными, например, проектирование, изготовление и монтаж крупномасштабных систем дозирования химикатов. Мы гордимся своей способностью решать проблемы и обеспечивать бесперебойную работу процессов наших клиентов, будь то быстрая доставка или аренда временного оборудования или разработка инновационных решений для самых сложных задач дозирования химикатов.