Опыт компании Chriwa в области водоподготовки

Опубликовано в журнале Химическая техника №2/2015

Образованная более 40 лет тому назад компания Chriwa зарекомендовала себя как предприятие, владеющее компетенцией во всех областях водоподготовки и очистки сточных вод. В настоящее время в группу Chriwa входят четыре независимые компании. Целью деятельности предприятия является разработка технологий подготовки воды, удовлетворяющих растущие запросы и требования заказчиков в области подготовки воды, в том числе специальных технологий для различных производств, в частности для предприятий химической промышленности.

Благодаря высокому уровню развития инженерной мысли в области технологий подготовки воды группа компаний Chriwa является одним из мировых лидеров отрасли. При этом каждая проблема подготовки воды изучается очень детально и только затем осуществляется ее промышленное применение. Фирма Chriwa проектирует и поставляет не стандартные или серийные установки водоподготовки, а исключительно установки, сделанные на заказ, т.е. установки, оптимально рассчитанные в соответствии с проектными заданиями. Для этого в первую очередь, как правило, на месте составляется анализ потребностей, необходимый для того, чтобы определить качество и количество подготовленной воды. Кроме того, изучаются все условия, начиная от добычи исходной воды и заканчивая использованием очищенной воды, и на основании этого вырабатывается общая концепция для предусмотренной подготовки воды. Этим обеспечивается создание установки необходимых размеров и параметров, способной в любое время производить воду необходимого качества.

Проектно-технологический отдел фирмы Chriwa разрабатывает комплексную, продуманную до мельчайших деталей, с учетом индивидуальных особенностей производства технологическую цепочку для подготовки воды, например, городской, скважинной, морской, технической воды, грунтовых, поверхностных вод и т.д.

Фирма Chriwa конструирует свои установки с помощью современнейшей трехмерной графики. Благодаря координации всех аспектов конструкции (система труб, приборное оборудование, строительная ситуация и инфраструктура) инженеры и конструкторы фирмы могут видеть будущую установку во всех ее деталях прежде, чем они будут построены. Это помогает создавать и эксплуатировать установки в улучшенном исполнении.

Система размещения трубопроводов, разработанная с помощью трехмерной графики, способствует оптимальному использованию площади помещения на станциях водоподготовки и облегчает техническое обслуживание и ремонт.

Отдельные компоненты установок водоподготовки полностью собираются и испытываются на головном предприятии в г. Гамбюрене. Этим создаются предпосылки для быстрого монтажа на месте и легкого ввода установки в эксплуатацию. Высококвалифицированные сотрудники нашей фирмы с многолетним опытом работы постоянно совершенствуют методы производства установок.

Сотрудники фирмы обладают всеми необходимыми сертификатами для проведения сварки углеродистой, коррозионно-стойкой сталей и полимерных материалов.

Благодаря наличию на предприятии цехов собственного производства, а также устройств и механизмов, необходимых для обработки поверхностей с покрытием из черной и коррозионно-стойкой сталей, возможность пассивирования коррозионно-стойкой стали, компания может квалифицированно изготавливать все необходимые для проектов компоненты. Монтаж установки на месте проводится силами сотрудников фирмы в сотрудничестве с представителями заказчика, что способствует сведению до минимума возможности возникновения нештатных ситуаций.

В соответствии с требованиями осуществляется монтаж установок «под ключ» специалистами фирмы или предоставляются все необходимые инструменты для монтажа установок силами заказчика.

Используемая в течение 18 лет SCADA система IGSS (диспетчерское управление и сбор данных) хорошо зарекомендовала себя у наших заказчиков. Система визуализации процесса отвечает самым высоким требованиям.

Проектирование SCADA системы базируется преимущественно на опыте потребителей и согласовывается с клиентом. SCADA система является мощным инструментом для сбора и хранения данных в архиве и обнаружения событий и изменений, происходящих на установке.

Основные задачи системы визуализации процесса:

• наблюдение за событиями в системе;
• подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса;
• обнаружение критических состояний процесса.

Программно-аппаратная связь: более 50 драйверов; ОРС-коммуникация; протоколы обмена данными (Comli, Modbus,Profibus,Profinet,TCP/IP,GPRS);радиосвязь; связь с ODBC-серверами, SQL-серверами и базами данных.

Гибкая система регистрации позволяет создать архивный и актуальный перечень ситуаций; предусматривает возможность изменения пользователем Online предельных параметров (с/без пароля), защиту от аварийных ситуаций систем SPS или SCADA, выдает сигналы о необходимости проведения техобслуживания; передачу аварийных сигналов по SMS.

Выполненные на заказ или стандартные отчеты имеют простую конфигурацию, при этом не требуется программирование. Возможен перенос объектов в отчет и составление собственных отчетов в EXCEL, а также использование любого источника данных визуализации и составление отчетов, базирующихся на событиях.

На сегодняшний день Сhriwa имеет успешный опыт работы на предприятиях по всему миру (рис. 1, 2)

Рассмотрим экономические и экологические аспекты модернизации водоподготовки на предприятиях химической промышленности.

