کارخانه‌های تصفیه آب هر روز به کنترل پایدار جریان وابسته هستند. از ورود آب خام گرفته تا فیلتراسیون، تزریق مواد شیمیایی، شستشوی معکوس، مدیریت لجن و تخلیه، هر فرآیند به شیرهایی نیاز دارد که در زمان مناسب باز، بسته یا تنظیم شوند.

در گذشته، بسیاری از کارخانه‌ها از شیرهای دستی استفاده می‌کردند. با این حال، با بزرگ‌تر و خودکارتر شدن سیستم‌ها، عملیات دستی اغلب کند و پرهزینه از نظر نیروی کار است. به همین دلیل امروزه اتوماسیون شیرهای برقی به طور گسترده در سیستم‌های تصفیه آب شهری، صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شیر برقی تصفیه آب، بدنه شیر را به یک اکچویتور برقی ترکیب می‌کند. این شیر را می‌توان از پنل محلی، PLC، DCS یا اتاق کنترل مرکزی کنترل کرد. در نتیجه، اپراتورها می‌توانند کارایی را بهبود بخشند، بازرسی‌های محلی را کاهش دهند و مدیریت فرآیند را آسان‌تر کنند.

اتوماسیون شیر برقی چیست؟

اتوماسیون شیر برقی به معنای استفاده از یک اکچویتور برقی برای به حرکت درآوردن شیر است. اکچویتور، سیگنال برق یا کنترل را دریافت می‌کند و سپس شیر را به موقعیت مورد نیاز می‌چرخاند.

برای شیرهای چرخشی ربع دور، مانند شیرهای پروانه‌ای و توپی، اکچویتور معمولاً 90 درجه می‌چرخد. برای شیرهای چند دور، مانند شیرهای کشویی، اکچویتور چندین دور می‌چرخد تا ساقه شیر را حرکت دهد.

در کارخانه‌های تصفیه آب، اتوماسیون شیر برقی برای موارد زیر استفاده می‌شود:

کنترل ورودی آب خام

کنترل ورودی و خروجی فیلتر

سیستم‌های شستشوی معکوس

خطوط تزریق مواد شیمیایی

خطوط لوله لجن

ذخیره آب تصفیه‌شده

جداسازی ایستگاه پمپ

سیستم‌های تخلیه و دفع

بنابراین، شیرهای برقی اتوماتیک صرفاً دستگاه‌های باز و بسته‌کننده ساده نیستند. آنها بخشی از شبکه کنترل کارخانه هستند.

چرا کارخانه‌های تصفیه آب به شیرهای اتوماتیک نیاز دارند؟

کارخانه‌های تصفیه آب اغلب شیرهای زیادی دارند که در یک منطقه وسیع پخش شده‌اند. برخی شیرها در اتاق‌های پمپ، برخی روی مخازن و برخی دیگر در فضای باز یا زیرزمین نصب شده‌اند. اگر اپراتورها مجبور باشند هر شیر را به صورت دستی بررسی و حرکت دهند، کار زمان‌بر شده و خطر را افزایش می‌دهد.

اتوماسیون برقی به حل این مشکل کمک می‌کند.

اول، کنترل از راه دور را پشتیبانی می‌کند. اپراتورها می‌توانند شیرها را از اتاق کنترل باز یا بسته کنند.

دوم، زمان‌بندی را بهبود می‌بخشد. در چرخه‌های فیلتراسیون و شستشوی معکوس، حرکت شیر باید از یک ترتیب مشخص پیروی کند. اکچویتورهای برقی به تکرارپذیر کردن هر مرحله کمک می‌کنند.

سوم، ایمنی را بهبود می‌بخشد. کارگران نیازی به دسترسی به هر شیر در مکان‌های مرطوب، بلند، باریک یا صعب‌العبور ندارند.

همچنین، بازخورد موقعیت می‌تواند تأیید کند که شیر باز، بسته یا در موقعیت میانی است. این به سیستم کنترل کمک می‌کند تا از خطاهای فرآیندی جلوگیری کند.

شیر پروانه‌ای برقی در تصفیه آب

شیر پروانه‌ای برقی یکی از رایج‌ترین شیرهای اتوماتیک در کارخانه‌های تصفیه آب است. بدنه فشرده، ساختار ساده و عملکرد سریع ربع دور دارد.

در مقایسه با بسیاری از انواع دیگر شیرها، شیرهای پروانه‌ای سبک‌تر هستند و نصب آنها روی خطوط لوله بزرگ آسان‌تر است. این امر آنها را برای سیستم‌های جریان متوسط و بزرگ مفید می‌کند.

