Тұнбалану және сұйық жүйесі туралы түсінік

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Автоматы түрде реттеу дегеніміз  адамның тікелей қатысуынсыз  агрегаттың жұмысын немесе процесстің берілген режимін демеу. Автоматы түрде  реттеу кезінде адам рөлі проэкциялаумен, монтажбен, жүйені реттеумен және де оның іс-әрекетін бақылаумен шектеледі. Адам автоматтандырылған реттеу кезінде тікелей процесті басқарудан босайды және бұл бөліктегі оның функцияларын автоматтандырылған реттегіштер деп аталатын арнайы қондырғылар іске асырады.   

Автоматты түрде реттеу ескі технологиялық процестерді түбегейлі түрде жетілдіріп және қарқындатып қана қоймай, сонымен қатар қолмен реттеу кезінде мүмкін болмаған, жаңа процестерді іске асыруға мүмкіндік берді. Бұл реттеу түрі адам еңбегін жеңілдетіп, оның өнімділігін арттырады және денсаулыққа қауіпсіз болады.       

Автоматты реттеу жүйесі бір –біріне  әсері бар нысаннан және реттегінтен  тұрады.

Технологиялық процестерді, әр түрлі  машиналарды, аппараттанрды және басқада  техникалық құрылымдарды біз реттеу нысандары деп атаймыз. Адамның қатысуынсыз белгілі бір өлшемді ұстап тұратың аспап және құрылым автоматты реттегіш деп аталады. Барлық автоматты жүйелер екіге бөлінеді

1. тұйықталған
2. тұйықталмаған

Өндірісті автоматтандыру адамның  өндірістік процестерді басқару  функцияларын тікелей орындаудан босап, бұл фукциялардың арнайы қондырғыларға берілуімен сипатталатын машина өндірісінің жаңа кезеңі. Реттеу параметрі деп агрегат жұмысын немесе технологиялық процесс жүрісін анықтайтын физикалық-химиялық немесе басқа айнымалыларды айтамыз. Автоматтандырылған реттегіш деп реттеу процесін іске асыратын қондырғылар шоғырын атайды. Технологиялық режимді басқарудың мәселесі жекеленген технологиялық параметрлердің (су шығыны, температурасы, қысымы) автоматтанған реттеудің жергілікті жүйесінің (САР) көмегімен шешіледі.  Қазіргі таңда мұнай-газ,металлургия, темір жол, азық түлік, химия және тағы басқа өнеркәсіптерде кеңінен қолданыс тапты. Технологиялық процесті автоматтандыру ол, еңбек өнімділігін арттыру, өнім сапасын жоғаралату, материал және энергия шығындарын қысқарту, қызметкерлер санын азайту сияқты негізгі қорлары болып табылады. Сондықтан да автоматтандырылған жүйелердің біз үшін маңызы зор.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технологоиялық бөлім

1.1 Тұнбалану және сұйық жүйесі туралы түсінік

Тұнбалану — сұйықты құнарсыз бытыраған механикалық қоспалардан тазартудың  кең тараған әдісі. Оны технологиялық және тұрмыстық мұқтаждықтарға, канализациялық ағындарды өңдеуге, шикі мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандыруда, көптеген химиялық технология жүйесінде суды дайындау үшін қолданылады.  

Тұнбалану - сонымен қатар түрлі өнеркәсіп өндірісі мен табиғи алынған өнімдердің сұйықтық ортада құнарсыз бытырауы үшін Отстаивание пайдаланылады.

Тұнбалану гидротехникалық құрлыстар мен сумен жабдықтау, канализация жүйелеріндегі суларды тазарту үшін; сондай-ақ сұйықтардан бұрғылау амбарларын тазарту үшін; түрлі технологиялық қондырғылар мен машиналардағы сұйық мұнай өнімдерін тазарту үшін қолданылады. 

Тұндыру – газдан (пардан), ертіндіден немесе бір және бірнеше құрамнан тұратын балқыулардан шөгіндінің қатты түрінде бөлінуі.

Тұндырудың әртүрлі түрлері химияда химиялық элементтердің шөгу қасиетін білу үшін және шөгіндінің компоненттерін анықтауға кедергілерді жою үшін, тұздан тазартылған жұқа қабықты алу үшін, химия өндірісінде  фаз бөлу үшін кеңінен пайдаланылады.  

Тұнбалану

 Тұнбалану (а. settling, gravity sedimentation; н. Abklдrung, Absetzen; ф. dйcantation; и. sedimentacion) — ауыртпалық күшінің әсерінен құнарсыз бытыраңқы сұйықтың бөлінуі (суспензия, эмульсия). Тұнбалану кезінде бытырау фазасының бөлігі бытыраңқы сұйықтық ортасынан шөгіндіге түседі немесе жоғарғы бетке қалқып шығады.

Тұнбалану технологиялық әдіс ретінде диспергировиялық затты бөлу үшін және сұйықты механикалық қоспалардан тазарту үшін қолданады. Тұнбалау кезінде системада қарқынды арластырудың, күшті конвенциялы тасқындардың және кедергі келтіретін құрылымдардың пайда болуы болмағаны дұрыс.

      Тұнбалану – сұйықты құнарсыз бытыраңқы механикалық қоспалардан тазарту кеңінен таралған әдіс. Оны технологиялық және тұрмыстық мұқтаждарға суларды дайындау үшін, канализациялық ағындарды тазарту үшін, көптеген химиялық технология жүйесінде  шикі мұнайды суландыру мен тұзсыздандыру үшін қолданады.

   Тұнбалану – су жиналатын жерлердің жасанды және табиғи жолмен тазартылуының нағыз жолы болып табылады.  

   Тұнбаланудың әсерінен шашырату фазалары ыдыстың түбіне шөгеді немесе сұйықтың бетінде қалқиды.