В практике глубокого обессоливания воды в основном применяются две известные технологии: прямоточная и противоточная «швебебет».

По прямоточной технологии подача воды в рабочем режиме осуществляется сверху вниз, а обратная промывка и регенерация осуществляются снизу вверх (рис. 3, 4). Для достижения необходимого качества воды (электропроводность < 1μC-cм) по технологии прямотока необходимы две ступени обессоливания или комбинация с фильтрами смешанного действия (ФСД). Таким образом, при прямоточной технологии обессоливания воды необходимо большое количество химикатов, а также воды на собственные нужды.

При очистке воды по технологии «швебебет» рабочий поток воды подается снизу вверх. Слой ионообменной смолы находится в взвешенном состоянии (рис. 5, 6).

При регенерации слой ионообменной смолы осаждается, поток химикатов для регенерации направляется сверху вниз, тем самым в верхней зоне ионообменной смолы образуется сверхактивная зона (в отличие от прямотока). Наличие этой зоны дает возможность достичь необходимого качества обессоленной воды (< 1μC-cм) в одной ступени.

В ОАО «Акрон» в цехе химводоподготовки в 2001– 2008 гг. введены в эксплуатацию четыре блока обессоливания воды производительностью 250 м3/ч каждый по технологии «швебебет». Поставку оборудования, монтаж, пусконаладочные работы, обучение и повышение квалификации обслуживающего персонала при вводе в эксплуатацию блока по обессоливанию воды осуществляли специалисты компании Chriwa. Специалистами фирмы Chriwa также разработано и внедрено программное обеспечение управления всеми блоками одновременно.

Рабочая и сдаточная документация подготовлены на русском языке. Весь объем работ специалисты фирмы выполнили в определенные контрактами сроки.

Качество выполненных работ соответствует требованиям ОАО «Акрон». Гарантийные показатели подтверждены, блоки обессоливания работают стабильно, с высокими технологическими показателями, без аварийных остановок. Пуск блоков в работу позволил сократить расходы серной кислоты, едкого натра и обессоленной воды на собственные нужды.

Сопоставим экономические показатели прямоточных установок по обессоливанию воды с противоточными по технологии «швебебет». С разрешения ОАО «Акрон» представляем сравнительные расходные показатели для установок обессоленной воды, работающих по прямоточной и противоточной («швебебет») технологии (две линии производительностью 250 м3/ч каждая); режим работы: 20 ч (2 ч работы, 4 ч регенерации и ожидания; данные 2013 г.). Используемые реагенты: 95–96%-ная H2SO4 (стоимость 2800 руб./т); 45–46%-ный NаОН (стоимость 22 775 руб./т).

Расход реагентов

Как видно из представленных данных, при очистке воды по технологии «швебебет» значительно сокращается расход химикатов и воды на собственные нужды.

Примерный объем инвестиций для перехода с прямоточного обессоливания воды на технологию «швебебет» (включая аппараты, систему автоматизации, транспорт, монтаж и техническую документацию) при производительности 500 м3/ч (2 × 250 м3/ч) , т.е. 10 000 м3/ сутки (при 20-часовом режиме работы) составляет 1 900 000 евро. Дополнительно в объем инвестиций входят подготовительные и строительные работы, оцениваемые в ~500 000 евро. Таким образом, объем инвестиций – 2 400 000 евро.

Годовая экономия H2SO4 составляет 3 650 000 м3 или в денежном эквиваленте 1 226 400 руб. (24 528 €); годовая экономия NaOH – 3 650 000 м3 или в денежном эквиваленте 36 576 650 руб. (731.533 €). Таким образом, экономия на химикатах составляет 756 061 €/год (при расчете принимали 1 евро = 50 руб.).

Срок окупаемости составляет ориентировочно чуть более 3 лет (в расчетах не учтена экономия воды, используемой для собственных нужд).

Кроме того, значительно улучшается экологическая обстановка, так как существенно уменьшается содержание солей в сточных водах.

В период с 2000 по 2006 год компанией Chriwa было осуществлено несколько поставок оборудования по фильтрации воды в цехи химводоподготовки на крупное российское предприятие по производству минеральных удобрений (г. Тольятти).

В ходе реализации проектов были поэтапно введены в эксплуатацию узлы предварительной механической фильтрации общей производительностью 750 м3/ч, узел обессоливания воды производительностью 750 м3/ч, а также узел глубокого обессоливания воды (фильтры смешанного действия) производительностью 500 м3/ч.

Согласно полученным на выходе из установок анализам показатели подготовленной воды значительно (в разы) ниже предельно допустимых норм по таким характеристикам, как жесткость, щелочность, содержание кремниевой кислоты и натрия, электропроводность. Узел глубокого обессоливания был введен в эксплуатацию в 2007 г., но, несмотря на это, качество подготовленной воды остается стабильным и в настоящее время.

Внедрение технологий компании Chriwa приносит не только экономические преимущества, но и положительно влияет на экологию.