Notekūdeņu dūņu atūdeņošanas risinājums
2024-10-30
Stacked Screw atūdeņošanas iekārtas pielietojums elektrostacijas dūņu apstrādē
Ogļu spēkstaciju ražošanas procesā neapstrādāta ūdens pirmapstrādes un desulfurizācijas notekūdeņu attīrīšanas procesā radušās dūņas parasti tiek attīrītas, dehidrējot un transportējot. Šis uzņēmums ir viena no nedaudzajām spēkstacijām, kas pašlaik izmanto šo aprīkojumu, un ir uzkrājusi zināmu lietošanas pieredzi. Šī raksta mērķis ir paplašināt priekšstatu par iekārtu izvēli ūdens attīrīšanas procesā, apspriežot šīs iekārtu sistēmas principu un lietošanas ietekmi.
Skrūves tipa atūdeņošanas iekārtas darbības princips
Elektrostacijas neapstrādāta ūdens pirmapstrādes sistēmas dubļu atūdeņošanas process visplašāk tiek izmantots plākšņu un rāmju atūdeņošanas iekārtās un centrbēdzes atūdeņošanas iekārtās, un pēdējos gados elektrostacijās ir sākusies skrūvju atūdeņošanas iekārtu pielietošana. Skrūvju atūdeņošanas iekārta pēc struktūras principa ir līdzīga laminēšanas filtram. Skrūves vārpsta rotē lūmenā, kas sastāv no pārmaiņus izvietotu apļveida dinamisko un statisko slāņu grupas. Kustīgā gredzena iekšējais diametrs ir nedaudz mazāks nekā fiksētā gredzena iekšējais diametrs, un kustīgais gredzens pārvietojas attiecībā pret fiksēto gredzenu, maisot skrūves vārpstai. Pēc koncentrēšanas dubļus centrālā skrūves vārpsta spiež uz priekšu un tālāk koncentrē dubļu izdedžos. Kaudzītes grupas un skrūves vārpstas galā dubļu izdedžus saspiež un dehidrē skrūves vārpstas radītais vilces spēks, un tie visbeidzot sasniedz dubļu izplūdi. Dehidrētie dubļu bloki iekrīt dubļu savākšanas tvertnē, tiek savākti un izvadīti ārā.
Kaskādes skrūvveida atūdeņošanas iekārtas skrūvvārpstu darbina frekvences pārveidošanas motors. Regulējot motora ātrumu, var regulēt dubļu apstrādes jaudu. Regulējot frekvences pārveidošanas dubļu padeves sūkņa plūsmas ātrumu, var kontrolēt iekārtas dažādu jaudas līmeņu nepārtrauktu darbību. Pēc tam, kad dubļi nonāk skrūvveida atūdeņošanas iekārtas flokulācijas maisīšanas tvertnē, tiek pievienots atbilstošs daudzums koagulanta (PAM), lai dubļi dubļos veidotu lielu masu, no kuras ir viegli atdalīt dubļus un ūdeni.
Skrūves vārpstas ātrumu regulē 5–20 apgr./min., izmantojot frekvences pārveidotāja motoru. Ātrums ir mazs, un darbība ir vienmērīga un klusa. Salīdzinot ar centrbēdzes atūdeņošanas iekārtu, trokšņa līmenis ir ievērojami samazināts, un arī dinamisko un statisko daļu nodilums ir samazināts. Salīdzinot ar plākšņu un rāmja tipa dehidratoru, skrūves tipa dehidrators nodrošina nepārtrauktu darbību. Pēc tam, kad operators pielāgo dubļu plūsmas ātrumu, skrūves vārpstas ātrumu un koagulanta devu, skrūves tipa dehidrators darbojas nepārtraukti un vienmērīgi, bez citām darbībām. Transportlīdzekli drīkst transportēt tikai tad, kad dubļu spainis ir pilns, lai nodrošinātu darbību bez uzraudzības.
