книги из ГПНТБ / Смирнов, Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод

производится сигналами, поступающими от трехпозиционного контактного регулятора прибора типа ЭПИД, при отклонении расхода воды от заданного значения.

Сигнал прерывается импульсным прерывателем ти­ па СИП.

Примеры регуляторов скорости фильтрования, по­ строенных с применением электронных регулирующих устройств, приводятся далее.

3. Системы управления фильтрами

Управление промывкой зернистых фильтров в боль­ шинстве случаев строится по принципу программных систем, осуществляемых средствами релейной автомати­ ки. При полной автоматизации системы приводятся в действие командным сигналом, получаемым при откло-

нении технологического параметра от заданной величи­ ны. При неполной автоматизации сигнал подается де­ журным оператором, наблюдающим за технологическими показателями. Широко применяются и системы дистан­ ционного управления: дежурный оператор управляет с пульта каждой задвижкой отдельно.

Наиболее объективным технологическим параметром вывода фильтра на промывку является отклонение мут­ ности фильтрованной воды от заданной. Однако в сис­ темах автоматики он используется сравнительно редко, так как автоматически действующие мутномеры до сих пор представляют собой дорогие и сложные аппараты, требующие специального обслуживания. Чаще исполь­ зуется косвенный параметр — максимальный прирост по­ терь напора в загрузке фильтра, измеряемый непосред­ ственно дифманометром. О приросте потерь напора мож­ но судить также по отклонению уровня воды в фильтре, если фильтр не связан гидравлически с другими фильт­ рами. В этом случае датчиком системы управления слу­ жит уровнемер (поплавок, электроды и т.п.).

Регулированию подлежит длительность и интенсив­ ность промывки, которые зависят от многих факторов (количества и характера взвешенных и коллоидных за­ грязнений), не одинаковых для различных водоисточ­ ников и меняющихся по сезонам года. Необходимая длительность промывки (от 2 до 7 мин) устанавливается опытным путем, закладывается в программную систему постоянной на какой-то период времени и обеспечивает­ ся релейной аппаратурой.

Для определения длительности промывки по проз­ рачности воды, сбрасываемой в канализацию после про­ мывки, используются фотоэлектрические приборы-сиг­ нализаторы [15, 47].

Интенсивность промывки (12—15 л/м2-сек) также обычно устанавливается постоянной. Для этого задвиж­ ки на трубопроводе, подводящем промывную воду от насосов или от напорного бака, фиксируются в опреде­ ленном положении. Эту же задачу могут выполнять ог­ раничительные шайбы. Интенсивность промывки можно

ного песка. Контроль за этим параметром можно вести упрощенными оптическими приборами, например при­ бором СУФ-42 (см. главу IV) и др. Для прибора, уста-

212

нетленного на определенной глубине, можно подобрать такие силу источника света и расстояние между ним и светоприемником, что сигнал о затемнении будет воз­ никать при требуемом расширении загрузки. Этот сиг­ нал и используется для управления расходом промыв­ ной воды.

Программные системы управления фильтрами, пол­ ностью и частично автоматизированные, отличаются главным образом типом привода задвижек и релейной аппаратуры, системой регулирования скорости фильтро­

мы рассматриваем только те, которые наиболее часто применяются.

На рис.94 приведена схема электрической системы управления фильтром (ГПИ Союзводоканалпроект), действующей по принципу отклонения расхода фильтро­ ванной воды от заданного значения. Осветленная вода через частично открытую задвижку 6, служащую регу­ лирующим органом, отводится в резервуар чистой во­ ды. Уменьшение расхода воды, проходящей через фильтр, воспринимается расходомером (сужающим устройством 5 с дифманометрами 8) и передается на регулятор 12 типа РПИК, который через магнитный пускатель 14 уп­ равляет приводом задвижки 6. Задвижка 6 открывает­

прироста потерь напора в зернистой загрузке. Компен­ сация производится в соотношении, задаваемом регуля­ тору задатчиком 13. Этим же задатчиком изменяется производительность фильтра, если это окажется необхо­ димым.

