SPIS TREŚCI. Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy instalacje AKPiA

Transkrypt

1 SPIS TREŚCI Podstawa opracowania Zakres opracowania Zestawienie urządzeń sterowanych z szafy sterowniczej Opis techniczny Opomiarowanie filtrów w czasie pracy oraz sterowanie filtrów Pomiar ciśnienia wody w układzie filtracji I stopnia... 5 Sterowanie pracą filtrów... 5 Sterowanie poszczególnymi przepustnicami... 6 Płukanie filtrów... 6 Przygotowanie do płukania filtra Filtracja II stopnia Kwalifikacje obsługi Obsługa urządzeń pomiarowo-kontrolnych Konserwacja systemu Sterowanie Wykaz podstawowych materiałów Wykaz rysunków Schematy i rysunki

2 Opis techniczny. Podstawa opracowania. Zlecenie i umowa z inwestorem. Wytyczne technologa prowadzącego. Projekt budowy branży technologicznej na modernizację stacji uzdatniania wody. Zakres opracowania. Niniejsze opracowanie stanowi projekt techniczny AKPiA stacji uzdatniania wody w Łobżenicy. Dla sterowania i sygnalizacji przyjęto sterownik SIMATIC S7 1200, który zainstalowany będzie w zaprojektowanej szafce sterowniczej. Do sterownika podłączony będzie dotykowy panel operatorski KTP 1000 BASIC COLOR, z którego można prowadzić procesy technologiczne oraz odczytywać stany pracy napędów oraz parametry z czujników zainstalowanej aparatury kontrolno-pomiarowej. Zestawienie urządzeń sterowanych z szafy sterowniczej. Lp. Nazwa urządzenia Moc urządzenia [KW] Ilość 1. Pompa głębinowa Pompa płucząca Zestaw pomp II stopnia Dmuchawa Sprężarka 1, Wyspa zaworowa <0, Przepływomierz <0, Przetwornik ciśnienia <0, Pomiar poziomu <0,5 3 2

3 Opis techniczny. Zasilanie podstawowe odbywać się będzie z sieci zakładu energetycznego. W rozdzielnicy głównej RG zamontować wyłącznik główny, który wyposażyć należy w cewkę nadnapięciową sprzężoną z wyłącznikiem przeciwpożarowym zlokalizowanym na zewnętrznej ścianie budynku. Wszystkie kable i przewody należy prowadzić w kanałach kablowych, na drabinkach kablowych i w korytkach. Projektowane trasy sieci i instalacji elektrycznych związane są z prowadzoną modernizacją istniejącej stacji uzdatniania wody. Projekt obejmuje trasy przewodów i kabli zasilających, sterowniczych i pomiarowych do nowo modernizowanych urządzeń. W układ modernizowanej stacji uzdatniania wody wchodzi: sześć filtrów pionowych, aeratory, sprężarki, dmuchawa, zestaw hydroforowy, zestawy dozujące. Rozdzielnice wykonane są jako szafy wolnostojące w wykonaniu metalowym (2szt). We wnętrzu rozdzielnic umieszczono aparaturę zasilającą i sterującą procesem technologicznym stacji uzdatniania wody. Wszystkie urządzenia sterowane i nadzorowane są przez sterownik swobodnie programowalny firmy Simens posiadający na elewacji drzwi szafy sterującej dotykowy panel sterowniczy pozwalający na komunikowanie się pomiędzy użytkownikiem, a sterownikiem. Dla umożliwienia wyłączenia zasilania ze względów pożarowych projektuje się w rozdzielnicy RG rozłącznik typu PSC250/3 wyposażony w wyzwalacz napięciowy typ NZM, na który napięcie podawane jest przez wciśnięcie przycisku, a zamontowanego przy wejściu do stacji. Przycisk ten posiada obudowę koloru czerwonego o stopniu ochrony IP55 zamykaną na kluczyk producent S.I. Spamel. Jako ochronę przepięciową zastosowano dwustopniowy ogranicznik przepięć klasy B+C. Nad prawidłową pracą stacji czuwa sterownik swobodnie programowalny. Zaprojektowany system pozwala na sterowanie bezpośrednie z elewacji szafy lub poprzez panel operatorski. Oprogramowanie sterowników decyduje o funkcjach realizowanych przez układ. Program zapisany w sterowniku realizuje funkcję zdalnego sterowania oraz algorytmy pracy automatycznej i regulacji zgodnie z wymaganiami technologii. Program sterownika realizuje również funkcje kontrolne np. takie jak zliczanie godzin pracy urządzeń. Program sterownika jest tak sparametryzowany, aby była możliwość szybkiej zmiany jego działania bez potrzeby ponownego programowania. Program sterownika oraz oprogramowanie panelu operatorskiego nie są zawarte w niniejszym opracowaniu. Wybór rodzaju sterowania dokonuje się za pomocą przełącznika AUTO LOKAL, który znajduje się na elewacji szafy sterowniczej. Sygnalizacja stanów pracy oraz awarii urządzeń 3