Kaskādes skrūvju atūdeņošanas iekārtas pielietojums elektrostacijā
Kraušanas skrūvju atūdeņošanas iekārta tiek plaši izmantota pilsētu notekūdeņu attīrīšanā, taču to reti izmanto elektrostaciju ūdens attīrīšanas procesos. Tā ir piemērota neapstrādāta ūdens pirmapstrādei un desulfurizācijas notekūdeņu sistēmas dubļu dehidratācijai. Pašlaik uzņēmums desulfurizācijas notekūdeņu attīrīšanas sistēmā ir uzstādījis skrūvju atūdeņošanas iekārtu un neapstrādāta ūdens pirmapstrādes sistēmā divas skrūvju atūdeņošanas iekārtas. Kopš nodošanas ekspluatācijā darbība ir bijusi stabila un bez uzraudzības.
Salīdzinot ar plākšņu un rāmja atūdeņošanas iekārtām un centrbēdzes atūdeņošanas iekārtām, enerģētikas nozarē ir salīdzinoši maz izpratnes par šo modeli, trūkst atbilstošas informācijas un lietošanas pieredzes, un neliels skaits elektrostaciju sāka izmantot šo dūņu atūdeņošanas procesu, tā lielisko veiktspēju un mazāko apkopes darba slodzi, tāpēc arvien vairāk ķīmijas speciālistu sāka pievērst uzmanību šim modelim. Dažādiem notekūdeņu suspensiju veidiem iekārtu izvēlē ir nepieciešami dažādi materiāli. Vispārējās neapstrādāta ūdens pirmapstrādes sistēmas radītajām dūņām un pilsētas ūdens radītajām dūņām var izmantot parasto nerūsējošā tērauda materiālu. Tomēr desulfurizācijas notekūdeņiem ar augstu hlorīda jonu un sulfāta jonu saturu jāizvēlas korozijizturīgāks tērauds ar atbalsta cauruļvadiem un piederumiem. Jāizvēlas arī atbilstoša korozijizturīga materiāla klase.
Skrūvju dūņu atūdeņošanas sistēmas sastāvs
Skrūvju sakraušanas atūdeņošanas iekārtas sistēma sastāv no frekvences pārveidošanas dubļu sūkņa, flokulācijas maisīšanas tvertnes, skrūvju sakraušanas atūdeņošanas komponenta, koagulanta palīglīdzekļa sagatavošanas un dozēšanas sistēmas un izsmidzināšanas ūdens sistēmas. No neapstrādāta ūdens pirmapstrādes sistēmas izvadītās dubļus frekvences pārveidošanas dubļu sūknis nosūta uz flokulācijas maisīšanas tvertni, sajauc ar koagulanta palīglīdzekli, vienmērīgi samaisa, sablīvē lielā izdedžu blokā un nosūta uz skrūvju atūdeņošanas moduli, lai pabeigtu dehidratāciju. Sistēma ir aprīkota ar skalošanas sistēmu, lai periodiski mazgātu nelielu daudzumu dubļu un izdedžu, kas izspiesti no skrūvju paliktņa plaisām, lai uzturētu iekārtu tīru.
Automātiskā dozēšanas sistēma (automātiskā putošanas mašīna). Kraušanas skrūves atūdeņošanas mašīnai nepārtraukti jāpievieno koagulanta palīglīdzeklis, koagulanta palīglīdzekļa daudzums ir liels, un šķidrā koagulanta palīglīdzekļa iegādes ekonomiskums ir zems. Sistēma parasti ir aprīkota ar automātisku koagulanta palīglīdzekļa sagatavošanas aprīkojumu. Iekārta sastāv no sausā pulvera tvertnes, sagatavošanas tvertnes, sacietēšanas tvertnes un uzglabāšanas tvertnes. Poliakrilamīda sauso pulveri precīzi un vienmērīgi padod ūdens sadales ierīcē, ko darbina padeves skrūve, ko darbina frekvences pārveidotāja motors. Pēc nepārtrauktas un vienmērīgas sajaukšanas ar ūdeni tas nonāk sagatavošanas tvertnē un maisītāja darbības rezultātā tiek izšķīdināts un vienmērīgi sajaukts. Sajauktais šķidrums ieplūst sacietēšanas tvertnē, tālāk maisot un sacietējot, un visbeidzot ieplūst uzglabāšanas tvertnē lietošanai. Izmantojot uzglabāšanas tvertnes šķidruma līmeņa slēdža vadību, var realizēt automātiskās dozēšanas ierīces automātisko darbību. Atkarībā no uzglabāšanas tvertnes šķidruma līmeņa var automātiski uzsākt šķidruma sagatavošanu. Koagulanta līdzekļa sagatavoto šķidrumu var kontrolēt ar koagulanta līdzekļa dozēšanas kārbas elektrisko vārstu, un koagulanta līdzekli var automātiski pievienot dozēšanas kārbai.