Перепад напора в фильтре измеряется бесшкальным мембранным дифманометром 7 и вторичным прибором 9 типа ЭПИД. С позиционного регулятора этого прибо­ ра поступает командный сигнал на приведение в дей­ ствие системы управления промывкой.

В том случае когда наполнение фильтров произво­ дится не под напором воды в них и, следовательно, меж­ ду ними нет гидравлической связи, регулирование ско-

213

Датчиком уровня может служить электродный датчик 3 регулятора 10 типа ЭРСУ-2. Импульс, возникающий при

• • U

В схему управлении промытой срильтра

Рис. 94. Система управления промывкой фильтра по его наполне­ нию с дистанционным регулированием производительности руч­ ным задатчиком

отклонении уровня от заданного положения, поступает на магнитный пускатель привода задвижки 6. При зна­ чительной инерционности процесса в цепь может быть включен прерыватель СИП-01. Рассмотрим последова­ тельность операций, связанных с промывкой фильтра.

Сначала закрывается задвижка 1 на трубопроводе, подводящем воду к фильтру. Понижение уровня воды в фильтре до отметки, задаваемой одним из электродов датчика уровня 3, дает импульс на закрывание задвиж­ ки 6 на отводящем трубопроводе, что в свою очередь по-

214

влечет открывание задвижки 2 на трубопроводе, отводя­ щем грязную промывную воду, и задвижки 4 на трубо­ проводе, подводящем промывную воду от насоса, и пуск насосов промывной воды.

Программа работы рассчитана так, чтобы насос включался сразу после того, как задвижка 4 слегка при­ откроется (но еще не откроется полностью).

Длительность промывки задается реле времени. Это же реле по истечении заданного времени подает сигнал на открывание задвижки 4 и отключение насосов. Далее в обратной последовательности закрывается задвижка 2 и открывается задвижка 1. После наполнения фильтра до отметки, задаваемой электродом датчика уровня, нач­ нет открываться задвижка 6 и включится реле времени, которое останавливает задвижку 6 в положении, обес­ печивающем заданную скорость фильтрования. Схемой предусматривается подача воды через соленоидный вен­ тиль для удаления пены, образующейся на фильтре пос­ ле промывки.

Если количество фильтров на станции более пяти— семи, то схема предусматривает определенную очеред­ ность вывода фильтров на промывку и поочередное под­ ключение к ним одного регулятора. Такое групповое ре­ гулирование уменьшает потребность в электронных регуляторах.

Для наблюдения за пропускной способностью филь­ тров в схеме управления имеется индивидуальный ком­ плект приборов — дифманометр и вторичный прибор 11, подключенные ко второй паре патрубков для отбора давления сужающего устройства. Такая система контро­ ля за расходом воды является наиболее целесообразной для крупных станций с большим количеством фильтров.

Электроприводы задвижек питаются переменным то­ ком напряжением 220 в. Схема автоматики питается по­ стоянным током напряжением 60 в.

Такая система управления фильтрами позволяет ре­ гулировать их производительность путем изменения за­ дания на каждом задатчике отдельно. В отличие от нее система управления, приведенная на рис.95, дает воз­ можность регулировать производительность фильтро­ вальной станции автоматически в зависимости от посту­ пления воды от насосной станции первого подъема или поддерживать ее в заданных пределах при уменьшении количества рабочих фильтров вследствие остановки не-

215

Рис. 95. Система управления фильтрами с автоматическим регу­ лированием их производительности по притоку воды на станцию

216

с бесшкальным дифманометром / типа ДМ-б и регули­ рующие задвижки 3 с электроприводом. Общий сигнал от уровнемера, вызванный отклонением уровня от за­ данного, и сигнал от каждого расходомера /, 4 посту-

' С Чодача

1 > ф] \Стон

<1

£><Ь—— ПромыВна

РИС. 96. Упрощенная гидроэлектрическая система управления фильтрами

делитель; 9 — поплавковый уровнемер с гидравли­ ческим распределителем

пают на соответствующий регулятор 2 типа РПИБ, ко­ торый и воздействует на привод своей задвижки. В ре­ зультате этого система устанавливает расход воды q через каждый фильтр в строгом соответствии с уровнем воды (расходом Q) в канале.

