软化器+除盐水+EDI系统操作手册1.docx
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软化器+除盐水+EDI系统操作手册1
XXT/aXX高技术
产业化项目操作手册
编制：
年9月28日
校核：
年9月28日
批准：
年9月28日
第一章总则
1、设计依据
1.1工艺设计依据
1.1.1XXXX有限公司与中国XXXX工程技术有限公司签订的水处理设备合同（）；
1.1.2XXXX有限公司和中国XXXX工程技术有限公司签订的合同技术协议；
1.1.3双方在技术协议中确认的原水水质分析报告；
1.1.4其他会议纪要及来往传真。
1.2仪表与控制设计依据
1.2.1XXXX有限公司与中国XXXX工程技术有限公司签订的和技术协议；
1.2.2工艺及配管给自控系统所提条件；
1.2.3相关标准规范。
1.3电气设计依据
本设计依据工艺专业所提资料以及国家和行业现行规程、规范、规定而设计。
1.4原水水源及水质
1.4.1设计水源：
地下水
1.4.2设计水质：
见下表。
项目
单位
数值
项目
单位
数值
1.5产水规模及水质要求
1.5.1软化水：
产水量：
硬度：
（0.3mg/L）
CL–:
≤50mg/L
1.5.2纯水水质：
产水量：
PH：
电阻率：
≥10兆欧
1.6控制要求
系统采用PLC+上位机的全自动控制系统。
实现上位机画面监控，并可以实现远程监控和就地手动与自动操作。
1.7工程界区
为了确保锅炉补给水系统的稳定运行及使用寿命，卖方负责提供一个完整的软水系统、纯水系统的设备，卖方供货范围包括系统内的所有设备;连接管道及管件、阀门（进入程控的阀门为自动阀门）、支吊架及其它附属设备，设计接口以原水泵进口、除盐水池入口法兰,纯水管道出厂房界区外1m法兰接口处。
主要设备有软水系统包括原水泵、絮凝剂加药装置、多介质过滤器、反洗泵、罗茨风机、软水器、RO增压泵、盐再生系统（不包括再生废水处理系统）、纯水系统（包括阻垢剂加药装置、保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透装置、碱加药装置、二级高压泵、二级反渗透装置、除盐水箱、氨加药装置、除盐水泵、脱气膜系统、EDI系统、氮封水箱、纯水泵、磷酸加药装置、反渗透清洗装置）、系统仪表、控制装置等，该系统采用PLC程序控制，卖方负责提供本系统所需的在线分析仪表、就地控制柜及柜内设备、配电盘、就地电磁阀柜及柜内设备、仪表柜、测量元件、变送器、传感器、转换器、逻辑开关、导压管及管道连接件、仪表阀门、气管路及其配件、保护箱和保温箱、伴热电缆等各种仪控设备。
所有设备预留能实现PLC系统远方程序控制的接口。
同时，卖方提供其在整个系统内的所有设备之间的联络电缆和控制布线。
系统中的原水池、软水池、不在卖方供货范围之内。
1.8公用工程条件
除盐水系统所需的外部公用条件如下：
1）电力消耗：
380V/220V±10%，三相，50Hz，总装功率468kW，运行功率318kW
2）原水：
正常水量700m3/h
3）仪表空气：
压力0.40-0.5MPa，最大流量3.0Nm3/min
4）高纯氮气：
压力0.20-0.4MPa，最大流量52.0Nm3/h
2工艺系统描述
软水系统流程：
（原水池）→原水泵→絮凝剂加药装置→多介质过滤器→软水器→（软水池）→（软水泵）
纯水系统：