4 przekazywana jest za pomocą lampek sygnalizacyjnych usytuowanych na elewacji szafy sterowniczej oraz poprzez komunikaty pojawiające się na panelu operatorskim. Każdy obwód zasilający urządzenie zabezpieczony jest wyłącznikiem nadprądowym. Pompy głębinowe znajdujące się w ujęciu wody zabezpieczone i zasilane będą z szafy RG. W każdej studni głębinowej zamontowano czujnik CLUWO, który zabezpiecza pompę przed sucho biegiem. Woda surowa jest napowietrzana w aeratorach przyfiltrowych ciśnieniowych. Z uwagi na duże znaczenie tego elementu technologicznego dobrano 2 sprężarki pracujące dla wspólnej instalacji powietrznej. Sprężarka będzie wykorzystywana również do zasilania napędów pneumatycznych sterujących pracą filtrów. Sterowanie pracą sprężarek odbywa się w sposób automatyczny na podstawie utrzymywania zadanego, stałego parametru ciśnienia. Zabezpieczenie urządzenia oraz przewodu zasilającego usytuowane jest w RG. Filtry płukane są powietrzem oraz wodą. Do płukania wodą wykorzystywana jest woda uzdatniona ze zbiorników retencyjnych, natomiast do płukania powietrzem służy dmuchawa. Na rurociągu doprowadzającym powietrze do aeratorów zostanie zamontowany elektrozawór zasilany prądem 24V DC otwierający się podczas pracy pomp głębinowych. Woda surowa ze studni głębinowych po napowietrzeniu tłoczona jest przez filtry odmanganiania i odżelaziania do zbiorników retencyjnych. Po przejściu tego procesu technologicznego woda już uzdatniona przez zestaw trzech pomp regulowanych przemiennikiem częstotliwości trafia do odbiorców. Pompy chronione są przed sucho biegiem poprzez zaprogramowany pomiar poziomu odczytywany przez hydrostatyczną sondę pomiaru lustra cieczy typu SG-25 i dalej przez sterownik. Zbiorniki retencyjne chronione są także przed przelaniem (poziom max) za pomocą pływakowych sygnalizatorów poziomu typu ERH oraz zadany program sterownika. Opomiarowanie filtrów w czasie pracy oraz sterowanie filtrów. Filtry będą opomiarowane w zakresie: przepływu wody uzdatnionej, ciśnienia na wodzie surowej i uzdatnionej (wspólny pomiar przed wszystkimi filtrami i po wszystkich filtrach). Dodatkowe parametry mierzone w trakcie pracy filtrów: czas pracy od ostatniego płukania, 4

5 objętość przefiltrowanej wody przez złoże filtracyjne. Przepływ wody uzdatnionej mierzony będzie za pomocą przepływomierza firmy ENKO typu MPP. Pomiar ciśnienia wody w układzie filtracji I stopnia Ze względu na fakt, że projektowany układ filtrów stanowi zestaw pracujący równolegle, pomiar ciśnienia ograniczony zostanie do punktu przed i po filtracji. Do pomiaru ciśnienia wykorzystane zostaną czujniki firmy APLISENS typu PC-28 o parametrach technicznych: zakres pomiarowy: 0 4 Atm, wyjście prądowe: 4 20 ma, Sterowanie pracą filtrów Odczyt przepływu wody przez poszczególne filtry będzie podstawą wyrównywania rozdziału wody pomiędzy pozostałymi filtrami. Różnice przepływu będą wyrównywane ręcznie przez operatora Stacji Uzdatniania Wody, który będzie otwierał bądź przymykał przepustnice sterowaną ręcznie, zamontowaną na rurociągu wody uzdatnionej. Ręcznie sterowanie ma na celu przede wszystkim wyrównanie skrajnych obciążeń filtrów wynikających z uwarunkowań konstrukcyjnych, hydraulicznych i czysto technologicznych. Ręczne sterowanie tego procesu pozwala również obserwować zmiany, wyciągać wnioski oraz reagować w ramach zasad technologicznych sterowania pracą filtrów określonych na etapie rozruchu. Generalnie przy prawidłowo zaprojektowanej technologii uzdatniania wody, zwłaszcza w odniesieniu do orurowania oraz wypełnienia filtrów, nie należy się spodziewać problemów z rozkładem wody na poszczególne filtry. Delikatne różnice będą właśnie korygowane opisanym systemem. W sterowaniu tym procesem zgodnie z doświadczeniami praktycznymi z innych wodociągów nie zaleca się pełnej automatyzacji z uwagi na znaczne, postępujące w trakcie cyklu dławienie układu filtracji. 5

