Короткий опис об’єкта керування

Об’єктом автоматизації в даній дипломній роботі виступає технологічний процес фільтрації осаду за допомогою камерного автоматичного фільтр-пресу ФПАК. До складу установки входить таке основне технологічне обладнання:

- ущільнювач початкового осаду 1;

- шнековий насос-дозатор 2;

- приймальний резервуар осаду 3;

- фільтр 4;

- силосна башта 5;

- вібратор 6;

- шнековий транспортер 7;

- витратний бак-змішувач 8;

- шнековий насос-дозатор 9;

- насос швидкого заповнення 10;

- насос високого тиску 11;

- камерний фільтр-прес 12;

- резервуар води для промивки фільтр-пресу 13;

- насос на промивку 14;

- бак приготовлення розчину флокулянту 15;

- витратний бак флокулянту 16.

В ущільнювач початкового осаду 1 надходить осад, а також розчин флокулянту з баку приготовлення розчину флокулянту 15 через витратний бак флокулянту 16. Розчин флокулянту з осадом відкачується шнековим насос-дозатором 2 до приймального резервуару осаду 3.

До силосної башти 5 через фільтр 4 надходить порошкоподібний Ca(OH)₂. З силосної башти 5 після розпушення вібратором 6 порошкоподібний Ca(OH)₂ шнековим транспортер 7 надходить до витратного бак-змішувача 8, де змішується з водою технічної якості. Далі розчин Ca(OH)₂ з витратного бак-змішувача 8 шнековим насос-дозатором 9 надходить до приймального резервуару осаду 3, де змішується з розчином флокулянту з осадо.

З приймального резервуару осаду 3 за допомогою насосу швидкого заповнення 10 та насосу високого тиску 11 розчин осаду з домішками надходить до камерного фільтр-пресу 12. До камерного фільтр-пресу 12 подається також вода з резервуару для промивки фільтр-пресу 13 за допомогою насосу на промивку 14.

Камерні фільтр-преси 12 дозволяють одержати відносно чистий фільтрат, що надходить в ущільнювач, який містить менше 1 твердої фази, і зневоднений до транспортабельного стану осад, який відводять з фільтр-пресу за допомогою шнекового транспортеру 7 та складують разом з відходами гравітаційного відділення.

Фільтр-преси типу ФПАК призначені для розділення тонко дисперсних суспензій з розмірами частинок не більше 3 мм і вмістом твердої фази від 10 до 500 при температурі до 80˚С. Цей фільтр дозволяє здійснювати за заданої програми в автоматичному режимі всі технологічні і допоміжні операції: фільтрування, промивання, пресування і зняття осаду, підйом і спускання фільтрувальних плит. Фільтр-прес ФПАК має ряд переваг перед іншими фільтрами та фільтр-пресами. Він володіє розгорнутою фільтрувальною поверхнею; для його розміщення потрібна незначна виробнича площа (наприклад установка, яка має поверхню фільтрування 25, займає площу 8); віджим окремого осаду, який виробляється під тиском 0,8-1,5 МПа, дозволяє отримати біомасу вологістю 60-70% при порівняно малій витраті електроенергії (0,8-1 кВт фільтрувальній поверхні); не великий час проведення допоміжних операцій, що підвищує питоме виробництво установки в 6-8 раз по рівняно з іншими фільтр-пресами.

Управління технологічними операціями на фільтрах-пресах здійснюється з допомогою електрогідравлічного пристрою, повністю виключаючи витрати ручної праці, що забезпечує високу культуру виробництва.

Фільтр-прес працює наступним чином. Розчин осаду з домішками подається одночасно до всіх плит, де відбувається фільтрування. Фільтрат поступає в збірник, а осад залишається на поверхні фільтрувальної тканини. Відділення рідини від біомаси відбувається достатньо добре, і фільтрат виходить прозорим при фільтрації і відтисненні осаду при тиску 0,4 МПа. При подальшому підвищуванні тиску відтиснення до 0,8 МПа і витримуванні на протязі 5-6 хв залишкова вологість осаду досягає 65-70%. Винесення твердої фази з фільтром при тиску 0,4 МПа не відбувається, а при відтиснені осаду під тиском 0,8 МПа максимальне винесення складає не більш 0,09 г/л фільтрату. За необхідності осад перед відтисненням можна промити і далі пресувати діафрагмою чи обробити стисненим повітрям. Вода для промивання осаду подають на фільтр-прес спеціальним насосом, яка потім самопливом спускається в резервуар промивного фільтра.