Problēmas, kas radušās lietošanas laikā
1. Šķidruma un koagulanta devas saskaņošanas problēma
Pielāgojiet koagulanta daudzumu dubļu plūsmas ātrumam, lai kontrolētu dubļu ūdens saturu. Ja koagulanta daudzums ir liels, ūdeni dubļos nav viegli izfiltrēt no spraugas koagulanta satura dēļ, palielinās ūdens viskozitāte, un sekojošā eksudācijas un ekstrūzijas iedarbība pasliktinās, kā rezultātā rodas sliktas kvalitātes dubļi. Ja koagulanta daudzums ir mazs, cieto daļiņu un ūdens atdalīšanas efekts dubļos ir vājš, un dubļu daļiņas bloķē spraugu, tādējādi bloķējot ūdens iesūkšanos un palielinot dubļu mitruma saturu. Lietojot, saprātīgu koagulanta devas diapazonu var noteikt ar cilindra regulēšanas testu, lai panāktu apmierinošu dehidratācijas efektu.
2. Skrūvju mezgla dubļu pretspiediena plāksnes klīrensa regulēšana
Skrūves mezgla dubļu pretspiediena plāksnes spraugas izmērs ietekmēs dubļu mitruma saturu. Neliela pretspiediena plāksnes sprauga prasīs lielu dzinējspēku, kad dubļi tiks izspiesti no spraugas. Vienlaikus palielināsies spiediens atūdeņošanas sekcijas dubļu dobumā un palielināsies skrūves ekstrūzijas efekts. Dūņu žūšanas laikā tās sacietē, palielinās skrūves ekstrūzijas griezes moments, kas var viegli izraisīt skrūves lūzuma bojājumus.
3. Koagulanta līdzekļa preparāta koncentrācija
Kad darbojas koagulanta palīglīdzekļa automātiskā sagatavošanas iekārta, iestatītā koncentrācija ir pārāk augsta, un sausā pulvera padeves skrūves piegādātais sausā pulvera daudzums ir liels, to nevar savlaicīgi un vienmērīgi izkliedēt ūdenī ūdens sadalītājā, kas var viegli izraisīt salipšanu un aizsprostojumus sagatavošanas tvertnē un sliktu plūstamību. Ir nepieciešams saprātīgi kontrolēt koagulanta palīglīdzekļa koncentrāciju un iestatīt atbilstošu sausā pulvera skrūves ātrumu testa laikā, lai sagatavošanas tvertne sagatavošanas procesā nesaliptu. Sacietējušajam koagulanta šķidrumam ir atbilstoša plūstamība, un koagulanta sagatavošanas iekārtas automātisko darbību var panākt, vienlaikus apmierinot dozēšanas vajadzības. Parasti koagulanta koncentrāciju var regulēt no 0,4 līdz 0,5 ppm.
Turklāt koagulanta viskozitātes dēļ pilnībā jāņem vērā cauruļvada pretestība no uzglabāšanas tvertnes līdz dozēšanas kārbai. Projektēšanā var izmantot liela diametra caurules un vārstus, lai izvairītos no sliktas aizplūšanas un izejas plūsmas, kas ir zemāka par sagatavošanas iekārtas ieplūdes plūsmu, lai uzglabāšanas tvertnes šķidruma līmenis atkārtoti paaugstinātos un pazeminātos, iedarbinot uzglabāšanas tvertnē uzstādīto šķidruma līmeņa slēdzi un bieži iedarbinot un apturot visu koagulanta sagatavošanas iekārtu komplektu.