6 Sterowanie poszczególnymi przepustnicami Sterowanie przepustnicami z napędem pneumatycznym (normalnie zamkniętymi) odbywać się będzie w dwojaki sposób: automatycznie: zgodnie z programem sterowania pracą filtrów i ich płukaniem, ręcznie: z wysp zaworowych/skrzynek sterowniczych, w sytuacji awaryjnej, związanej z indywidualną pracą każdego z filtrów ciśnieniowych, zlokalizowanych tuż przy każdym filtrze ciśnieniowym. Przejście na płukanie ręczne odbywać się będzie tylko na SUW. Każda z przepustnic musi mieć możliwość sterowania ręcznego i automatycznego. Nastawa sposobu pracy przepustnicy na wyspach zaworowych/skrzynkach sterujących, zlokalizowanych bezpośrednio przy każdym z filtrów ciśnieniowych. Na skrzynkach znajdzie się również odczyt przepływomierza, umożliwiający bezpośrednią nastawę filtrów (zgodnie z przedstawionymi wcześniej informacjami). Płukanie filtrów Płukanie filtrów będzie inicjowane ręcznie. Dopuszcza się wariantowo wprowadzenie do programu sterującego możliwości ustawienia automatycznego płukania filtrów (ale tylko i wyłącznie względem czasu pracy). Decyzja o płukaniu filtra będzie podejmowana przez operatora na podstawie danych technologicznych opracowanych na etapie rozruchu SUW. Wspomagające odczyty pozwalające podjąć decyzję o płukaniu filtra: czas pracy od ostatniego płukania (wizualizowany w centralnej sterowni): wstępnie przyjęto maksymalny czas pomiędzy płukankami, ilość m 3 wody przefiltrowanej przez poszczególne filtry: zgodnie z odczytem na podstawie zamontowanych przepływomierzy po poszczególnych filtrach, ustalony szczegółowo na etapie rozruchu technologicznego Stacji Uzdatniania Wody, strata ciśnienia liczona, jako różnica pomiędzy odczytem ciśnienia na rurociągu wody uzdatnionej oraz rurociągu wody surowej. Po analizie wszystkich wymienionych wyżej parametrów procesowych zostanie podjęta decyzja o wypłukaniu filtrów. Parametry decydujące zostaną dokładnie określone na rozruchu Stacji 6

7 Uzdatniania Wody oraz w czasie trwania wstępnej eksploatacji. Filtry będą płukane kolejno na podstawie opracowanego harmonogramu. Zgodnie z wstępnym programem sterującym inicjacja procesu płukania odbywać się będzie ręcznie, ale samo płukanie już w trybie kaskadowym. Jeśli płukanie odbywać się będzie w automacie, wówczas inicjacja procesu płukania będzie się równała z płukaniem wszystkich filtrów w określonej kolejności, zależnej od ustalonego programu sterującego całym procesem. W przypadku przejścia na ręczny proces płukania możliwe będzie tylko i wyłącznie ręczne płukanie filtrów w dowolnej kolejności, co nie będzie wpływać na skasowanie licznika objętości wody bądź czasu pomiędzy płukaniami (czas ten będzie dalej liczony, co spowoduje płukanie filtra wcześniej wypłukanego ręcznie, nawet, jeśli czas ten będzie się różnił nieznacznie). Do płukania dobrano dmuchawę firmy BECKER typu KDT Dla łagodnego rozruchu dmuchawy zamontowano sofy-start VLT MCD System sterowania pracy dmuchawy obejmować będzie następujące elementy: pracę dmuchawy w następujących stanach: postój, praca wymuszona przy sterowaniu lokalnym, praca w automacie, rozruch za pomocą softstartu, pomiar stanu pracy dmuchawy, czasu pracy (licznik godzin pracy firmy SIMEX typ HK 30) oraz pobieranego prądu podczas pracy, wszystkie wymienione parametry wizualizowane w sterowni. Do płukania wodą dobrano pompę firmy GRUNDFOS typu NB /214. Ze względu na duże znaczenie procesu płukania wodą filtrów dobrano dwie pompy płuczące. Na rurociągu ssawnym przepustnica odcinająca, na tłocznym przepustnica, redukcja i klapa zwrotna, zgodnie z rysunkami technologicznymi. Pompa będzie uruchamiana z zastosowaniem soft startu firmy DANFOSS typu VLT MCD-3000 celem maksymalnego ograniczenia do minimum uderzenia hydraulicznego wody w trakcie wstępnej fazy płukania filtra. Dodatkowa armatura pompy płuczącej: na rurociągu ssawnym: przepustnica odcinająca JAFAR o średnicy DN 100, na rurociągu tłocznym: przepustnica odcinająca JAFAR o średnicy DN 80, zawór zwrotny JAFAR montowany międzykołnierzowo o średnicy DN 80 (optymalnie klapa zwrotna płaska) montowane w kolejności od pompy: klapa, przepustnica. Dodatkowy osprzęt pompy płuczącej: 7

8 czujnik ciśnienia firmy zamontowany na jednym króćcu wraz manometrem, przepływomierz na rurociągu wody do płukania o średnicy DN 125. Dane techniczne zastosowanych urządzeń pomiarowych. Ciśnieniomierz: producent: APLISENS, zakres pomiarowy: 0,0 6,0 bar, wyjście prądowe: 4,0 20,0 ma, Przepływomierz: producent: ENKO, typ MPP, Parametry mierzone oraz wizualizowane w sterowni w odniesieniu do pompy płuczącej: stan pracy pompy: postój, praca na sztywno, praca w automacie, czas pracy pompy (licznik motogodzin) oraz pobierany prąd podczas pracy pompy, przepływ wody: wizualizowany w sterowni, pompa płucząca będzie pracowała z miękkim rozruchem. 8

