تطبيق آلة نزح المياه اللولبية المكدسة في معالجة الحمأة في محطة توليد الكهرباء
في عملية إنتاج محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، تتم معالجة الحمأة الناتجة عن المعالجة المسبقة للمياه الخام ومعالجة مياه الصرف الصحي بإزالة الكبريت بشكل عام عن طريق التجفيف والنقل. هذه الشركة هي واحدة من محطات الطاقة القليلة التي تستخدم هذه المعدات في الوقت الحاضر، وقد تراكمت لديها بعض الخبرة التطبيقية في عملية الاستخدام. تهدف هذه الورقة إلى توسيع فكرة اختيار المعدات في عملية معالجة المياه من خلال مناقشة مبدأ وتأثير استخدام نظام المعدات هذا.
مبدأ العمل لآلة نزح المياه من النوع اللولبي
يتم استخدام عملية نزح المياه من الطين لنظام المعالجة المسبقة للمياه الخام في محطة الطاقة على نطاق واسع في آلة نزح المياه ذات الألواح والإطارات وآلة نزح المياه بالطرد المركزي، ويبدأ تطبيق آلة نزح المياه اللولبية في محطة الطاقة في السنوات الأخيرة. آلة نزح الماء اللولبية تشبه مرشح التصفيح من حيث مبدأ الهيكل. يدور عمود لولبي في التجويف مكون من مجموعة دائرية من التصفيح الديناميكي والثابت مرتبة بالتناوب. القطر الداخلي للحلقة المتحركة أصغر قليلاً من القطر الداخلي للحلقة الثابتة، وتتحرك الحلقة المتحركة بالنسبة للحلقة الثابتة تحت تحريك العمود اللولبي. بعد التركيز، يتم دفع الطين للأمام بواسطة العمود اللولبي المركزي ويتم تركيزه بشكل أكبر في خبث الطين. في نهاية مجموعة المكدس والعمود اللولبي، يتم ضغط خبث الطين وتجفيفه بواسطة الدفع الناتج عن العمود اللولبي، ويصل أخيرًا إلى مخرج الطين. تقع كتل الطين المجففة في قادوس تجميع الطين ويتم جمعها ونقلها للخارج.
يتم تشغيل العمود اللولبي لآلة نزح المياه اللولبية المتتالية بواسطة محرك تحويل التردد. عن طريق ضبط سرعة المحرك، يمكن تعديل قدرة معالجة الطين. مع تعديل معدل التدفق لمضخة تغذية الطين ذات تحويل التردد، يمكن التحكم في التشغيل المستمر لمستويات الإخراج المختلفة للمعدات. بعد دخول الطين إلى خزان خلط التلبد الخاص بآلة نزح المياه اللولبية، تتم إضافة كمية مناسبة من مساعدات التخثر (PAM) لجعل الطين في الطين يشكل كتلة كبيرة، مما يسهل فصل الطين والماء.
يتم التحكم في سرعة العمود اللولبي عند 5 ~ 20 دورة في الدقيقة من خلال محرك تحويل التردد. السرعة بطيئة والعملية سلسة وهادئة. بالمقارنة مع آلة نزح المياه بالطرد المركزي، يتم تقليل الضوضاء بشكل كبير، كما يتم تقليل التآكل بين الأجزاء الديناميكية والثابتة. بالمقارنة مع المجفف من النوع اللوحي والإطار، فإن المجفف من النوع اللولبي يحقق التشغيل المستمر. بعد أن يقوم المشغل بضبط معدل تدفق الطين، وسرعة العمود اللولبي وجرعة مساعد التخثر، فإن المجفف من النوع اللولبي يعمل بشكل مستمر وسلس بدون عمليات أخرى. قم فقط بترتيب السيارة ليتم نقلها للخارج عندما يكون دلو الطين ممتلئًا، وذلك لتحقيق التشغيل غير المراقب.
