严苛环境下的顺利运行

作者:Kay Miller 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:26 发布时间:2018-04-04
保障工艺设备在标准和特殊工况下的正常使用——严苛的工作环境和繁复的监管条例使得污水净化处理设备的建造和使用运行极为复杂,智能化的控制系统的使用,可以帮助在标准和特殊应用情况下污水净化设备控制系统的顺利运行,此外,污水净化设备设计制造和运营费用支出也减少了不少。
严苛环境下的顺利运行

想要从污水一开始进入处理厂就测定净化设备中水质的成分几乎是不可能的。由于意外或未经批准的污水进入净化处理厂随时都能带来污染,从而产生可燃性的成分或者发生化学反应,而这些成分和反应可能气化产生危险性气体。易挥发或者高度易燃的液体介质,例如汽油进入到污水净化处理设备中时,由于它们的比重较轻,始终漂浮在污水表面。作为易挥发的物质,它们会迅速地气化蒸发,根据气化后的聚集浓度可能变成有害健康或者易燃易爆的混合气,由于这样的蒸汽比重通常都比空气重,因此它们会在污水管网最低的地方。

易燃易爆危险区域

因此污水网络本身以及它们的附属建筑物,如封闭的污水储水池、蓄水渠、水泵站或者涵洞等,也都在建筑行业中被列入易燃易爆危险区域Zone 1或者Zone 2的危险等级。

这种情况也出现在污水泵站和将污水直接引入污水净化处理厂的引水设施中。如果这些建筑设施是封闭的,则必须将它们划归Zone 1危险等级,这也适用于没有足够通风换气设计的开放式污水处理设施,而且这些设施内部也容易产生易燃易爆的混合气体,例如沼气与空气混合而成的混合气。因为流动的污水使空气不断地出现回旋和涡流,导致空气-混合气中的浓度比例不断地变化,故其准确成分不能确定下来 。

因为粗大的物体和像树枝、纺织物和卫生用品等较小的物体都被格栅挡在外面,当沼气的浓度达到一定值时,有害危险气体可以进入到格栅集水池(室)中去。相应的,这些区域在风险评估时被判定为Zone 1的危险等级,与其相邻的区域被判定为Zone 2级,这种分类方法也适用于污泥蓄水池以及竖井和脱泥室等建筑。

在污水净化处理厂的沼气池中,厌氧菌对污水中的污泥进行厌氧处理时也会产生沼气。这些沼气都在后续的热电联产设备中转换为电力和热能,在污水净化处理设备的能源平衡中起到了积极作用。在风险评估的框架内,从污泥沉淀、压滤脱水到活性污泥分解的流程工艺范围,也都隶属于Zone 1和Zone 2的危险等级,这一分类方法同样也适用于室外的沼气容器和混合气容器。

满足高等级环境要求

由于苛刻的条件,在污水净化设备的建筑设计和使用时除了要注意减少起火、爆炸危险的要求,还要注意相关的技术标准和法规(Atex、IECEx和企业安全技术规范)等。此外,污水净化设备运营商有责任和义务为其危险区域编制防爆文件,以记录易燃易爆风险的准确评估情况,规定好详细的防爆措施。在德国,德国水、污水和废弃物处理协会DWA M 217技术规范“污水净化处理设备的防爆措施”(2014年7月)规定了落实过程中的许多注意事项,这同样适用于电气柜的配置,因此在污水处理设备电气设计中也要注意相关标准和规定。

一般情况下,污水净化设备的设计人员和运营商们都希望尽可能减少所使用的元器件和系统的数量。因为对污水净化设备控制系统提出的复杂要求,也会在控制系统的使用过程中反映出来,这也是在以后的维护保养中所不愿看见的,他们想要在正常标准和特殊工况下都能使用的产品,例如在易燃易爆危险区域或者在高腐蚀性气体等恶劣环境中都可以使用的产品。

两种危险等级,只需一套系统

Wago公司对他们开发的750系列输入输出系统进行了改进:基于许多非常灵活的细节设计,同时也不违背上一级相关标准的规定,在易燃易爆场合和非易燃易爆场合中使用没有系统性的差异,该系列的输入输出系统基于其500多个功能模块,为在污水净化处理现场直接连接不同型号传感器、不同的采用PCT/IP通信技术协议模拟式和数字式信号传递提供了可能性。另外,此I/O输入输出系统还能够通过远程遥控方法,发送故障报警提示信息或者雨水溢流池的液位状态信息,从而有目的地控制污水净化设备的进水量,除了常规的现场总线无关性和标准的检测技术用的开放性接口以及整套设备的集成之外,它所采用的Hart现场总线通讯技术也是标准化的;最后,它所采用的通讯技术兼容性很好,方便对现有污水净化设备进行扩展,实现未来设备的集成。

Wago公司的模块化技术提供了价格合理、功能齐全的I/O输入输出系统,省去了复杂的接口编写程序工作。污水净化处理厂的运营商们也可以利用这一自动化元器件完成特殊的污水净化任务,例如部分设备的能耗检测,包括存储所有的过程数据,以便有目的地建立起一个能够显示历史数据的监控管理系统,目前,这种I/O输入输出系统已在过程行业得到了大量的应用。

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