کاربردهای رایج عبارتند از:

خطوط لوله ورودی آب خام

سیستم‌های ته‌نشین و رسوب‌گیری

خطوط لوله فیلتر

خطوط آب شستشوی معکوس

سیستم‌های آب خنک‌کننده

خطوط خروجی آب تصفیه‌شده

نقاط تخلیه و جداسازی پمپ

یک شیر پروانه‌ای برقی می‌تواند برای کنترل روشن-خاموش استفاده شود. در برخی موارد، در ترکیب با یک اکچویتور تنظیم‌کننده مناسب، می‌توان از آن برای تنظیم جریان نیز استفاده کرد.

چرا حفاظت IP68 اکچویتور برقی اهمیت دارد؟

محل‌های تصفیه آب اغلب مرطوب، خیس و در معرض شستشو، باران، میعان یا سیل موقت هستند. به همین دلیل، حفاظت اکچویتور بسیار مهم است.

یک اکچویتور برقی IP68 برای حفاظت بیشتر در برابر گرد و غبار و آب نسبت به انواع اکچویتورهای معمولی داخلی طراحی شده است. این به ویژه در کارخانه‌های آب فضای باز، اتاقک‌های شیر زیرزمینی و مناطق مرطوب فرآیند مفید است.

با این حال، IP68 به این معنی نیست که می‌توان پس از نصب، نصب را نادیده گرفت. نصب خوب همچنان اهمیت دارد.

بررسی‌های مهم عبارتند از:

از گلندهای کابل مناسب استفاده کنید.

درپوش اکچویتور را به درستی ببندید.

از خراب شدن سیل‌ها جلوگیری کنید.

ورودی‌های سیم‌کشی را مهر و موم شده نگه دارید.

از تجمع آب در اطراف پورت‌های کابل جلوگیری کنید.

پس از سیل یا استفاده طولانی مدت در فضای باز، اکچویتور را بررسی کنید.

با اکچویتور مناسب و نصب صحیح، کارخانه‌های تصفیه آب می‌توانند خرابی ناشی از نفوذ رطوبت را کاهش دهند.

کنترل روشن-خاموش در برابر کنترل تنظیمی

هر شیر برقی تصفیه آب نیازی به حالت کنترلی یکسانی ندارد. در بسیاری از موارد، کنترل ساده روشن-خاموش کافی است. اکچویتور، شیر را کاملاً باز یا کاملاً بسته می‌کند.

کنترل روشن-خاموش برای موارد زیر مناسب است:

شیرهای جداسازی

شیرهای تخلیه

تغییر شستشوی معکوس

خطوط بای‌پس پمپ

کنترل ورودی و خروجی مخزن

با این حال، برخی سیستم‌ها به کنترل دقیق‌تر جریان نیاز دارند. در این حالت، یک اکچویتور تنظیم‌کننده می‌تواند شیر را به موقعیت‌های مختلف، مانند 25٪، 50٪ یا 75٪ باز حرکت دهد.

کنترل تنظیمی برای موارد زیر مفید است:

تعادل جریان

پشتیبانی از تزریق مواد شیمیایی

کنترل فشار

کنترل سطح مخزن

تنظیم آب فرآیند

قبل از انتخاب اکچویتور، مهندس باید تأیید کند که آیا شیر فقط جریان را تغییر می‌دهد یا باید آن را نیز تنظیم کند.

بازخورد موقعیت به اپراتورها کمک می‌کند وضعیت شیر را ببینند

در سیستم‌های آب اتوماتیک، ارسال یک دستور کافی نیست. سیستم کنترل همچنین باید بداند که آیا شیر به موقعیت صحیح رسیده است یا خیر.

بازخورد موقعیت می‌تواند وضعیت باز، بسته یا درصد موقعیت را نشان دهد. این به اپراتورها کمک می‌کند تا مشکلات را سریع‌تر شناسایی کنند.

به عنوان مثال، اگر PLC دستور باز شدن را ارسال کند اما شیر به موقعیت باز نرسد، سیستم می‌تواند هشدار دهد. این ممکن است به گشتاور بالای شیر، ولتاژ پایین، مشکل سیم‌کشی یا شیر مسدود شده اشاره داشته باشد.

انواع رایج بازخورد عبارتند از:

کنتاکت‌های خشک باز و بسته

بازخورد پتانسیومتری

بازخورد موقعیت آنالوگ 4-20mA

برای شیرهای اولیه تصفیه آب، بازخورد باز و بسته ممکن است کافی باشد. برای شیرهای کنترل جریان، بازخورد آنالوگ اغلب مفیدتر است.