تطبيق آلة نزح المياه اللولبية المتتالية في محطة توليد الكهرباء
يتم استخدام آلة نزح المياه اللولبية على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية، ولكن نادرًا ما يتم استخدامها في عملية معالجة المياه في محطات الطاقة. إنها مناسبة للمعالجة المسبقة للمياه الخام وتجفيف الطين لنظام مياه الصرف الصحي لإزالة الكبريت. في الوقت الحاضر، قامت الشركة بتركيب آلة نزح المياه اللولبية المكدسة في نظام معالجة مياه الصرف الصحي لإزالة الكبريت، وآلتي نزح المياه اللولبية المكدسة في نظام المعالجة المسبقة للمياه الخام. منذ أن تم تشغيله، فإن العملية مستقرة وغير مراقبة.
بالمقارنة مع آلة نزح المياه ذات اللوحة والإطار وآلة نزح المياه بالطرد المركزي، فإن صناعة الطاقة لديها فهم قليل نسبيًا لهذا النموذج، ونقص المعلومات ذات الصلة وخبرة الاستخدام، مع عدد صغير من محطات الطاقة التي بدأت في استخدام عملية تجفيف الطين هذه، وأدائها الممتاز وعبء أعمال صيانة أقل، لذلك بدأ المزيد من المتخصصين في الكيمياء في الاهتمام بهذا النموذج. بالنسبة لأنواع مختلفة من ملاط مياه الصرف الصحي، هناك حاجة إلى مواد مختلفة في اختيار المعدات. بالنسبة للحمأة الناتجة عن نظام المعالجة العامة للمياه الخام والحمأة الناتجة عن المياه الحضرية، يمكن أن تلبي المواد العادية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الاحتياجات. ومع ذلك، بالنسبة لمياه الصرف الصحي لإزالة الكبريت التي تحتوي على نسبة عالية من أيون الكلوريد وأيونات الكبريتات، يلزم اختيار المزيد من الفولاذ المقاوم للتآكل، مع خطوط الأنابيب الداعمة والملحقات. وينبغي أيضًا اختيار الدرجة المقابلة من المواد المقاومة للتآكل
تركيب نظام نزح الحمأة اللولبية
يتكون نظام آلة نزح المياه ذات التكديس اللولبي من مضخة طين تحويل التردد، وخزان خلط التلبد، ومكون نزح المياه المكدس اللولبي، ونظام تحضير مساعدات التخثر ونظام الجرعات، ونظام رش الماء. يتم إرسال الطين الذي يتم تفريغه بواسطة نظام المعالجة المسبقة للمياه الخام إلى خزان خلط التلبد بواسطة مضخة الطين لتحويل التردد، ويتم خلطه مع مساعد التخثر، ويتم تقليبه بالتساوي، وتكثيفه في كتلة كبيرة من الخبث، وإرساله إلى وحدة نزح المياه اللولبية لاستكمال عملية التجفيف. تم تجهيز النظام بنظام التنظيف لغسل كمية صغيرة من الطين والخبث المنبثق من شقوق الوسادة اللولبية بشكل متقطع للحفاظ على نظافة المعدات.
نظام التوزيع الآلي (آلة الرغوة الأوتوماتيكية). تحتاج آلة نزح المياه اللولبية إلى إضافة مساعدات التخثر بشكل مستمر، وكمية مساعدات التخثر كبيرة، واقتصاد شراء مساعدات التخثر السائلة ضعيف. تم تجهيز النظام بشكل عام بمعدات التحضير الأوتوماتيكية لمساعدات التخثر. تتكون المعدات من قادوس المسحوق الجاف، خزان التحضير، خزان المعالجة وخزان التخزين. يتم تغذية مسحوق بولي أكريلاميد الجاف بدقة وبشكل متساوٍ إلى جهاز توزيع المياه الذي يتم تشغيله بواسطة لولب التغذية الذي يتم تشغيله بواسطة محرك تحويل التردد. بعد الخلط المستمر والموحد مع الماء، يسقط في خزان التحضير، ويتم إذابته وخلطه بالتساوي تحت تأثير المحرض. يتدفق السائل المختلط إلى خزان المعالجة، ويتم التحريك والمعالجة بشكل إضافي، وأخيراً يتدفق إلى خزان التخزين للاستخدام. من خلال التحكم بمفتاح مستوى السائل في خزان التخزين، يمكن تحقيق التشغيل التلقائي لجهاز التوزيع الأوتوماتيكي. وفقًا لمستوى السائل في خزان التخزين، يمكن البدء في تحضير السائل تلقائيًا. يمكن التحكم في السائل المُجهز لمساعد التخثر بواسطة الصمام الكهربائي لصندوق الجرعات الخاص بمساعد التخثر، ويمكن إضافة مساعد التخثر تلقائيًا إلى صندوق القياس.