9 Przygotowanie do płukania filtra. 1. Sprawdzenie poziomu wody w zbiorniku retencyjnym: poziom wody w zbiorniku wody uzdatnionej musi być wyższy niż ½ całkowitej wysokości. Jeśli nie będzie wyższy, wówczas trafi informacja do dyspozytorni, że płukanie nie jest możliwe ze względu na zbyt niski poziom wody w zbiorniku retencyjnym. Wówczas, jeśli będzie to płukanie pierwszego filtra, wyłączenie procedury płukania i konieczność ponownej inicjacji. Natomiast, jeżeli warunek ten nie zostanie spełniony przy płukaniu innego niż pierwszy filtra, wówczas ponowne automatyczne sprawdzenie tego warunku co godzinę, aż do spełnienia. Za każdym razem informacja w dyspozytorni o zainicjowaniu płukania lub jego odłożeniu. 2. Sprawdzenie poziomu wody w odstojniku. Jeśli poziom wody będzie równy wartości minimalnej, umożliwienie płukania filtrów. Jeśli poziom minimalny nie będzie osiągnięty, uniemożliwienie procedury płukania. Nieosiągnięcie minimalnego poziomu będzie wymagało sprawdzenia układu odprowadzenia popłuczyn bezpośrednio na obiekcie. 3. W sytuacji, gdy warunki nie będą spełnione, sterownik powinien kontrolować parametry co ok. 15 min. aż do ich spełnienia i umożliwienia przebiegu procesu płukania. 4. Po spełnieniu obu warunków umożliwienie płukania filtrów. 5. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody uzdatnionej filtra nr Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody surowej filtra nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu wód popłucznych filtra nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr 1 (przepustnica równa przepustnicy spustu I filtratu). 9. Spust wody znad złoża filtracyjnego w czasie dobranym na rozruchu (program musi mieć możliwość regulacji czasu spustu wody z filtra). 10. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtra nr 1 powietrzem. 12. Załączenie dmuchawy do płukania filtrów. 13. Płukanie filtra nr 1 powietrzem (przez czas ustalony na rozruchu, zmieniany w trakcie eksploatacji w zależności od potrzeb) wstępnie przyjęto 2 min. 14. Wyłączenie dmuchawy do płukania filtrów powietrzem. 15. Zamknięcie przepustnicy do płukania powietrzem. 16. Stabilizacja złoża (postój filtra, bez płukania) przez czas ok. 5 min., w trakcie którego 9

10 zachodzi odgazowanie złoża, przed płukaniem wodą. 17. Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtrów wodą. 18. Załączenie pompy płuczącej. 19. Płukanie filtra wodą przez czas ustalony na rozruchu, korygowany w trakcie eksploatacji SUW (wstępnie przyjęto czas ok. 10 min.). 20. Wyłączenie pompy płuczącej po upływie czasu płukania, względnie po osiągnięciu poziomu maksymalnego w zbiorniku wód popłucznych jako warunku bezwzględnego. 21. Zamknięcie przepustnicy sterowanej automatycznie na rurociągu wody do płukania filtra nr Zamknięcie przepustnicy odprowadzenia popłuczyn. 23. Otwarcie przepustnicy doprowadzenia wody surowej na filtr nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu odprowadzenia I filtratu (rurociągu spustu pierwszego filtratu) do odstojnika. 25. Spust pierwszego filtratu do odstojnika przez czas określony na rozruchu z wydajnością dosterowaną przepustnicą ręczną. 26. Zamknięcie przepustnicy odprowadzającej pierwszy filtrat do odbiornika. 28. Otwarcie przepustnicy wody uzdatnionej. 29. Tryb filtracji. 30. Od momentu zakończenia płukania filtra (względnie grupy filtrów) wodą (wyłączenia pompy płuczącej) względnie załączenia pompy płuczącej będzie liczony czas sedymentacji popłuczyn w odstojniku. 31. Przejście do płukania kolejnego filtra. 32. Algorytm od punktu nr Po zakończeniu płukania ostatniego filtra sygnał o wypłukaniu wszystkich filtrów pierwszego stopnia. 34. Po wypłukaniu każdego filtra zerowanie zegara czasu pracy od ostatniego płukania oraz zegara objętości wody przefiltrowanej od ostatniego płukania. 35. Czas sedymentacji czyli czas, w którym wody popłuczne będą przebywały w odstojniku,n Po czasie sedymentacji otwarcie przepustnicy spustowej wody nadosadowej z odstojnika lub uruchomienie pompy zatapialnej odprowadzającej popłuczyny z odstojnika (wariantowo, zgodnie z dalszym opisem technicznym). 36. Spust osadu do momentu osiągnięcia poziomu minimum. 37. Po osiągnięciu poziomu minimum wody nadosadowej zamkniecie przepustnicy spustowej 10

11 wód nadosadowych, względnie wyłączenie pompy płuczącej oraz sygnał do sterownika o opróżnieniu odstojnika oraz spełnieniu warunku płukania kolejnego filtra. Zmiana poszczególnych nastaw procesu automatycznego płukania filtrów możliwa tylko z panela operatorskiego zlokalizowanej na elewacji RG SUW. Filtracja II stopnia. Opomiarowanie filtrów w trakcie pracy oraz sterowanie filtrów Filtry będą opomiarowane w zakresie: przepływu wody uzdatnionej, ciśnienia na wodzie surowej i uzdatnionej (wspólny pomiar przed wszystkimi filtrami i po wszystkich filtrach). Dodatkowe parametry mierzone w trakcie pracy filtrów: czas pracy od ostatniego płukania, objętość przefiltrowanej wody przez złoże filtracyjne. Przepływ wody uzdatnionej mierzony będzie za pomocą przepływomierza o następujących parametrach technicznych: producent: ENKO, średnica: DN 50, przepływ minimalny: 0,6 m 3 /h, przepływ maksymalny: 60,0 m 3 /h, zasilanie: 230 VAC, 50 Hz, poziom ochrony przed porażeniem: ABS kl. II, AK11 kl. I, zliczanie objętości: 9 cyfr, 3 liczniki dublowane (główne i bieżące) dla pomiaru w przód, w tył i różnicy, funkcje wyjść OUT1, OUT2: alarm min./max., kierunek przepływu F/R, dozowanie porcji, wyjście impulsowe, funkcje wejścia PIN: sterowanie procesem dozowania porcji, zdalne kasowanie licznika objętości VF, sygnalizacja braku medium w instalacji, 11