4. Ilgstoši elektroenerģijas padeves pārtraukumi
Pēc ilgstošas dīkstāves, iedarbinot sakrauto skrūvju atgļotu noņemšanas iekārtu, skrūves vārpsta var viegli iesprūst. Galvenais iemesls ir tas, ka skrūvju mezglā atlikušie netīrumi pakāpeniski izžūst, un pēc iedarbināšanas sausie un cietie netīrumu bloki aizsērē netīrumu izplūdē, kā rezultātā visā atgļotu noņemšanas iekārtā paaugstinās spiediens, un pēc tam aizmugurējā daļā esošie netīrumu atlikumi tiek pārmērīgi dehidrēti un sacietējuši. Visa skrūves vārpsta palielina rotācijas pretestību cieto netīrumu bloku un augstās pretestības dēļ, un trauksmes signāls apstājas, kad tiek pārsniegts skrūves vārpstas motora maksimālais griezes moments. Pat pārmērīga griezes momenta dēļ, ko izraisa skrūves vārpstas metināšanas bojājumi. Tāpēc katrā sakrautās skrūvju atgļotu noņemšanas iekārtas izslēgšanas reizē tai vispirms jāpārtrauc netīrumu padeve sakrautajam skrūves komponentam un jāturpina darboties 10 minūtes, lai pilnībā iztukšotu netīrumus un izdedžus skrūves vārpstā, vai jāizmanto zemas frekvences nepārtrauktas darbības režīms, lai samazinātu ilgstošas izslēgšanas ietekmi. To var izmantot arī, lai atbrīvotu netīrumu atveres deflektoru, lai pilnībā iztukšotu netīrumu atlikumus skrūves mezglā ilgstošai lietošanai.
5. Apkope un kapitālais remonts pēc ilgstošas ekspluatācijas
Pēc divu gadu darbības skrūves vārpstā iestrēga dubļu bloks, un problēma atkārtojās arī pēc demontāžas un tīrīšanas. Izmērot atstarpi starp spirālveida vārpstu un kustīgo gredzenu, tika konstatēts, ka atstarpe starp spirālveida plāksni un spirālveida vārpstas kustīgo gredzenu vidēji sasniedz 5–6 mm. Kustīgais gredzens spirālveida plāksnes ārmalā izgriež vienmērīgas rievas, pateicoties spirālveida plāksnes kustīgā gredzena slīpajam šķērsgriezumam. Apkopes personāls iepriekšējā demontāžas un apkopes procesā noslīpē rievas redzamo daļu, kas samazina spirālveida plāksnes ārējo diametru un palielina atbilstošo atstarpi starp spirālveida vārpstu un kustīgo gredzenu. Kad dubļu izdedži tiek saspiesti, tie ar relatīvi zemu spiedienu plūst atpakaļ uz spirālveida vārpstas aizmuguri, kā rezultātā spirālveida vārpstā notiek pārmērīga cirkulējoša dubļu izdedžu dehidratācija, izžūšana un sacietēšana, kas ietekmē plūsmu uz dubļu izplūdi un noved pie aizsprostojuma. Pēc divu gadu lietošanas nodilums ir mazāks par 0,1 mm, un galvenā nodiluma daļa ir spirālveida plāksnes ārmala. Pēc spirālveida plāksnes ārējās malas salabošanas vidējā atstarpe starp spirālveida plāksni un kustīgo gredzenu ir 1–1,5 mm. Pēc atkārtotas uzstādīšanas salabotā spirālveida vārpsta tiek salīdzināta ar rezerves jauno spirālveida vārpstu, un salabotās spirālveida vārpstas dubļu izplūdes stāvoklis ir tāds pats kā jaunajai spirālveida vārpstai. Iekārtas sākotnējā veiktspēja ir atjaunota, un pēc 3 mēnešu darbības nav radušies dubļu aizsprostojumi.