Пределы измерения уровня воды в канале устанавли­ ваются задатчиком измерителя уровня, а скорость филь­ трования устанавливается реостатами. Чтобы изменить расход воды, протекающей через отдельный фильтр не­ зависимо от других, автоматический задатчик измери­ теля уровня отключается, и скорость фильтрования ус­ танавливается вручную задатчиком УСФ. Переключение регулятора скорости фильтрования с автоматического на местное управление осуществляется переключате-

217

лем /7У. Схема управления промывкой фильтров не при­ водится, поскольку она аналогична описанной выше.

Приведенные системы управления фильтрами доста­ точно сложны. Примером более простой системы управ­ ления фильтрами может служить гидроэлектрическая система, применяемая Гипрокоммунводканалом (Моск­ ва). Система управления (рис.96) построена по прин­ ципу астатического регулирования уровня воды над фильтром с помощью задвижек с гидравлическими при­ водами, управляемых золотниковыми распределителями рабочей жидкости с электромагнитными приводами (Курганского арматурного завода). Гидравлические приводы снабжены электрическими концевыми переклю­ чателями. Эта система рекомендуется для крупных филь­ тровальных станций, имеющих до 24 фильтров (типовые станции для городов).

Скорость фильтрования регулируется поплавковым устройством с золотниковым гидрораспределителем. При подъеме поплавка гидрораспределитель открывает задвижку, при опускании закрывает. Концевой выключа­

связанных с промывкой, обеспечивается действием кон­

блокировка, исключающая промывку одновременно двух фильтров, если количество промывной воды в резервуа­ ре недостаточно или насосы промывной воды неис­ правны.

Во всех приведенных выше системах управления фильтрами в качестве органа, регулирующего пропуск­ ную способность фильтра, принята дисковая задвижка. Известно, что использование для регулирования задви­ жек, являющихся запорными органами, весьма нежела­ тельно. Их диски заклиниваются и создают недопусти­ мые нагрузки на привод, что приводит к быстрому вы­ ходу их из строя. По этой причине во многих проектах и на действующих фильтровальных станциях скорость

218

вания) регулирующим органом является поворотная за­ слонка типа ПРЗ . Перемещение поплавка, следящего за уровнем воды в фильтре, преобразованное в электричес­ кий сигнал, через импульсный прерыватель передается на однооборотный исполнительный механизм заслонки. Выбор фильтра, подлежащего промывке, по этому про­ екту должен производиться обслуживающим персона­ лом по данным наблюдений за потерей напора в загруз­ ке фильтра. Для этого каждый фильтр оборудован изме­ рителем напора (дифманометром), вторичный прибор которого находится на щите диспетчера.

Систему промывки фильтра приводит в действие де­ журный оператор. Рабочая жидкость подключается к приводам задвижек поворотом трехходового крана. Да­ лее операции, связанные с промывкой фильтра, произво­ дятся автоматически. Полуавтоматическое управление с дистанционным пуском в действие системы управле­ ния промывкой фильтров и с автономной системой ре­ гулирования скорости фильтрования считается наиболее удобным и до сих пор является самым распространен­ ным. Полная автоматизация не всегда рациональна; фильтровальные станции пока не эксплуатируются без дежурного персонала.

4. Контроль качества осветленной воды

Основными показателями качества осветленной воды служат мутность и цветность. Мутность воды определя­ ется весовым содержанием взвешенных веществ в еди­

(не менее 30 см «по шрифту»). Не менее высокие требо­ вания к прозрачности воды предъявляют и многие промышленные потребители. Вода, после зернистых фильтров, если она предварительно подвергалась коа­

219