12 dokładność pomiaru: 0,5 %, zakres pomiarowy: 0,1 10,0 m/s, pobór mocy: < 19 W, wykonanie: materiały posiadające atesty PZH. Odczyt przepływu będzie widniał na tablicy skrzynki sterującej przepustnicami montowanej tuż przy filtrach. Pomiar ciśnienia wody w układzie filtracji II stopnia. Ze względu na fakt, że projektowany układ filtrów stanowi zestaw pracujący równolegle, pomiar ciśnienia ograniczony zostanie do punktu przed i po filtracji. Do pomiaru ciśnienia wykorzystane zostaną czujniki firmy APLISENS typu PC-28: zakres pomiarowy: 0 4 Atm, wyjście prądowe: 4 20 ma, przyłącze technologiczne: 1/2. Pomiar ciśnienia przed i po filtracji będzie podstawą do określenia całkowitych strat ciśnienia w układzie filtracji i na tej podstawie do oceny długości cyklu filtracyjnego i inicjacji procesu płukania filtrów ciśnieniowych. Ciśnienie przetworzone na impuls prądowy będzie podawane do układu kontrolno sterującego, przetwarzane na wartość ciśnienia podawanego w m H 2 O i przeliczane na różnicę ciśnień (stratę ciśnienia) wyświetlaną w sterowni oraz bezpośrednio na obiekcie. Sterowanie pracą filtrów Odczyt przepływu wody przez poszczególne filtry będzie podstawą wyrównywania rozdziału wody pomiędzy pozostałymi filtrami. Różnice przepływu będą wyrównywane ręcznie przez operatora Stacji Uzdatniania Wody, który będzie otwierał bądź przymykał przepustnice sterowaną ręcznie, zamontowaną na rurociągu wody uzdatnionej. Ręcznie sterowanie ma na celu przede wszystkim wyrównanie skrajnych obciążeń filtrów wynikających z uwarunkowań konstrukcyjnych, hydraulicznych i czysto technologicznych. Ręczne sterowanie tego procesu pozwala również obserwować zmiany, wyciągać wnioski oraz reagować w ramach zasad technologicznych sterowania pracą filtrów określonych na etapie rozruchu. Generalnie przy prawidłowo zaprojektowanej technologii uzdatniania wody, zwłaszcza w 12

13 odniesieniu do orurowania oraz wypełnienia filtrów, nie należy się spodziewać problemów z rozkładem wody na poszczególne filtry. Delikatne różnice będą właśnie korygowane opisanym systemem. W sterowaniu tym procesem zgodnie z doświadczeniami praktycznymi z innych wodociągów nie zaleca się pełnej automatyzacji z uwagi na znaczne, postępujące w trakcie cyklu dławienie układu filtracji. Sterowanie poszczególnymi przepustnicami Sterowanie przepustnicami z napędem pneumatycznym (normalnie zamkniętymi) odbywać się będzie w dwojaki sposób: automatycznie: zgodnie z programem sterowania pracą filtrów i ich płukaniem, ręcznie: z wysp zaworowych/skrzynek sterowniczych, w sytuacji awaryjnej, związanej z indywidualną pracą każdego z filtrów ciśnieniowych, zlokalizowanych tuż przy każdym filtrze ciśnieniowym. Przejście na płukanie ręczne odbywać się będzie tylko na SUW. Każda z przepustnic musi mieć możliwość sterowania ręcznego i automatycznego. Nastawa sposobu pracy przepustnicy na wyspach zaworowych/skrzynkach sterujących, zlokalizowanych bezpośrednio przy każdym z filtrów ciśnieniowych. Na skrzynkach znajdzie się również odczyt przepływomierza, umożliwiający bezpośrednią nastawę filtrów (zgodnie z przedstawionymi wcześniej informacjami). Płukanie filtrów Płukanie filtrów będzie inicjowane ręcznie. Dopuszcza się wariantowo wprowadzenie do programu sterującego możliwości ustawienia automatycznego płukania filtrów, (ale tylko i wyłącznie względem czasu pracy). Decyzja o płukaniu filtrów II stopnia będzie podejmowana przez operatora na podstawie danych technologicznych opracowanych na etapie rozruchu SUW. Wspomagające odczyty pozwalające podjąć decyzję o płukaniu filtra II stopnia to przede wszystkim czas pracy od ostatniego płukania (wizualizowany w centralnej sterowni): wstępnie przyjęto maksymalny czas pomiędzy płukaniami 7 dób (minimalny na podstawie oceny technologicznej pozostałych wskaźników). Odczyty drugorzędne w przypadku drugiego stopnia filtracji to: 13