（软水池）→RO增压泵→阻垢剂加药装置→一级保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透膜组件→加碱系统→二级高压泵→二级反渗透膜组件→除盐水箱→除盐水泵→脱气膜→EDI→氮封水箱→纯水泵→用户用水点
注：
（）括号内设备为买方提供设备
清洗系统：
清洗箱→清洗水泵→清洗过滤器→（反渗透）
详见工艺流程图PFD
第二章工艺流程说明
工艺流程分为软水系统、RO系统、纯水系统三部分。
各部分功能简述如下。
1.软水系统
预处理主要目的是去除水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。
预处理设施主要包括：
原水池、絮凝剂加药装置、多介质过滤器、软水器、软水池。
1多介质过滤器
Ø多介质过滤器主要用于过滤去除原水中的悬浮物、胶体等杂质。
当杂质沉积到一定程度时，过滤器的过滤效果会受影响甚至滤料不起过滤作用，此时要通过反冲洗洗出沉积的杂质，恢复过滤器的工作能力，本工程根据时间和累计流量进行反冲洗。
Ø本系统采用XX的MMF-CR全自动过滤器12台，11用1备，可同时运行，也可单独运行，总处理量630m3/h，采用气水反冲洗，每台正常出力为64m3/h，流速为7.9m/h。
Ø多介质过滤器的滤料为0.4~0.6的石英砂和0.8~1.2的无烟煤，石英砂填高800mm，无烟煤填高400mm。
Ø底部出水装置采用多孔板+水帽形式。
Ø每台多介质过滤器配全套气动阀。
2软水器
Ø软水器俗称钠离子交换器，是在一定的压力，流量下，原水流经装有离子交换
树脂的容器（软水器）树脂中所含的可交换离子Na++，与水中的阳离子（Ca++，Mg++，Fe++，…等）进行离子交换，降低水中的Ca++，Mg++含量，从而达到我们的要求。
Ø本系统采用XX的SF-CR全自动过滤器5台，可同时运行，也可单独运行，总处理量630m3/h。
每台正常出力为158m3/h，流速为22m/h。
Ø软水器的滤料为001x7钠型树脂,层高2000mm,并设置有200mm压脂层。
Ø底部出水装置采用多孔板+水帽形式。
Ø每台软水器配全套气动阀。
2.反渗透系统
反渗透系统承担了主要的脱盐任务。
反渗透系统包括阻垢剂加药、一级反渗透、加碱系统、二级反渗透、氨加药、RO产水箱、清洗系统。
2.1阻垢剂加药
阻垢剂加药在反渗透进水中加入阻垢剂，防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢，堵塞反渗透膜。
由于原水中Fe、SiO2含量较高，为防止他们结垢对反渗透膜的污堵，本系统推荐使用进口阻垢剂，它具有：
A）抑制析出作用。
B）分散作用。
C）晶格扭曲作用。
D）络合作用。
2.2反渗透系统
2.2.1一级RO保安过滤器
反渗透系统设置有一台RO保安过滤器，主要去除大颗粒物质，保护反渗透膜元件的正常运行。
并且过滤器进出口设置有就地压力表，当进出口压差达到某一数值时，更换滤芯。
2.2.2反渗透
反渗透主要去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。
本系统一级RO膜元件采用了美国陶氏公司的BW30-400膜组件，二级采用了BW30LE-440不仅能达到较高的产水率和较高的脱盐率,而且还可以减少系统污堵，降低系统运行压力，延长膜元件的使用寿命等特点。
单根膜元件的膜面积为400平方英尺（34m2）.