المشاكل التي واجهتها أثناء الاستخدام
1. مشكلة المطابقة بين جرعة مساعد الملاط والتخثر
اضبط كمية مساعدات التخثر لتتناسب مع معدل تدفق الطين للتحكم في محتوى الماء في الطين. عندما تكون كمية مادة التخثر كبيرة، ليس من السهل تصفية الماء الموجود في الطين من فجوة التصفيح بسبب محتوى مادة التخثر، وتزداد لزوجة الماء، ويصبح تأثير النضح والبثق اللاحق أسوأ، مما يؤدي إلى ضعف الطين . عندما تكون كمية مساعدات التخثر صغيرة، يكون تأثير فصل الجزيئات الصلبة والماء في الطين ضعيفًا، وتسد جزيئات الطين فجوة التصفيح، بحيث يتم حظر تسرب الماء، وسيزداد محتوى الرطوبة في الطين. أثناء الاستخدام، يمكن تحديد نطاق الجرعة المعقول من مساعد التخثر من خلال اختبار ضبط الأسطوانة لتحقيق تأثير تجفيف مرضي.
2. تعديل خلوص لوحة الضغط الخلفي للطين لمجموعة المسمار
سيؤثر حجم الفجوة في لوحة الضغط الخلفية للطين الخاصة بمجموعة المسمار على محتوى الرطوبة في الطين. سوف تتطلب فجوة صغيرة في لوحة الضغط الخلفية قوة دافعة كبيرة عند ضغط الطين من الفجوة. في الوقت نفسه، سيزداد الضغط في تجويف الطين في قسم نزح المياه، وسيزداد تأثير قذف المسمار. تصلب تجفيف الطين، يزيد عزم دوران بثق المسمار، مما يسهل التسبب في تلف كسر المسمار.
3. تركيز تحضير مساعدات التخثر
عندما تعمل معدات التحضير الأوتوماتيكية لمساعدات التخثر، تكون مجموعة التركيز عالية جدًا، وتكون كمية المسحوق الجاف المرسلة بواسطة برغي تغذية المسحوق الجاف كبيرة، والتي لا يمكن تشتيتها في الوقت المناسب وبشكل متساوٍ في الماء في موزع المياه، مما يؤدي إلى من السهل أن يسبب التكتل والانسداد في خزان التحضير وضعف السيولة. من الضروري التحكم في تركيز مساعد التخثر بشكل معقول، وضبط السرعة المناسبة لمسمار المسحوق الجاف خلال الاختبار، بحيث لا يتكتل خزان التحضير أثناء عملية التحضير. يتمتع سائل التخثر المعالج بالسيولة المناسبة، ويمكن تحقيق التشغيل التلقائي لمعدات تحضير التخثر مع تلبية احتياجات الجرعة. بشكل عام، يمكن تعديل تركيز مادة التخثر من 0.4 إلى 0.5 جزء في المليون.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لزوجة مادة التخثر المساعدة، يجب مراعاة مقاومة خط الأنابيب من خزان التخزين إلى صندوق القياس بشكل كامل. يمكن استخدام الأنبوب والصمام ذو القطر الكبير في التصميم لتجنب التدفق الخارجي السيئ وتدفق الإخراج أقل من تدفق المدخل لمعدات التحضير، بحيث يرتفع وينخفض مستوى السائل في خزان التخزين بشكل متكرر، مما يؤدي إلى مستوى السائل يتم ضبط المفتاح في خزان التخزين، ويقوم في كثير من الأحيان بتشغيل وإيقاف المجموعة الكاملة من معدات تحضير مساعدات التخثر.
