Ujęcia wody każdego dnia zależą od stabilnej kontroli przepływu. Od poboru wody surowej, przez filtrację, dozowanie, płukanie zwrotne, obsługę osadów po odprowadzenie, każdy proces wymaga zaworów, które otwierają się, zamykają lub regulują w odpowiednim momencie.

W przeszłości wiele zakładów używało zaworów ręcznych. Jednak w miarę jak systemy stają się coraz większe i bardziej zautomatyzowane, obsługa ręczna jest często zbyt wolna i pracochłonna. Dlatego też elektryczna automatyzacja zaworów jest obecnie szeroko stosowana w miejskich, przemysłowych i komercyjnych systemach uzdatniania wody.

Elektrycznie sterowany zawór do uzdatniania wody łączy korpus zaworu z elektrycznym siłownikiem. Można go sterować z lokalnego panelu, sterownika PLC, systemu DCS lub centralnej sterowni. Dzięki temu operatorzy mogą poprawić wydajność, ograniczyć kontrole na miejscu i ułatwić zarządzanie procesem.

Czym jest Elektryczna automatyzacja zaworów?

Elektryczna automatyzacja zaworów oznacza używanie elektrycznego siłownika do obsługi zaworu. Siłownik odbiera sygnał zasilania lub sygnał sterujący, a następnie przestawia zawór do wymaganej pozycji.

W przypadku zaworów ćwierćobrotowych, takich jak zawory motylkowe i kulowe, siłownik zwykle obraca się o 90 stopni. W przypadku zaworów wieloobrotowych, takich jak zasuwy, siłownik obraca się kilkakrotnie, aby przesunąć trzpień.

W oczyszczalniach wody elektryczna automatyzacja zaworów jest stosowana do:

Kontroli poboru wody surowej

Kontroli wlotu i wylotu filtra

Systemów płukania zwrotnego

Instalacji do dozowania środków chemicznych

Rurociągów osadowych

Magazynowania wody czystej

Izolacji stacji pomp

Systemów odwadniania i odprowadzania ścieków

Dlatego elektrycznie sterowane zawory to nie tylko proste urządzenia otwierająco-zamykające. Stanowią część sieci sterowania zakładem.

Dlaczego ujęcia wody potrzebują zautomatyzowanych zaworów

Ujęcia wody często posiadają wiele zaworów rozproszonych na dużym obszarze. Niektóre zawory znajdują się w pompowniach, inne na zbiornikach, a jeszcze inne są zainstalowane na zewnątrz lub pod ziemią. Jeśli operatorzy muszą ręcznie sprawdzać i przestawiać każdy zawór, praca ta zajmuje dużo czasu i zwiększa ryzyko.

Elektryczna automatyzacja pomaga rozwiązać ten problem.

Po pierwsze, umożliwia sterowanie zdalne. Operatorzy mogą otwierać lub zamykać zawory ze sterowni.

Po drugie, poprawia synchronizację. W cyklach filtracji i płukania zwrotnego ruch zaworu musi przebiegać zgodnie z ustaloną kolejnością. Elektryczne siłowniki pomagają w powtarzalności każdego kroku.

Po trzecie, poprawia bezpieczeństwo. Pracownicy nie muszą mieć dostępu do każdego zaworu w mokrych, wysokich, wąskich lub trudno dostępnych miejscach.

Ponadto, informacja zwrotna o położeniu może potwierdzić, czy zawór jest otwarty, zamknięty lub znajduje się w pozycji pośredniej. Pomaga to systemowi sterowania uniknąć błędów procesowych.

Elektryczny zawór motylkowy w uzdatnianiu wody

Elektryczny zawór motylkowy to jeden z najczęściej stosowanych zautomatyzowanych zaworów w ujęciach wody. Charakteryzuje się kompaktową konstrukcją, prostą budową i szybkim działaniem ćwierćobrotowym.

W porównaniu z wieloma innymi typami zaworów, zawory motylkowe są lżejsze i łatwiejsze w montażu na dużych rurociągach. Dzięki temu są przydatne w systemach o średnim i dużym przepływie.