14 ilość m 3 wody przefiltrowanej przez poszczególne filtry: zgodnie z odczytem na podstawie zamontowanych przepływomierzy po poszczególnych filtrach, ustalony szczegółowo na etapie rozruchu technologicznego Stacji Uzdatniania Wody, strata ciśnienia liczona jako różnica pomiędzy odczytem ciśnienia na rurociągu wody przefiltrowanej po pierwszym stopniu filtracji oraz po drugim stopniu. Filtry będą płukane kolejno na podstawie opracowanego harmonogramu. Zgodnie z wstępnym programem sterującym inicjacja procesu płukania odbywać się będzie ręcznie, ale samo płukanie już w trybie kaskadowym. Jeśli płukanie odbywać się będzie w automacie, wówczas inicjacja procesu płukania będzie się równała z płukaniem wszystkich filtrów w określonej kolejności, zależnej od ustalonego programu sterującego całym procesem. W przypadku przejścia na ręczny proces płukania możliwe będzie tylko i wyłącznie ręczne płukanie filtrów w dowolnej kolejności, co nie będzie wpływać na skasowanie licznika objętości wody bądź czasu pomiędzy płukaniami (czas ten będzie dalej liczony, co spowoduje płukanie filtra wcześniej wypłukanego ręcznie nawet, jeśli czas ten będzie się różnił nieznacznie). Przygotowanie do płukania filtra. 1. Sprawdzenie poziomu wody w zbiorniku retencyjnym: poziom wody w zbiorniku wody uzdatnionej musi być wyższy niż ½ całkowitej wysokości. Jeśli nie będzie wyższy, wówczas informacja do dyspozytorni, że płukanie nie jest możliwe ze względu na zbyt niski poziom wody w zbiorniku retencyjnym. Wówczas, jeśli będzie to płukanie pierwszego filtra, wyłączenie procedury płukania i konieczność ponownej inicjacji. Natomiast jeśli warunek ten nie zostanie spełniony przy płukaniu innego niż pierwszy filtra, wówczas ponowne automatyczne sprawdzenie tego warunku co godzinę aż do spełnienia. Za każdym razem informacja w dyspozytorni o zainicjowaniu płukania lub jego odłożeniu. 2. Sprawdzenie poziomu wody w odstojniku. Jeśli poziom wody będzie równy wartości minimalnej, umożliwienie płukania filtrów. Jeśli poziom minimalny nie będzie osiągnięty, uniemożliwienie procedury płukania. Nieosiągnięcie minimalnego poziomu będzie wymagało sprawdzenia układu odprowadzenia popłuczyn bezpośrednio na obiekcie. 3. W sytuacji, gdy warunki nie będą spełnione, sterownik powinien kontrolować parametry co ok. 15 min. aż do ich spełnienia i umożliwienia przebiegu procesu płukania. 14

15 4. Po spełnieniu obu warunków umożliwienie płukania filtrów. 5. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody uzdatnionej filtra nr Zamknięcie przepustnicy na rurociągu wody surowej filtra nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu wód popłucznych filtra nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr 1 (przepustnica równa przepustnicy spustu I filtratu). 9. Spust wody znad złoża filtracyjnego w czasie dobranym na rozruchu (program musi mieć możliwość regulacji czasu spustu wody z filtra). 10. Zamknięcie przepustnicy na rurociągu spustu wody z filtra nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtra nr 1 powietrzem. 12. Otwarcie przepustnicy na rurociągu zbiorczym płukania filtrów powietrzem. 13. Załączenie dmuchawy do płukania filtrów. 14. Płukanie filtra nr 1 powietrzem (przez czas ustalony na rozruchu, zmieniany w trakcie eksploatacji w zależności od potrzeb) wstępnie przyjęto 2 min. 15. Wyłączenie dmuchawy do płukania filtrów powietrzem. 16. Zamknięcie przepustnicy do płukania powietrzem. 17. Stabilizacja złoża (postój filtra, bez płukania) przez czas ok. 5 min., w trakcie którego zachodzi odgazowanie złoża, przed płukaniem wodą. 18. Otwarcie przepustnicy na rurociągu płukania filtrów wodą. 19. Załączenie pompy płuczącej. 20. Płukanie filtra wodą przez czas ustalony na rozruchu, korygowany w trakcie eksploatacji SUW (wstępnie przyjęto czas ok. 10 min.). 21. Wyłączenie pompy płuczącej po upływie czasu płukania, względnie po osiągnięciu poziomu maksymalnego w zbiorniku wód popłucznych jako warunku bezwzględnego. 22. Zamknięcie przepustnicy sterowanej automatycznie na rurociągu wody do płukania filtra nr Zamknięcie przepustnicy odprowadzenia popłuczyn. 24. Otwarcie przepustnicy doprowadzenia wody surowej na filtr nr Otwarcie przepustnicy na rurociągu odprowadzenia I filtratu (rurociągu spustu pierwszego filtratu) do odstojnika. 26. Spust pierwszego filtratu do odstojnika przez czas określony na rozruchu z wydajnością dosterowaną przepustnicą ręczną. 27. Zamknięcie przepustnicy odprowadzającej pierwszy filtrat do odbiornika. 15