عوامل کلیدی انتخاب شیرهای تصفیه آب

انتخاب شیر اتوماتیک مناسب با شرایط فرآیند آغاز می‌شود. شیری که در آب تمیز عملکرد خوبی دارد ممکن است برای لجن، تزریق مواد شیمیایی یا فاضلاب خورنده مناسب نباشد.

عوامل مهم انتخاب عبارتند از:

نوع شیر. شیرهای پروانه‌ای برای خطوط لوله بزرگ آب رایج هستند. شیرهای توپی اغلب برای خطوط کوچکتر یا نیازهای قطع تنگ‌تر استفاده می‌شوند.

اندازه شیر. شیر باید با اندازه لوله و سرعت جریان مورد نیاز مطابقت داشته باشد.

وضعیت محیط. آب تمیز، آب خام، لجن، فاضلاب و مایعات شیمیایی نیازهای متفاوتی به شیر دارند.

فشار و دما. شیر و اکچویتور باید با فشار کاری و دمای محل مطابقت داشته باشند.

جنس بدنه شیر. بسته به خطر خوردگی و کیفیت آب، ممکن است از چدن، فولاد ضد زنگ، PVC و سایر مواد استفاده شود.

جنس سیل. EPDM، PTFE، NBR و سایر سیل‌ها باید بر اساس محیط و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی انتخاب شوند.

گشتاور اکچویتور. اکچویتور باید گشتاور کافی برای حرکت قابل اعتماد شیر داشته باشد، حتی پس از خدمات طولانی مدت.

منبع تغذیه. ولتاژ منبع تغذیه موجود را قبل از سفارش تأیید کنید.

سطح حفاظت. مناطق فضای باز یا مرطوب ممکن است به اکچویتور برقی IP68 یا سایر طرح‌های حفاظتی بالا نیاز داشته باشند.

سیگنال کنترل. کنترل روشن-خاموش، تنظیمی یا هوشمند را بر اساس سیستم کنترل کارخانه انتخاب کنید.

مشکلات رایج در کاربردهای تصفیه آب

سیستم‌های شیر برقی در کارخانه‌های تصفیه آب ممکن است با چندین مشکل رایج روبرو شوند. خوشبختانه، بسیاری از آنها با انتخاب و نگهداری صحیح قابل پیشگیری هستند.

نفوذ رطوبت. این می‌تواند به سیم‌کشی داخلی یا تخته‌های کنترل آسیب برساند. از حفاظت مناسب و ورودی‌های کابل مهر و موم شده استفاده کنید.

اندازه نادرست اکچویتور. اگر گشتاور خیلی کم باشد، اکچویتور ممکن است متوقف شود، بیش از حد داغ شود یا نتواند شیر را ببندد.

منبع تغذیه ضعیف. ولتاژ پایین یا ناپایدار ممکن است باعث حرکت کند یا هشدارهای خطای اکچویتور شود.

تجمع رسوب. آب خام و فاضلاب ممکن است حاوی شن، رسوب یا مواد جامد باشد. اینها می‌توانند گشتاور شیر را افزایش دهند.

تنظیم نادرست محدود. اگر اکچویتور در موقعیت صحیح متوقف نشود، ممکن است شیر را بیش از حد بارگذاری کند یا نتواند مهر و موم کند.

برنامه نگهداری ضعیف. حتی شیرهای اتوماتیک نیز به بازرسی نیاز دارند، به ویژه در مناطق مرطوب یا کثیف.

بررسی‌های منظم به قابل اعتماد نگه داشتن سیستم و کاهش توقف ناگهانی کمک می‌کند.

نکات نگهداری برای عمر مفید طولانی‌تر

یک شیر برقی تصفیه آب باید به عنوان بخشی از برنامه نگهداری معمول کارخانه بررسی شود.

مراحل نگهداری مفید عبارتند از:

شیر را از طریق چرخه‌های کامل باز و بسته اجرا کنید.

سیگنال‌های بازخورد موقعیت را بررسی کنید.

گلندهای کابل و سیل‌های درپوش را بررسی کنید.

به صدای غیرمعمول اکچویتور گوش دهید.

خوردگی روی بدنه شیر و اتصالات را بررسی کنید.

گل و لای، رسوب یا زباله‌های اطراف شیر را پاک کنید.

تأیید کنید که override دستی در صورت نیاز کار می‌کند.

در صورت وجود، هشدارهای جریان یا گشتاور اکچویتور را بررسی کنید.

همچنین، پس از باران شدید، سیل یا شستشو، اکچویتورهای فضای باز و جعبه‌های اتصال را بررسی کنید. مشکلات کوچک نفوذ آب می‌توانند در طول زمان به خرابی‌های بزرگ تبدیل شوند.

چ