Typowe zastosowania obejmują:

Rurociągi wlotowe wody surowej

Systemy klarowania i sedymentacji

Rurociągi filtrów

Rurociągi wody do płukania zwrotnego

Systemy wody chłodzącej

Rurociągi wylotowe wody czystej

Miejsce odprowadzania i izolacji pompy

Elektryczny zawór motylkowy może służyć do sterowania włącz/wyłącz. W niektórych przypadkach może być również stosowany do regulacji przepływu, współpracując z odpowiednim siłownikiem regulacyjnym.

Dlaczego ochrona siłownika elektrycznego IP68 ma znaczenie

Miejsca uzdatniania wody często są wilgotne, mokre i narażone na mycie, deszcz, kondensację lub czasowe podtopienie. Dlatego ochrona siłownika jest bardzo ważna.

Elektryczny siłownik IP68 został zaprojektowany pod kątem silniejszej ochrony przed kurzem i wodą niż typowe siłowniki przeznaczone do użytku wewnętrznego. Jest szczególnie przydatny w przyzakładowych wodociągach, podziemnych komorach zaworowych i wilgotnych obszarach technologicznych.

Jednak IP68 nie oznacza, że po instalacji można zignorować każdą instalację. Dobra instalacja nadal ma znaczenie.

Ważne kontrole obejmują:

Stosuj odpowiednie dławnice kablowe.

Prawidłowo dokręć pokrywę siłownika.

Unikaj uszkodzonych uszczelek.

Utrzymuj uszczelnienie wejść kablowych.

Zapobiegaj gromadzeniu się wody wokół portów kablowych.

Sprawdź siłownik po zalaniu lub po długim użytkowaniu na zewnątrz.

Dzięki odpowiedniemu siłownikowi i prawidłowej instalacji ujęcia wody mogą ograniczyć awarie spowodowane przedostawaniem się wilgoci.

Sterowanie włącz-wyłącz a sterowanie modulowane

Nie każdy elektrycznie sterowany zawór do uzdatniania wody wymaga tego samego trybu sterowania. W wielu przypadkach wystarczy proste sterowanie włącz-wyłącz. Siłownik przestawia zawór całkowicie otwarty lub całkowicie zamknięty.

Sterowanie włącz-wyłącz nadaje się do:

Zaworów odcinających

Zaworów spustowych

Przełączania płukania zwrotnego

Rurociągów obejściowych pompy

Kontroli wlotu i wylotu zbiornika

Niektóre systemy wymagają jednak precyzyjniejszej kontroli przepływu. W tym przypadku siłownik modulujący może przestawiać zawór w różne położenia, na przykład otwarty na 25%, 50% lub 75%.

Sterowanie modulowane jest przydatne dla:

Bilansowania przepływu

Wsparcie dozowania środków chemicznych

Kontrola ciśnienia

Sterowanie poziomem w zbiorniku

Regulacja wody procesowej

Przed wyborem siłownika inżynier powinien upewnić się, czy zawór tylko przełącza przepływ, czy też musi go regulować.

Informacja zwrotna o położeniu pomaga operatorom monitorować stan zaworu

W zautomatyzowanych systemach wodnych samo wysłanie polecenia nie wystarczy. System sterowania powinien również wiedzieć, czy zawór osiągnął właściwe położenie.

Informacja zwrotna o położeniu może wskazywać status otwarty, zamknięty lub określony procent otwarcia. Dzięki temu operatorzy szybciej znajdują problemy.

Na przykład, jeśli sterownik PLC wysyła polecenie otwarcia, ale zawór nie osiąga pozycji otwartej, system może wygenerować alarm. Może to wskazywać na wysoki moment obrotowy zaworu, niskie napięcie, problemy z okablowaniem lub zablokowany zawór.

Typowe typy informacji zwrotnych obejmują:

Otwarte i zamknięte styki bezpośrednie

Informacja zwrotna potencjometru

Analogowa informacja zwrotna o położeniu 4-20mA

W przypadku podstawowych zaworów do uzdatniania wody informacja zwrotna otwarcia i zamknięcia może wystarczyć. W przypadku zaworów regulacyjnych analogowa informacja zwrotna jest często bardziej użyteczna.