16 29. Otwarcie przepustnicy wody uzdatnionej. 30. Tryb filtracji. 31. Od momentu zakończenia płukania filtra (względnie grupy filtrów) wodą (wyłączenia pompy płuczącej) względnie załączenia pompy płuczącej będzie liczony czas sedymentacji popłuczyn w odstojniku. 32. Czas sedymentacji czyli czas, w którym wody popłuczne będą przebywały w odstojniku, zgodnie z pozwoleniem wodno prawnym wynosi 24 godziny zostanie to omówione w dalszej części opracowania. 33. Przejście do płukania kolejnego filtra po ustalonym czasie (2 doby). 34. Algorytm od punktu nr Po zakończeniu płukania ostatniego filtra sygnał o wypłukaniu wszystkich filtrów drugiego stopnia. 36. Po wypłukaniu każdego filtra zerowanie zegara czasu pracy od ostatniego płukania oraz zegara objętości wody przefiltrowanej od ostatniego płukania. Zmiana poszczególnych nastaw procesu automatycznego płukania filtrów możliwa tylko z panelu operatorskiego usytuowanego na elewacji szafki sterowniczej. Odstojnik, gospodarka popłuczynami Na SUW Dźwierszno Wielkie znajduje się czterokomorowy odstojnik wód popłucznych. W samej studzience należy zamontować przepustnicę międzykołnierzową o średnicy DN 100. Przepustnica ta będzie służyła do automatycznego spustu wód nadosadowych z odstojników zgodnie z algorytmem płukania przedstawionym we wcześniejszej części opracowania. Popłuczyny z odstojnika będą odprowadzane istniejącym rurociągiem. Do napędu pneumatycznego z rozdzielnicy powietrza do napędów zostanie doprowadzony przewód pod ciśnieniem. Przewód należy przeprowadzić pod ziemią, poniżej granicy przemarzania w odpowiedniej osłonie, uniemożliwiającej jego uszkodzenie (proponuje się umieścić przewód w rurociągu PVC odpowiedniej średnicy) oznaczonym na żółto. Właz dodatkowo należy zabezpieczyć izolacją termiczną styropian lub wełna mineralna, ograniczającą możliwość zamarzania wody w rurociągu spustowym oraz wody w wężyku doprowadzającym powietrze napędu pneumatycznego. 16

17 Dodatkowe elementy wyposażenia odstojnika: przelew wód popłucznych i osadowych, sygnalizator poziomu, sygnalizator osiągnięcia poziomu minimalnego wody w odstojniku (oznaczający spust wód nadosadowych z odstojnika), cluwo. Kwalifikacje obsługi. Znajomość przeznaczania poszczególnych układów automatyki, Znajomość lokalnej obsługi urządzeń pomiarowo-kontrolnych, Znajomość sposobów postępowania w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych, Znajomość obsługi panelu operatorskiego. Obsługa urządzeń pomiarowo-kontrolnych. Szczegółowe opisy czynności obsługowych w DTR tych urządzeń. Sondy hydrostatyczne. Ze względu na pracę w cieczy zaleca się okresowe kontrole. W razie potrzeby przeczyścić membranę. Wizualna kontrola stanu urządzeń. Codziennym obowiązkiem obsługi jest obejście wszystkich urządzeń pomiarowo-kontrolnych celem ich wizualnej kontroli. Nie jest konieczne otwieranie szafki sterowniczej czy obudów, lecz ich zewnętrzna kontrola. Wszystkie zauważone usterki powinny być natychmiast zgłoszone służbom zajmującym się konserwacją urządzeń. Konserwacja systemu. 17

18 Aby system automatyki mógł pracować bezawaryjnie należy regularnie przeprowadzać określone prace konserwacyjne. 1. Kwalifikacje personelu: - znajomość przeznaczenia poszczególnych układów automatyki, - znajomość obsługi stanowiska operatorskiego, - znajomość lokalnej obsługi urządzeń pomiarowo-kontrolnej, - znajomość dokumentacji systemu automatyki, - znajomość sposobów postępowania w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych, - uprawnienia w dziedzinie eksploatacji i konserwacji urządzeń elektrycznych do 1kV. 2. Czynności konserwacyjne: Czasy podane poniżej są tylko orientacyjne. W zależności od warunków wykonanie określonych prac może być niezbędne wcześniej. Uwaga! Czynności konserwacyjne przyrządów kontrolno-pomiarowych wykonać według instrukcji obsługi dostarczonych przez producenta. Codzienna: - wizualna kontrola stanu urządzeń, - sprawdzenie poprawności działania lampek na drzwiach szafki sterowniczej. Raz na miesiąc: - wizualna kontrola stanu urządzeń, wnętrza szafy, - sprawdzenie układu przeciwprzepięciowego. Raz na rok: - czyszczenie wnętrza szafki, - sprawdzenie szczelności szafki i puszek łączeniowych, - dokręcenie śrub, listew łączeniowych, śrub i nakrętek zacisków, - sprawdzenie stanu napisów i oznaczeń, - sprawdzenie wprowadzonych nastawów w przyrządach kontrolno-pomiarowych, - sprawdzenie poprawności działania oprogramowania. 18