4. اختناقات الانقطاع لفترة طويلة
من السهل أن ينحشر العمود اللولبي عند بدء تشغيل معدات إزالة الترسبات اللولبية المكدسة بعد إيقاف التشغيل لفترة طويلة. السبب الرئيسي هو أن الطين المتبقي في المجموعة اللولبية يجف تدريجيًا، ويتم حظر كتلة الطين الجافة والصلبة عند مخرج الطين بعد البدء، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط في وحدة إزالة الطين بأكملها، ومن ثم بقايا الطين في الخلف القسم يعاني من الجفاف والتصلب بشكل مفرط. يزيد العمود اللولبي بالكامل من مقاومة الدوران بسبب كتلة الطين الصلبة والمقاومة العالية، ويتوقف الإنذار عندما يتجاوز الحد الأقصى لعزم الدوران لمحرك العمود اللولبي. حتى بسبب عزم الدوران المفرط الناتج عن تلف لحام العمود اللولبي. لذلك، في كل عملية إيقاف تشغيل لآلة إزالة الطين اللولبية المكدسة، يجب أولاً إيقاف تغذية الطين إلى مكون اللولب المكدس والاستمرار في التشغيل لمدة 10 دقائق لتفريغ الطين والخبث بالكامل في العمود اللولبي، أو استخدام وضع التشغيل المستمر منخفض التردد ل تقليل تأثير الاغلاق الطويل. يمكن استخدامه أيضًا لفك حاجز الفم الطيني لتصريف بقايا الطين بالكامل في مجموعة المسمار للاستخدام طويل الأمد.
5. الصيانة والإصلاح بعد التشغيل على المدى الطويل
بعد عامين من التشغيل، حدثت كتلة الطين عالقة في العمود اللولبي، ولا تزال المشكلة تحدث بشكل متكرر بعد التفكيك والتنظيف. من خلال قياس الفجوة بين العمود الحلزوني والحلقة المتحركة، وجد أن الفجوة بين اللوحة الحلزونية والحلقة المتحركة للعمود الحلزوني تصل إلى 5 ~ 6 مم في المتوسط. تقطع الحلقة المتحركة أخاديد موحدة على طول الحافة الخارجية للوحة الحلزونية بسبب القطع العرضي المائل للحلقة المتحركة للوحة الحلزونية. يقوم موظفو الصيانة بطحن الجزء البارز من الأخدود في عملية التفكيك والصيانة السابقة، مما يقلل من القطر الخارجي للوحة الحلزونية ويزيد من فجوة المطابقة بين العمود الحلزوني والحلقة المتحركة. عندما يتم ضغط خبث الطين، فإنه يتدفق مرة أخرى إلى الجانب الخلفي من العمود الحلزوني بضغط منخفض نسبيًا، مما يؤدي إلى الجفاف الزائد في الدورة الدموية وتجفيف وتصلب خبث الطين في العمود الحلزوني، مما يؤثر على التدفق إلى مخرج الطين و يؤدي إلى الانسداد. بعد عامين من الاستخدام، يكون التآكل أقل من 0.1 مم، والجزء الرئيسي من التآكل هو الحافة الخارجية للوحة الحلزونية. بعد إصلاح الحافة الخارجية للوحة الحلزونية، يكون متوسط الفجوة بين اللوحة الحلزونية والحلقة المتحركة 1-1.5 مم. بعد إعادة التثبيت، تتم مقارنة العمود الحلزوني الذي تم إصلاحه مع العمود الحلزوني الجديد الاحتياطي، وتكون حالة تفريغ الطين للعمود الحلزوني الذي تم إصلاحه هي نفس حالة العمود الحلزوني الجديد. تم استعادة الأداء الأصلي للمعدات، ولم يحدث أي انسداد بالطين بعد 3 أشهر من التشغيل.