Skrūvju dūņu atūdeņošanas iekārtu priekšrocības
1) Zems ātrums un zems trokšņa līmenis. Rotējošajai iekārtai darbībā ir zems griešanās ātrums, zems enerģijas patēriņš, stabila darbība bez vibrācijas un neliela trokšņa, kas palīdz samazināt nodilumu un pagarināt iekārtas kalpošanas laiku.
2) Tālvadības pulti ir viegli ieviest. Darbības laikā esošā iekārta regulāras pārbaudes laikā pārbauda dubļu stāvokli un, izmantojot attālināto DCS sistēmu, pielāgo koagulanta devu un skrūves vārpstas ātrumu, lai kontrolētu dubļu ražošanas efektu.
3) Neliela ekspluatācijas un apkopes nepieciešamība. Iekārtas darbojas nevainojami, kustīgo daļu nodiluma patēriņš ir neliels, tās var nodrošināt ilgstošu nepārtrauktu darbību, nav nepieciešama bieža apkope.
4) Vietas taupīšana. Skrūvju atūdeņošanas iekārtas ierīce ir maza izmēra un aizņem maz vietas, kas palīdz ietaupīt vietu.
5) Elastīga jaudas regulēšana. Pielāgojot dubļu sūkņa frekvenci, lai kontrolētu dubļu padevi, un regulējot skrūves mezgla skrūves vārpstas ātrumu, iekārtas jaudu var vienmērīgi pielāgot dubļu ražošanai, un var saglabāt neapstrādāta ūdens attīrīšanas sistēmas vienmērīgu darbību.
6) Plašs dūņu koncentrācijas un apstrādes pielāgošanas diapazons. Piemērotā dūņu koncentrācija ir 10 kg/m3, kas ir līdzvērtīga neapstrādāta ūdens pirmapstrādes sistēmas dūņu koncentrācijai. To var izmantot dehidratācijas apstrādei bez koncentrēšanas procesa. Dūņu koncentrācijas izmaiņām ir maza ietekme uz skrūves tipa atūdeņošanas iekārtas darbību, un dūņu mitruma saturs ir praktiski nemainīgs.
Skrūvju dūņu sausinātāja paredzamais pielietojums
Līdz ar elektroenerģijas nozares nepārtrauktu attīstību automatizācijas pakāpe kļūst arvien augstāka, un manuālo vadību pakāpeniski aizstāj automātiskā vadība. Iekārtu darbības uzticamība un stabilitāte ir galvenie faktori, kas ietekmē automātisko darbību. Uzņēmumi samazina personāla izmantošanu, un ievērojami palielinās katra darbinieka kontrolēto iekārtu skaits, kas izvirza augstākas prasības bez uzraudzības iekārtām. Pašlaik plākšņu un rāmju sausinātāji un centrbēdzes sausinātāji tiek plaši izmantoti enerģētikas uzņēmumu neapstrādātā ūdens attīrīšanas procesos. Plākšņu un rāmju sausinātāji pieder pie periodiskas darbības iekārtām, un darbības laikā ir grūti notīrīt dubļus, kas pielipuši pie preses auduma intervāla slāņa, tāpēc tie ir jāuzrauga un jātīra manuāli uz vietas. Preses auduma kalpošanas laiks ir ierobežots, un tas regulāri jāmaina. Tomēr centrbēdzes atūdeņošanas iekārtai ir liels ātrums, augstas precizitātes prasības gultņiem un citām rotējošām detaļām, liela apkopes darba slodze, augstas precizitātes detaļu augstās izmaksas un augsts trokšņa līmenis darbības laikā, kas ir samērā izplatītas problēmas. Pēc atkļūdošanas kaskādes skrūvju atūdeņošanas iekārta var sasniegt nepārtrauktu un stabilu darbību, zemu skrūves ātrumu darbībā, zemu trokšņa līmeni, pielāgot atbilstošu dubļu mitruma saturu, nelielu aprīkojuma nodilumu un nelielu apkopes darba slodzi. Dežūrējošais personāls veic regulāras pārbaudes un precīzi noregulē koagulanta devu atbilstoši dubļu situācijai, lai kontrolētu dubļu mitruma saturu noteiktā diapazonā. Dūņu sūkņa padeves plūsmai ir plašs regulēšanas diapazons, un izeju var vienmērīgi regulēt starp mazu plūsmu un nominālo plūsmu. Pielāgojot koagulanta devu, izejas līmeni var vienmērīgi regulēt. SKRŪVJU ATDŪDEŅOŠANAS IEKĀRTA IR aprīkota ar tālvadības pulti, kas iedarbina un apstādina, un ir ieviesta DCS programmas vadības sistēma, lai izpildītu tālvadības darbības un automātiskās vadības prasības.