软水器产水进入反渗透膜组，在压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后成为产品水，通过产水管道进入后续设备；水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水中，由浓水管排出。
在反渗透装置停运时，自动冲洗3~5分钟，以去除沉积在膜表面的污垢，使装置和反渗透膜得到有效保养。
反渗透膜经过长期运行后，会积累某些难以冲洗的污垢，如有机物、无机盐结垢等，造成反渗透膜性能下降。
这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复反渗透膜的性能。
反渗透装置的运行工况：
A）设计温度：
18℃
B）设计进水量：
80m3/h
C）设计产水量：
50m3/h
D）RO回收率：
一级≥75%,二级≥85%
F）产水PH：
6.5-7.5
2.2.3清洗系统：
清洗系统包括清洗水箱、清洗水泵、清洗过滤器等，当超滤系统及反渗透系统受污染物的影响达到一定程度时，可以通过清洗系统对其进行清洗，恢复膜元件性能。
3纯水系统
纯水系统作为反渗透的后处理，主要是进一步去除水中的盐份，同时去除水中的溶解氧及二氧化碳，最终满足用户要求。
纯水系统包括脱气膜、EDI系统、氮封水箱、纯水泵、磷酸加药。
3.1脱氧膜系统
脱气膜是利用扩散的原理将水中的气体，如二氧化碳、氧气去除的膜分离产品。
脱气膜内装有聚丙烯中空纤维，纤维的壁上的微孔水分子不能通过，而气体分子却
能够穿过。
水流在一定的压力下从中空纤维的里面通过，而中空纤维的外面在真空
泵的作用下将气体不断的抽走，并形成一定的负压，这样水中的气体就不断从水中
经中空纤维向外溢出，从而达到去除水中气体的目的，脱气膜中装有大量的中空纤维可以扩大气液界面的面积，从而使脱气速度加快。
脱气膜的脱气效率可高达99.99%。
其它传统工艺比较脱气膜的优势在于：
Ø占地面积小 （单位体积下有效接触面积是填充塔的10倍）。
Ø操作成本低。
Ø溶气量控制十分精确。
Ø模块式安装，可以轻易扩展以处理更大的流量，或更精确的控制气流量。
该系统设置脱氧膜装置,采用脱氧膜并配置真空泵，以抽真空和氮气吹扫同时进行的方式，去除水中的CO2和溶解氧，装置出力50m3/h，溶解氧去除率98.2%，CO2去除率约75%。
3.2EDI精处理系统
EDI－Electrodeionization意为"电去离子"技术，是将电渗析和离子交换相结合的除盐新工艺，该设备取电渗析和混床离子交换两者之长，弥补对方之短，即可利用离子交换做深度处理，是一种不耗酸、碱而利用直流电源从原水中连续去除离子的纯水制取新技术，利用电离产生的H+和OH-，达到树脂再生的目的。
螺旋卷式结构的EDI是第一个能够真正经济地取代混床的深度除盐产品。
X公司的316型卷式EDI设备耗电量低.316EDI是一种工业化应用、结构独特的精除盐新产品，其先进性如下：
1）可连续生产符合用户要求的合格超纯水，产水稳定；
2）无需化学药品进行再生，没有化学物排放，属绿色环保产品；
3）结构紧凑，占地面积小，制水成本低；
4）出厂前完成装置调试，现场安装调试简单；
5）运行操作简单，劳动强度极低，培训容易。
316还具有如下独到之处
1）独特先进的卷式结构，流道畅通，压降低；
2）全封闭设计，完全杜绝泄露，日常维护、保养简便；
3）特殊材料外壳，绝缘性能好，轻巧美观，更换便利；
4）独有的元件和膜壳可分离结构，可方便地更换树脂与元件；
5）更宽的进水指标，适应性更广；
6）模块化组合，便于系统水量的调整；
7）运行电压低能耗小。
①、本系统设一套EDI装置，主要技术参数如下：
✧设计产水量：
50m3/h
✧回收率：
≥95%
✧产水电阻率：
≥10MΩ.cm
第三章设备与材料
关键设备选用
采用优质名牌产品以保证系统运行稳定。
一二级高压泵采用格兰富产品；RO膜采用DOW产品；RO压力容器采用唯赛博产品；加药泵采用LMI产品；气动蝶阀选用美国BRAY产品。