مزايا معدات نزح المياه من الحمأة اللولبية
1) سرعة منخفضة وضجيج منخفض. تتميز المعدات الدوارة قيد التشغيل بسرعة دوران منخفضة، واستهلاك منخفض للطاقة، وتشغيل مستقر بدون اهتزاز وضوضاء طفيفة، مما يساعد على تقليل التآكل وإطالة عمر خدمة المعدات.
2) جهاز التحكم عن بعد سهل التنفيذ. تقوم المعدات قيد التشغيل بفحص حالة الطين أثناء الفحص المنتظم، وضبط جرعة مساعد التخثر وسرعة العمود اللولبي من خلال نظام DCS عن بعد للتحكم في تأثير إنتاج الطين.
3) كمية صغيرة من التشغيل والصيانة. تعمل المعدات بسلاسة، واستهلاك الأجزاء المتحركة صغير، ويمكن أن تلبي التشغيل المستمر على المدى الطويل، ولا تحتاج إلى صيانة متكررة.
4) توفير المساحة. جهاز نزح المياه اللولبي صغير الحجم وله مساحة صغيرة، مما يساعد على توفير المساحة.
5) تعديل الإخراج المرن. من خلال ضبط تردد مضخة الطين للتحكم في إمداد الطين وضبط سرعة العمود اللولبي للمجموعة اللولبية، يمكن تعديل مخرجات المعدات بسلاسة لتتناسب مع إنتاج الطين، ويمكن الحفاظ على التشغيل السلس لنظام معالجة المياه الخام .
6) نطاق تكيف واسع لتركيز الطين ومعالجته. تركيز الطين المناسب هو 10Kg/m3، وهو ما يعادل تركيز الحمأة في نظام المعالجة المسبقة للمياه الخام. ويمكن استخدامه لعلاج الجفاف دون عملية التركيز. تغيير تركيز الطين له تأثير ضئيل على عمل آلة نزح المياه من النوع اللولبي، ومحتوى الرطوبة في الطين يكون ثابتًا بشكل أساسي.
التطبيق المتوقع لمجفف الحمأة اللولبية
مع التطور المستمر لصناعة الطاقة الكهربائية، أصبحت درجة الأتمتة أعلى فأعلى، ويتم استبدال التشغيل اليدوي تدريجيًا بالتحكم الآلي. تعد موثوقية واستقرار تشغيل المعدات من العوامل الرئيسية التي تؤثر على التشغيل التلقائي. تقلل المؤسسات من استخدام الموظفين ، وتزداد كمية المعدات التي يتحكم فيها كل موظف بشكل كبير، مما يفرض متطلبات أعلى على المعدات غير المراقبة. في الوقت الحاضر، يتم استخدام مزيل الرطوبة باللوحة والإطار ومزيل الرطوبة بالطرد المركزي على نطاق واسع في عملية معالجة المياه الخام لمؤسسات الطاقة. ينتمي جهاز إزالة الرطوبة باللوحة والإطار إلى معدات التشغيل المتقطع، ومن الصعب تنظيف الطين العالق على الطبقة الفاصلة لقماش الضغط أثناء التشغيل، لذلك يجب مراقبته وتنظيفه يدويًا على الفور. عمر الخدمة لقماش الضغط محدود، ويجب استبداله بانتظام. ومع ذلك، فإن آلة نزح المياه بالطرد المركزي لديها سرعة عالية، ومتطلبات عالية الدقة للمحامل والأجزاء الدوارة الأخرى، وعبء أعمال الصيانة الكبير، والتكلفة العالية للأجزاء عالية الدقة والضوضاء العالية في التشغيل هي مشاكل شائعة نسبيًا. بعد التصحيح، يمكن لآلة نزح المياه اللولبية المتتالية أن تحقق تشغيلًا مستمرًا ومستقرًا، وسرعة لولبية منخفضة في التشغيل، وانخفاض مستوى الضجيج، وضبط التشغيل المناسب لمحتوى رطوبة الطين، وتآكل المعدات صغير، وعبء أعمال الصيانة صغير. يقوم الموظفون المناوبون بإجراء فحص منتظم، وضبط جرعة مساعد التخثر وفقًا لحالة الطين للتحكم في محتوى الرطوبة في الطين ضمن نطاق معين. إن تدفق تغذية مضخة الطين لديه نطاق تعديل واسع، ويمكن تعديل الإخراج بسلاسة بين التدفق المنخفض والتدفق المقدر. مع تعديل جرعة مساعد التخثر، يمكن تعديل مستوى الإخراج بسلاسة. تم تجهيز آلة نزح المياه اللولبية بجهاز التحكم عن بعد في التشغيل والإيقاف، بالإضافة إلى جهاز التوزيع الأوتوماتيكي لمساعدات التخثر، ويتم تقديم نظام التحكم في برنامج DCS لتلبية متطلبات التشغيل عن بعد والتحكم الآلي.