19 Prace konserwacyjne lub remontowe przy urządzeniach i instalacjach elektrycznych wykonać zgodnie z aktualnymi Przepisami Eksploatacji Urządzeń Elektroenergetycznych oraz instrukcji współpracy Zakładowej Służby Energetycznej z jednostką Energetyki Zawodowej. Prace konserwacyjne i naprawy aparatury kontrolno-pomiarowej i sterowniczej można wykonywać po odłączeniu napięcia elektrycznego. Szafę sterowniczą oraz zamontowane urządzenia utrzymywać w czystości. Sterowanie. Wydanie polecenia sterowania przez operatora (w pracy automatycznej sterowanie jest wykonywane samoczynnie) powoduje podanie napięcia 24VDC na odpowiednie wyjście sterownika (zapala się dioda w sterowniku). Element, np. cewka przekaźnika, podłączony do tego wyjścia zostaje wysterowany, tym samym zostaje załączone urządzenie. W przypadku, gdy urządzenie jest w stanie awarii, sterowanie jest niemożliwe. W przypadku kłopotów ze sterownikiem należy sprawdzić: - zasilanie 24VDC, - czy wydanie polecenia sterowania powoduje zapalenie się odpowiedniej diody na sterowniku lub zadziałanie przekaźnika, - w przypadku, gdy dioda na sterowniku zapala się, sprawdzić połączenia i elementy wykonawcze. Wykaz podstawowych materiałów. NAZWA RODZAJ TYP SYMBOL ILOŚĆ Wyłącznik instalacyjny nadprądowy S191 F 6A 10A 16A 20A 25A 32A 40A B C 2 4 B C Styk 17 pomocniczy Przekaźnik T

20 termiczny Sycznik Modernizacja stacji uzdatniania wody w Łobżenicy instalacje AKPiA Moeller 230VAC DIL K WPR WPR Wyłącznik różnicowoprądowy Transformator 400/230VAC 230/24VAC TRS TrB 1 1 Zasilacz 230/24VDC5A G 1 Softstart Danfoss FN 2 Podstawa przekaźnika Finder P 60 Przekaźnik Finder 230V P 7 Przekaźnik Finder 24VDC P 53 Wyspa WMF Y 5 zaworowa Wyspa zaworowa WMF Y 1 Przepływomierz Enko MPP-04 E 7 Programowalny Aplisens PMS- W 6 miernik 920 CLUWO V 2 Przetwornik Aplisens PC-28 C 6 ciśnienia Sonda Aplisens SG-25 C 25 Wyłącznik gł. 150A WG 1 Ogranicznik DEHN guard 275 R 4 przepięć Termostat ogrz. SB 1 Rozdzielnicy Termostat SB 1 wentylatora Grzałka GR 1 Wentylator MW 1 Przekaźnik Moeller EMR4- CKF 1 kontroli faz F500 Sygnał S 1 akustyczny Przełącznik wyboru rodzaju pracy A-O-R Moeller S 43 Przycisk S 3 Lampka kontrolna Czerwona Zielona 24VDC 24VDC H H 6 5 Dioda sygnalizacyjna 24VDC 24VDC H H Woltomierz Tablicowy z przełącznikiem 400V

21 Amperomierz Tablicowy 25A 40A Korytka PVC Perforowane 4x4 2x4 8x6 Rozdzielnica Metal XVTL 600x18 00 Rozdzielnica Metal 400x40 0 Zaciski szynowe fazowe Zaciski szynowe niebieskie Zaciski szynowe czerwone Zaciski szynowe PE żółto-zielon. Sterownik Simatic 1200 CPU12 14C DC/DC/ DC Moduł Wej/wyj SM122 rozszerzeń cyfrowe 3 Moduł rozszerzeń Wej/wyj analogowe SM123 4 A A X 2 2 6mb 5mb 10mb m m 4mm 10m m Sto pka X X 12 PE PLC25A 1 +PLC27A 10 +PLC28A 10 +PLC29A 10 +PLC33A 10 +PLC34A 10 +PLC35A 10 Panel dotykowy 10,4cala KTP Baterie BK-95 50/2,5 BK 1 kondensatorów Przekaźnik pływakowy Aplisens ERH SP

22 Wykaz rysunków. Rys.3 Plan elewacji rozdzielnic. Rys.4 Plan wyglądu wewnętrznego rozdzielnic. Rys.5 Schemat połączeń zasilania rozdzielnicy głównej RG. Rys.6 Schemat połączeń napięcia sterowania. Rys.7 Schemat połączeń obwodów siłowych. Rys.8 Schemat połączeń odbiorów trójfazowych i jednofazowych. Rys.9 Schemat połączeń obwodów ogrzewania elektrycznego. Rys.10 Schemat połączeń obwodów gniazd wtykowych jednofazowych i trójfazowych. Rys.11 Schemat połączeń obwodów oświetlenia elektrycznego oraz napięcia bezpiecznego. Rys.12 Schemat połączeń obwodów sterowania. Rys.13 Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.1. Rys.14 Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.1. Rys.15 Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.2. Rys.16 Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.2. Rys.17 Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.3. Rys.18 Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.3. Rys.19 Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.4. Rys.20 Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.4. Rys.21 Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.5. Rys.22 Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.. Rys.23 Schemat sterowania wyspą zaworową dla przepustnic pneumatycznych przy filtrze nr.6. Rys.24 - Schemat połączeń szafki sterowniczej przy filtrze nr.6. Rys.25 Rezerwa. Rys.26 Schemat blokowy układu i połączeń urządzeń sterujących. Rys Schemat połączeń wyjść cyfrowych dla poszczególnych odbiorów. Rys.34,35 Schemat połączeń urządzeń pomiarowych. Wejścia, wyjścia analogowe. Rys.36,37 Schemat połączeń przepływomierzy. Rys.38 Schemat połączeń przetworników CLUWO. Rys.39,40 Plan elewacji szafek sterowniczych wysp zaworowych przy poszczególnych filtrach. 22

23 Schematy i rysunki 23