Enerģijas ražošanas procesā ūdens taupīšanas prasības kļūst arvien augstākas, un komunālā ūdens izmantošana ir izvirzījusi augstākas prasības neapstrādāta ūdens pirmapstrādei elektrostacijās. Sēnīšu un organisko vielu daudzums ūdenī ir ievērojami palielinājies, un attiecīgi ir palielinājusies dūņu ražošana. Dūņas ir lipīgas, un, kad dūņu atūdeņošanai tiek izmantota plākšņu un rāmja atūdeņošanas iekārta, dūņas darba procesā viegli pielīp pie plākšņu un rāmja atūdeņošanas iekārtas filtra auduma. Bioloģisko dūņu īpatsvars ir relatīvi neliels, kas arī rada grūtības centrbēdzes atūdeņošanas iekārtas atūdeņošanas procesā. Izmantojot skrūvju atūdeņošanas iekārtu, var pielāgot dūņu deflektora klīrensu atbilstoši dūņu veidam un kontrolēt dūņu mitruma saturu, saprātīgi pielāgojot koagulanta devu, lai apmierinātu dažādu dūņu atūdeņošanas veidu vajadzības.
Pielietojot desulfurizācijas notekūdeņu attīrīšanu elektrostacijās, ir jāizvēlas piemērota skrūvveida atūdeņošanas iekārta desulfurizācijas sistēmai ar materiāliem ar augstu sulfātu un augstu hlorīdu jonu saturu, lai izvairītos no parastā nerūsējošā tērauda straujas korozijas un bojājumiem skarbos apstākļos. Desulfurizācijas atkritumu cementa izdedžiem ir relatīvi augsta viskozitāte, un adhēzijas problēmu, kas bieži rodas plākšņu un rāmja tipa atūdeņošanas iekārtas darbībā, var labāk atrisināt, izmantojot skrūvveida atūdeņošanas iekārtu.
Skrūvveida atūdeņošanas iekārtu var plaši izmantot arī daļiņu sijāšanai un savākšanai ūdenī. Piemēram, zilaļģu uzliesmojuma laikā ūdenstilpnē to izmanto zilaļģu savākšanai ūdenī. Jauktais ūdens, kas satur lielu skaitu zilaļģu, tiek nepārtraukti ievadīts skrūvveida atūdeņošanas iekārtā, un dehidrētās zilaļģes tiek nepārtraukti maisītas un savāktas, nodrošinot augstu savākšanas efektivitāti un ērtu darbību.
Citas pielietojuma jomas, piemēram, neapstrādāta ūdens kaļķakmens mīkstināšanas apstrāde, pašvaldības krāna ūdens attīrīšanas iekārtu dubļu dehidratācijas apstrāde, liela daudzuma vircu apstrāde, kas rodas, atdalot daļiņas citās nozarēs utt., ir arī ideāla izvēle sakraušanas skrūvju atūdeņošanas iekārta, kas apvienojumā ar automātiskās vadības sistēmas pielietošanu uzlabo kopējo automātiskās vadības līmeni, ir ļoti noderīga.