Стрічка, на якій в робочих камерах утворюється осад, починає працювати після припинення подачі суспензії та розкриття фільтра, коли між плитами утворюється щілина до 45 мм для виходу стрічки з осадом. При русі стрічки осад виноситься з між плитного простору і вивантажується з двох сторін. Фільтрувальна тканина промивається холодною водою за допомогою форсунок під тиском 0,3 МПа і очищується скребками чи щітками. При русі стрічки між плитами чергується положення її сторін, що забезпечує її повне очищення. Після очищення стрічки фільтрувальні плити затискаються і цикл повторюється.

Питома продуктивність фільтр-преса ФПАК при концентрації твердої фази в суспензії 4-7 г/л складає близько 100, тиск – 1,2 МПа.

 

 

Таблиця 1 – Норми технологічного режиму

Найменування об'єкту	Найменування параметру	Одиниця вимірювання	Номінальне значення	Допустиме відхилення
Ущільнювач початкового осаду поз. 1	Рівень осаду	%	20-80	±10
Мутність розчину	град∙л/м	7,5	±2,5
Приймальний резервуар осаду поз. 3	Рівень	%	40-80	±10
Силосна башта поз. 5	Вага	кг	згідно технологічних норм	±20
Витратний бак змішувач поз. 8	Витрата розчину Ca(OH)2	л/год		±50
Рівень	%	40-80	±10
Камерний фільтр-прес поз. 12	Витрата розчину з домішками	л/год		±150
Витрата розчину флокулянту	л/год		±25
Тиск фільтрації	МПа	0,57	±0,02
Тиск вижимання	МПа	1,14	±0,02
Вологість зневодненого осаду	%		±5
Резервуар води для промивки фільтр-пресу поз. 13	Рівень	%	20-80	±10
Бак приготовлення розчину флокулянту поз. 15	Рівень	%	20-80	±10
Витратний бак флокулянту поз. 16	Рівень	%	40-80	±10

 

Таблиця 2 – Задачі контролю та керування технологічним процесом

Найменування об’єкту	Найменування параметрів	Номінальне значення	Інформаційні функції	Керуючі функції
Відображення	Реєстрація	Сигналізація	Регулювання	Логічне керування	Ручне керування
Ущільнювач початкового осаду поз. 1	Рівень осаду	20-80 %	+	-	+	-	+	+
Мутність розчину	7,5 град∙л/м	+	+	+	-	-	-
Шнековий насос-дозатор поз. 2	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Приймальний резервуар осаду поз. 3	Рівень	40-80 %	+	-	+	+	-	+
Силосна башта поз. 5	Вага	згідно технологічних норм	+	+	+	-	+	+
Робота електроприводу днища ваг	-	+	-	+	-	+	+
Вібратор поз. 6	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Шнековий транспортер поз. 7	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Витратний бак-змішувач поз. 8	Витрата розчину Ca(OH)2	1000 л/год	+	+	-	-	+	+
Рівень	40-80 %	+	-	+	+	-	+
Робота електроприводу мішалки	-	+	-	+	-	+	+
Шнековий насос-дозатор поз. 9	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Насос швидкого заповнення поз. 10	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Насос високого тиску поз. 11	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Камерний фільтр-прес поз. 12	Витрата розчину з домішками	2600 л/год	+	+	-	-	+	+
Витрата розчину флокулянту	400 л/год	+	+	-	-	+	+
Тиск фільтрації	0,57 МПа	+	-	+	-	+	+
Тиск вижимання	1,14 МПа	+	-	+	-	+	+
Вологість зневодненого осаду	65 %	+	+	+	-	-	-
Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Резервуар води для промивки фільтр-пресу поз. 13	Рівень	20-80 %	+	-	+	+	-	+
Насос на промивку поз. 14	Робота електроприводу	-	+	-	+	-	+	+
Бак приготовлення розчину флокулянту поз. 15	Рівень	20-80 %	+	-	+	+	-	+
Витратний бак флокулянту поз. 16	Рівень	40-80 %	+	-	+	+	-	+