1、材质选择
原水泵进口至多介质过滤器进口采用碳钢管；
多介质过滤器出水管至软水器出水管采用碳钢衬塑管;
多介质本体碳钢衬胶；
软水器本体采用碳钢衬胶;
RO装置低压管道及加药管道采用UPVC管；
二级RO产水至EDI产水均采用UPVC管；
RO高压管道采用SS304管；
清洗管道采用UPVC管；
工业用气管道采用碳钢管；
仪表用气管道采用镀锌管。
高纯氮气管道采用SS304;
2、设备设计
设备设计包括滑架类设备、过滤器设备。
滑架均采用Q235A结构钢，做到精巧而坚固，金属外表均采用三层环氧树脂漆防腐；水箱由用户按使用情况进行适当处理；保安过滤器及清洗过滤器采用SS304；加药箱采用PE水箱；。
第四章控制说明
1、控制系统概述
系统中的控制对象主要是开关量，涉及到的控制对象除了开关阀以外，主要是泵设备的控制。
也就是说系统是一个以开关量控制为主的系统；所以本控制系统采用PLC控制系统完成电气和仪表部分的自动控制，同时可显示工艺过程中的主要监测指标以及系统运行状态。
根据系统特点，把工艺流程分为软化水系统、RO系统、纯水系统三个部分。
采用PLC集中控制。
2、主要控制回路
2.1软水系统
2.1.1原水池
Ø原水池（V101）设液位变送器（LT101），高、低液位报警;
Ø低液位报警停止原水泵、多介质过滤器、软水器、反洗泵;
Ø中液位是原水泵、多介质过滤器、软水器启动的条件之一;
2.1.2原水泵
Ø原水泵（P101A-C）共设置三台,二用一备，正常运行时，启动两台水泵;
Ø当启动6台过滤器时，启动一台水泵;
Ø当工作水泵故障时，启动备用泵;
2.1.3多介质反洗泵
Ø多介质反洗水泵（P102A/B）设置二台，正常运行时，水泵启动;
Ø当工作水泵故障时，启动备用泵;
2.1.4絮凝剂加药
Ø絮凝剂计量箱（WV101）设液位开关（LS107）；低位报警，计量泵（WP101A-C）和原水泵（P101A-C）联锁;
Ø絮凝剂计量泵（WV101A-C）共设置三台，两用一备,正常运行时，启动两台计量泵;
Ø当启动六台过滤器时，启动一台计量泵;
Ø当工作水泵故障时，启动备用泵;
2.1.5多介质过滤器
多介质过滤器的控制是通过控制气动蝶阀的开/关、泵的启/停止来实现运行、反洗、
备用等操作过程（见下表1）。
反洗的周期主要是根据运行时间来设定的。
另外，可
选择就地操作，由人工来决定是否需要反洗;
2.1.6软水器
软水器的控制也是通过控制气动蝶阀的开/关、泵的启/停止来实现运行、反洗、备用
等操作过程（见下表2）。
反洗的周期主要是根据运行时间来设定的。
另外，可选择就地操作，由人工来决定是否需要反洗;
2.1.7软水池
Ø软水池（V103）设液位变送器（LT103），高、低液位报警;
Ø低液位报警停止RO增压泵、反渗透系统;
Ø中液位是RO增压泵、反渗透系统启动的条件之一;
2.1.8RO增压泵
Ø再生水泵（P103A/B）设置二台，一用一备，正常运行时，启动一台水泵;
Ø当工作水泵故障时，启动备用泵;
2.1.9再生泵
Ø再生水泵（P105A/B）设置二台，正常运行时，水泵启动;
Ø当工作水泵故障时，启动备用泵;
2.1.10溶盐池
Ø溶盐池设液位变送器（LT103），高、低液位报警;
Ø低液位报警停止盐水泵,次低液位开启进水阀（XV108）;
Ø高液位关闭进水阀（XV108）;
Ø中液位时禁止盐水泵启动,并报警;
2.1.11盐水泵
Ø盐水泵（P106A/B）设置二台，正常运行时，水泵启动;
Ø当工作水泵故障时，启动备用泵;
2.1.12盐计量箱
Ø盐计量箱（V104）设液位变送器（LT104），高、低液位报警;
Ø高液位报警停止盐水泵,次低液位启动盐水泵;
Ø低液位时系统报警并关闭再生泵及出液阀（XV119A/B）;
2.2反渗透系统
2.2.1阻垢剂加药
Ø阻垢剂计量箱（WV106）设液位开关（LS105）；低位报警，计量泵（WP106A-B）和一级RO进水阀（XV120）联锁;
