Модернизация существующего оборудования водоподготовки

На многих производствах существуют установки водоподготовки, основанные на традиционных фильтрах обработки воды отечественного производства с ручным управлением. Механическая фильтрация и частичное обезжелезивание воды в них осуществляется на песке, а для умягчения воды в них часто применяется сульфоуголь. Иногда при работе на водопроводной воде для упрощения установок водоподготовки все эти операции совмещают с умягчением воды. Обычно такие водоподготовительные установки с трудом обеспечивают необходимое качество воды, потребляют большое количество соли на регенерацию, требуют больших затрат ручного труда.

Наш опыт показал возможность использования узлов такого оборудования для создания высокоэффективных автоматизированных установок водоподготовки с минимальными затратами.

На водочном производстве ООО «Раунд-М» в г. Железнодорожный Московской области используется вода из городского водопровода низкого качества. Водоподготовка ранее осуществлялась путем умягчения воды на сульфоугле в фильтре диаметром 1000, высотой 2450 мм и объемом загрузки сульфоугля 1,2 м³. Солерастворитель имел размеры 700 x 2500 x 1500 мм. Управление производилось вручную путем переключения вентилей. Растворение соли велось с применением ручного перемешивания. Качество воды было нестабильным и не соответствовало заданному ТИ 10-04-03-09-88 по лимитирующим компонентам (жесткость, железо). Это было связано с неверным выбором производительности насосов и режима регенерации сульфоугля.

Для обеспечения производства воды высокого качества была разработана установка водоподготовки, снабженная узлами обезжелезивания и умягчения воды с высокоэффективными современными загрузками и автоматической регенерацией. Низкое качество питательной воды и нестабильность давления на входе в установку водоподготовки потребовало тщательного расчета ее узлов и использования стабилизатора давления.

При выборе оптимального варианта реконструкции по стоимости и эффективности было принято решение об использовании существующего фильтра в качестве корпуса для узла обезжелезивания воды при соответствующей его переобвязке и установке блока автоматического управления регенерацией. Часть старого сульфоугля также применялась в качестве фильтрующей загрузки. Узлы ионообменного умягчения и корректировки щелочности монтировались заново.

Схема установки водоподготовки (рис. 4.7) включила в себя:

• узел обезжелезивания воды 1 , 2 ;

• узел умягчения воды 3 – 5 ;

• расходную емкость с кислотой 7 ;

• дозирующий насос 6 ;

• компрессор 10 с ресивером и с системой автоматики;

• реле протока 8 ;

• блок управления насосом, компрессором и подачей воздуха в трубопровод исходной воды 9 ;

• стабилизатор давления воды в водопроводе 11 ;

• контрольные манометры 12 ;

• шаровые краны для отключения отдельных аппаратов;

• пробоотборники 13.

а

б

Рис. 4.7. Схема установки водоподготовки ООО «Раунд-М» ( а ) и модернизированный стандартный фильтр ( б )

Основные характеристики установки водоподготовки:

режим работы – автоматический;

производительность номинальная – 7,5 м³/ч;

производительность максимальная – 12 м³/ч;

площадь, занимаемая установкой водоподготовки – 2,0 x 3,5 м².

Технические характеристики установки механической фильтрации и обезжелезивания воды:

марка фильтров BF -100Т;

габариты, мм диаметр x высота

– фильтра 1000 x 2780

объем фильтрующей загрузки, л – 800.

Технические характеристики ионообменной установки:

марка – SF -75 M .

От существовавшей схемы водоподготовки использовался только корпус фильтра диаметром 1000 мм . Все старые стальные трубопроводы были демонтированы. Рядом с фильтром смонтирован блок управления типа Fleck -3150, соединенный стальными нержавеющими и пластиковыми трубами Ду = 50 с корпусом фильтра и остальными узлами водоподготовительной установки (рис. 4.7). Для улучшения очистки воды от железа часть сульфоугля была заменена на каталитический материал Birm и введена предварительная аэрация исходной воды в потоке.

Работа установки водоподготовки

Вода из водопровода через стабилизатор давления 11 поступает в блок управления 2 . В трубопровод от компрессора 10 под давлением вводится сжатый воздух. При реакции содержащегося в воздухе кислорода с находящимся в воде двухвалентным железом оно окисляется до нерастворимого трехвалентного состояния. Ввод воздуха от компрессора производится через электромагнитный клапан, который управляется от реле протока 8 в тот момент, когда начинается разбор воды из установки.

Не растворившийся в воде воздух собирается в верхней части фильтра и удаляется из него через автоматический воздухоотделитель.

Из блока управления 2 вода через запорные краны подается в блок управления 4 фильтра умягчения воды 3 .

Для корректировки щелочности очищенной воды используется подача соляной кислоты насосом-дозатором 6 , который также включается от реле протока. Расход кислоты устанавливается при наладке.

Компрессор 10 снабжен ресивером и автоматикой поддержания давления воздуха на уровне 4–6 атм.

Длительная эксплуатация установки водоподготовки показала ее высокую надежность и правильность принятых технических решений. Качество воды всегда полностью удовлетворяло требованиям ТИ. Жесткость воды не превышала 0,1 мг-экв/л, содержание железа 0,1 мг/л. Высокая надежность работы установки водоподготовки и запас по производительности позволил установить после нее установку обратного осмоса , которая позволила снизить солесодержание воды, скорректировать щелочность и тем самым обеспечить выпуск высококачественной продукции.

Данный опыт модернизации показал возможность использования корпусов устаревшего технологического оборудования водоподготовки для создания высокоэффективных автоматизированных установок, обеспечивающих высокое качество технологической воды. Монтаж и запуск установки водоподготовки был проведен без остановки действующего производства.