Kluczowe czynniki doboru zaworów do uzdatniania wody

Wybór odpowiedniego zautomatyzowanego zaworu zaczyna się od poznania warunków procesowych. Zawór, który dobrze działa w czystej wodzie, może nie nadawać się do obróbki osadów, dozowania chemikaliów lub korozyjnych ścieków.

Ważne kryteria selekcji obejmują:

Typ zaworu
Zawory motylkowe są powszechne w dużych rurociągach wodnych. Zawory kulowe są często stosowane w mniejszych rurociągach lub tam, gdzie wymagane jest szczelniejsze odcięcie.

Rozmiar zaworu
Zawór musi być dopasowany do wielkości rury i wymaganego przepływu.

Stan medium
Woda czysta, woda surowa, szlam, ścieki i płyny chemiczne stawiają różne wymagania zaworowi.

Ciśnienie i temperatura
Zawór i siłownik muszą być dopasowane do ciśnienia roboczego i temperatury panującej w danym miejscu.

Materiał zaworu
W zależności od ryzyka korozji i jakości wody można stosować żeliwo, stal nierdzewną, PCV i inne materiały.

Materiał uszczelki
EPDM, PTFE, NBR i inne uszczelki powinny być dobierane na podstawie typu medium i narażenia na działanie substancji chemicznych.

Moment obrotowy siłownika
Siłownik musi dysponować wystarczającym momentem obrotowym, aby niezawodnie sterować zaworem, nawet po długim okresie użytkowania.

Zasilanie
Przed złożeniem zamówienia należy potwierdzić dostępne napięcie zasilania.

Poziom ochrony
Obszary zewnętrzne lub wilgotne mogą wymagać elektrycznego siłownika IP68 lub innej konstrukcji o wysokim stopniu ochrony.

Sygnał sterujący
Wybór sterowania włącz-wyłącz, modulującego lub inteligentnego, zależnie od systemu sterowania zakładu.

Typowe problemy w zastosowaniach do uzdatniania wody

Systemy zaworów elektrycznych w ujęciach wody mogą mieć do czynienia z kilkoma typowymi problemami. Na szczęście wielu z nich można zapobiec poprzez prawidłowy dobór i konserwację.

Przedostawanie się wilgoci
Może to spowodować uszkodzenie okablowania wewnętrznego lub płyt sterowniczych. Należy zastosować odpowiednią ochronę i uszczelnione wejścia kablowe.

Nieprawidłowe dopasowanie siłownika
Jeśli moment obrotowy jest zbyt niski, siłownik może się zatrzymać, przegrzać lub nie zamknąć zaworu.

Słabe zasilanie
Niskie lub niestabilne napięcie może spowodować powolny ruch lub wygenerowanie alarmów awarii siłownika.

Gromadzenie się osadu
Woda surowa i ścieki mogą zawierać piasek, kamień lub substancje stałe. Mogą one zwiększyć moment obrotowy zaworu.

Nieprawidłowe ustawienie granicy
Jeśli siłownik nie zatrzyma się we właściwym położeniu, może przeciążyć zawór lub nie zabezpieczyć się.

Słaby plan konserwacji
Nawet automatyczne zawory wymagają kontroli, szczególnie w wilgotnych lub zabrudzonych obszarach.

Regularne kontrole pomagają utrzymać niezawodność systemu i ograniczają nieoczekiwane przestoje.

Wskazówki dotyczące konserwacji w celu wydłużenia żywotności

Elektrycznie sterowany zawór do uzdatniania wody należy sprawdzić w ramach normalnego planu konserwacji zakładu.

Pomocne kroki konserwacji obejmują:

Przeprowadź zawór przez pełne cykle otwierania i zamykania.

Sprawdź sygnały informacyjne zwrotne dotyczące położenia.

Sprawdź dławnice kablowe i uszczelki pokrywy.

Zwróć uwagę na nietypowe dźwięki pracy siłownika.

Sprawdź korpus i elementy moc