في عملية إنتاج الطاقة، أصبحت متطلبات توفير المياه أعلى فأعلى، كما أن استخدام المياه البلدية قد وضع متطلبات أعلى للمعالجة المسبقة للمياه الخام في محطات الطاقة. وقد زادت الفطريات والمواد العضوية في المياه بكميات كبيرة، وزاد إنتاج الحمأة بالمقابل. الحمأة لزجة، وعندما يتم استخدام آلة نزح المياه من اللوحة والإطار لإزالة الماء من الطين، فمن السهل ربط الطين على قماش الترشيح لآلة نزح المياه من اللوحة والإطار في عملية العمل. نسبة الحمأة البيولوجية صغيرة نسبيًا، مما يسبب أيضًا صعوبات في عملية نزح المياه لآلة نزح المياه بالطرد المركزي. يمكن لتطبيق آلة نزح المياه اللولبية ضبط خلوص حاجز الطين وفقًا لطبيعة الحمأة، والتحكم في محتوى رطوبة الطين وفقًا للتعديل المعقول لجرعة مساعدات التخثر، وذلك لتلبية احتياجات الأنواع المختلفة من نزح المياه من الحمأة.
في تطبيق معالجة مياه الصرف الصحي لإزالة الكبريت في محطات الطاقة، من الضروري اختيار آلة نزح المياه اللولبية المكدسة المناسبة لنظام إزالة الكبريت بمواد عالية الكبريتات وأيونات الكلوريد العالية لتجنب التآكل السريع وتلف الفولاذ المقاوم للصدأ العادي في البيئة القاسية. يتميز خبث الأسمنت الناتج عن إزالة الكبريت بلزوجة عالية نسبيًا، ويمكن حل مشكلة الالتصاق التي تحدث غالبًا في تشغيل آلة نزح المياه من النوع اللوحي والإطار بشكل أفضل في تطبيق آلة نزح المياه من النوع اللولبي.
يمكن أيضًا استخدام آلة نزح المياه اللولبية المكدسة على نطاق واسع في فحص وتجميع المواد الجسيمية في الماء. على سبيل المثال، أثناء تفشي البكتيريا الزرقاء في منطقة المياه، يتم استخدامه لجمع البكتيريا الزرقاء في الماء. يتم حقن الماء المختلط الذي يحتوي على عدد كبير من البكتيريا الزرقاء بشكل مستمر في آلة نزح المياه اللولبية المكدسة، ويتم تعبئة البكتيريا الزرقاء المجففة وتجميعها بشكل مستمر، مع كفاءة تجميع عالية وتشغيل سهل.
مجالات التطبيق الأخرى، مثل معالجة تليين الحجر الجيري للمياه الخام، ومعالجة تجفيف طين معدات معالجة مياه الصنبور البلدية، ومعالجة عدد كبير من الملاط الناتج عن فصل المواد الجسيمية في الصناعات الأخرى، وما إلى ذلك، فإن آلة نزح المياه اللولبية المكدسة هي يعد أيضًا خيارًا مثاليًا، جنبًا إلى جنب مع تطبيق نظام التحكم الآلي، لتحسين مستوى التحكم الآلي الإجمالي وهو أمر مفيد للغاية.