Ø阻垢剂计量泵共设置二台，一用一备，正常运行时,启动一台计量泵。
Ø当工作计量泵故障时，启动备用泵;
2.2.2反渗透
2.2.2.1RO装置的启动、运行、冲洗、停机备用等过程均可由PLC实现自动控制。
同时，RO系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可读出RO的有关工艺参数，以及能在就地操作盘上启停RO进水高压泵、增压泵及相关的自动阀门。
对RO系统的重要参数如电导率、流量等均设有在线检测仪表，并设定有超限报警功能;
2.2.2.2RO装置的高压泵进口装有低压保护开关，出口装有高压保护开关,一级RO产水设置有高压开关。
当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值（正常为0.15Mpa）,会自动发出信号停止高压泵运行,保护高压泵不在空转情况下工作。
当系统因其它的原因或误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时（一级反渗透为2.2Mpa，二级反渗透为1.6MPa），高压泵出口压力保护会自动切断高压泵供电，保护系统设备不受损害,当一级RO产水压力超过5.0bar时,系统自动打开产水排放阀（XV122）;
2.2.2.3RO系统的运行方式分自动和手动两种运行方式。
当RO运行选择开关置于“自动”位置，且高压泵及相关阀门置于“自动”时，可由PLC来自动控制RO装置的启动、运行、冲洗等操作过程。
同时RO系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘。
在就地盘上可读出如电导率、流量、压力等有关工艺参数，并能在就地操作盘上启停RO高压泵及相关的自动阀门;
2.2.2.4报警设置
Ø一级RO浓水流量设置低位报警，当浓水流量低于15m3/h时报警,延时1分钟后浓水流量仍低15m3/h则停一级RO系统;
Ø二级RO浓水流量设置低位报警，当浓水流量低于5.0m3/h时报警,延时1分钟后浓水流量仍低5.0m3/h则停二级RO系统;
2.2.2.5一级RO装置设有自动冲洗功能，当RO装置开始运行或停止时，自动打开浓水排放阀和产水排放阀，冲洗一段时间（可由程序设定）后关闭浓水排放阀和产水排
放阀，RO转为自动运行状态;
2.2.2.5RO设有手动清洗功能，当RO装置需要清洗时，可手动投入RO清洗装置，对RO置实施化学清洗;
2.2.3碱加药
Ø碱计量箱（WV105）设置低液位开关（LS104），低位报警；
Ø计量泵（WP105A-C）设置二台，一用一备，并与一级高压泵连锁，计量泵加药量可随PH值变化实行自动比例调节;
Ø正常启动时，启动一台计量泵;
Ø当工作计量泵故障时，启动备用泵;
2.3纯水系统
2.3.1除盐水箱：
Ø除盐水箱（V105）设液位变送器（LT105），高、低液位报警；
Ø高液位报警停止反渗透系统；
Ø低液位报警并停止除盐水泵、脱气膜系统、EDI系统;
2.3.2除盐水泵：
Ø除盐水泵（P109A/B）设置二台，正常运行时，水泵启动;
Ø工作水泵故障时，启动备用泵;
2.3.3脱气膜系统:
脱气膜系统包括膜组件，真空泵，氮气系统及相关管道、阀门、仪表。
本系统中设置有一套膜系统，通过除盐水泵提供脱氧膜所需驱动压，膜系统产水直接进入EDI系统。
另外设置有氮气系统，厂区带压高纯氮气减压后进入膜系统吹扫膜丝，通过真空泵将汽水混合物抽排至室外。
控制主要是通过电磁阀的开/关、泵的启/停止来实现运行、吹扫等操作过程（见下表）。
2.3.3.1真空泵
Ø真空泵（P109A/B）设置二台，正常运行时，真空泵启动;
Ø工作水泵故障时，启动备用泵;
Ø真空泵吸入口设置有低压开关，当真空度小于28mmHg时，系统报警。
2.2.4EDI系统
2.2.4.1EDI系统包括膜组件，浓水泵，盐水计量箱、盐水计量泵及相关管道、阀门、
仪表。
本系统中设置有一套膜系统，脱氧膜产水直接进入EDI系统，产水进入氮封
水箱。
相关控制主要是通过的泵的启/停止来实现运行过程。
对于重要参数如电导率
流量等均设有在线检测仪表，并设定有超限报警功能;
2.2.4.2EDI装置的产水、浓出设置有高压保护开关，当产水压力高于某一设定值（正常为0.15Mpa）,浓出压力高于某一设定值（正常为0.30Mpa）时，系统报警。
2.2.4.3EDI浓进、浓排设置有流量开关，浓进设置有电导表，当浓进电导小于150μs/cm时，系统报警，当浓进电导大于600μs/cm时，系统报警。
2.2.4EDI系统的运行方式分自动和手动两种运行方式。
当RO运行选择开关置于“自动”位置，且浓水泵、盐水计量泵置于“自动”时，可由PLC来自动控制EDI装置的启动、运行等操作过程。
同时EDI系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘。
在就地盘上可读出如电导率、流量、压力等有关工艺参数，并能在就地操启停浓水泵、盐计量泵及相关的自动阀门。
2.2.5EDI产水电阻表设置低位报警，当低于10兆欧时报警;
EDI产水流量设置低位报警，当产水流量低于40m3/h时报警;
2.2.6EDI设有手动清洗功能，当EDI装置需要清洗时，可手动投入清洗，对EDI实施化学清洗;
2.2.7盐加药
Ø盐计量箱（WV102）设置一台，并设置有低液位开关，当液体处于低液位时，系统报警。
Ø盐水计量泵（WP102）设置有一台，正常运行时，与浓水泵进行连锁。
2.3氮封水箱
Ø氮封水箱（V106A/B）设置有两台，既可以单独使用，也可以同时使用；
Ø氮封水箱设置有呼吸阀，水封系统。
Ø每个水箱设置有一台压力变送器（PT101A/B），当水箱压力低于0.001MPa时，自动打开进气阀（AV103），当进气阀故障时，打开故障阀（AV104）；
Ø每台氮封水箱设一台液位变送器（FT106A/B），高、低液位报警；
Ø高液位报警停止纯水系统（脱氧膜、EDI）;
Ø低液位报警并停止纯水泵。
2.4纯水泵
Ø真空泵（P112A/B）设置二台，正常运行时，纯水泵启动;
Ø工作水泵故障时，启动备用泵;
2.5磷酸加药
Ø盐水计量泵（WP102）设置有一台，正常运行时，与浓水泵进行连锁。
Ø磷酸计量箱（WV104）设液位开关（LS103）；低位报警，
Ø阻垢剂计量泵共设置二台，一用一备，正常运行时,启动一台计量泵，并且计量泵加药量可随PH值变化实行自动比例调节;
Ø当工作计量泵故障时，启动备用泵;
表1：
多介质过滤器程控步序表：
（“○”代表开）
状态
运行
反洗
备用
运行步骤
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
步序
灌水
正洗
运行
反洗准备
松滤料
排水
气擦洗
反洗
静置
灌水
正洗
停机
泵阀状况表
原水泵
○
○
○
○
○
反洗泵
○
○
○
絮凝剂泵
○
○
○
○
○
进水阀
○
○
○
○
○
产水阀
○
反洗阀
○
○
○
正排阀
○
○
○
○
反排阀
○
○
○
○
○
进气阀
○
排气阀
○
○
○
○
○
○
○
罗茨风机
○
时间
5-10s
20-30min
12-24hr
1-2min
3-5min
15-25min
2-5min
10-15min
3-5min
5-10s
25-40min
运行流速
6-10m3/m2.h
6-10m3/m2.h
6-10m3/m2.h
35-45m3/m2.h
35-45m3/m2.h
1-1.5Nm3/m2.min
35-45m3/m2.h
6-10m3/m2.h
6-10m3/m2.h
备注
1、正常运行时，第11步“正洗”结束后直接转入第3步“运行”。
2、当上布水形式为顶进式挡板布水时，排气阀可
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