Тұнбалану кезінде жоғарғы бетте пайда болған тамшылар қаймақ деп аталады. Төменде жиналған суспензия бөліктері мен эмульсия тамшылары тұнбаны құрайды.

Тұнбаның немесе тұнба қаймағының жиналуы шөгудің заңдылығын анықтайды. Шөгудің құрылымы физикалық жүйесі мен шөгудің шартына байланысты болады. Ол құнарсыз бытыраңқы жүйесінде шөгу кензінде тығыз болады. 

  Тұнбаның жинақталуы Стокса заңымен анықталады.

Ең алдымен тұнбалар ауқымды бөліктерге түседі, ал ұсақтары жайменен «муть» тұнбаларын құрайды.

     Концентриялық суспензияда еркін емес, ұжымдық, бірлескен тұнбалану байқалады, соның әсерінен үлкен шөгінді бөліктер өзіне қарай кішкентайларды тартып, сұйықтың жоғарғы қабатына сәуле береді.

Тұнудың құрылымы тұнбалардың шөгу жүйесіне және тұнудың шарттарына байланысты болады.

Жеңішке ұсақталған заттар, әсіресе (пластиналық, жіптәрізді, инетәрізді) бөліктермен сұйық қоймалжың, борпылдақ тұнбаларды құрайды. 

Тұнудан тазарту жұмыстары бассейндерде және түрлі суқоймаларында жүргізіледі. Тұнбаланудан тазартулар гидротехникалық құрылымдарда сумен жабдықтауларда, канализациялауда, химиялық технология жүйесінде  шикі мұнайды суландыру мен тұзсыздандыруда кеңінен қолданылады.

1.2 Тұндырғыштардың түрлері

Статистикалық тұндырғыштар

Мұнайды тасмалдау мекемелері (мұнай базалары, мұнайды өндіру станциялары) мұнай және мұнай өнімдерін судан тазарту мен жинау үшін әртүрлі тұндырғыштарды қондырады. Бүл үшін кәдімгі стандарт болат және темірбетонды резервуарларды қолданады, олар резервуар – жинағыштар, резервуар-тұндырғыштар немесе буфер – резервуарлар, суды техникалық схема бойынша тазартатын режимде жұмыс жасайды.

Технологиялық процесстің нәтижесінде мұнайбазалары мен мұнайсорғылау станцияларындағы ластанған сулар тазартылған құрылымдарға біркелкі түспейді. Ластанған суларды тазартылған құрылымдарға біркелкі беру үшін буферлы резервуарлар қолданылады. Олар суларды бөлетін және мұнай жинақтайтын қондырғылармен, тұрып қалған суларды беру мен жіберу үшін трубалармен, демалу аппаратураларымен жабдықталған. Мұнай суда үш (жеңіл, қиын бөліну, ерітілген) жағдайда болғандықтан, ол буферлы резервуарға түскесін, мұнай жеңіл және бөлшектеніп судың жоғарғы жағына шығады. Екінші жағдайда бұл жаймен болады. Ұсақ шашыраңқы мұнайды үлкен биіктіктегі резервуарда бөлу үшін біршама уақыт (48 сағ. астам) жұмсау қажет, себебі буферлы резервуарда бұндай бөлу қарастырылмаған.

Резервуарларда бөлінетін жеңіл мұнайды 90-95% бөлуге болады. Бұл схема үшін тазартылған құрылымдарда екі және  артығырақ буферлы резервуарлар мерзімді жұмыс жасайтын қондырылады: толтыру, тұндыру, сорғызу.  

Резервуар көлемі толтыру, тұндыру, сорғызу есебіне орай таңдалады, мысалы тұндыру уақыты 6 дан 24 сағатқа дейін.

Үлкен резервуарлардың ерекшелігі – герматикалық және индустриальды әдіспен құрастыру мүмкіншілігі, бұл құрлысқа жұмсалатын уақытты үнемдейді.

Суды тік резервуарларда тұндыру динамикалық және ағынсыз режимде жүргізілуі мүмкін. Динамикалық режимде резервуарларды толтыру мен босату бірмезгілде жүргізіледі.

Статистикалық режимде резервуарлар үш циклде жұмыс жасайды: толтыру, тұндыру, босату. Сондықтан су тұндырғыштары үшін резервуарлар саны екеу немесе бірнеше үлкен, динамикалық режимлегі резервуарлар көлеміне қарағанда. Резервуарлар автоматикалық құралдармен жабдықталуы қажет. Тұнған суды сорғылаудың алдында, мұнайдың қалдығын алады, содан кейін тазартылған суды сорғылайды. Түбіндегі тұнбаны кетіру үшін құрғату трубалары қондырылады.

   Ағынды суды қосымша тазарту үшін жиі қосалқы тұнған тоғандар қолданылады, су жиналатын жердің тереңдігі 4 м. жетеді. 

  Бұндай тоғандар бірнеше секциялардан тұрады, әрқайсы суды жіберетін және жинайтын қондырғылармен жабдықталған. Қосымша тұндырғыш тоғандарының мынадай кемшіліктері бар: үлкен территорияны қажет етеді, тым қымбатшылығы, ауаны буланатын мұнайөнімдерімен ластау, тазартуға жел салмағының әсері, мұнайды мен шөгіндіні жинаудағы қиыншылықтар және т.б.

Динамикалық тұндырғыштар

Динамикалық тұндырғыштардың ерекшелігі судағы қозғалыста жүрген қоспаларды бөлу болып табылады.

Динамикалық тұндырғыштарда сұйықтар көлденең немесе тік бағытта қозғалады, осыған байланысты тұндырғыштар көлденең және тік болып бөлінеді.

Тік тұндырғыш цилиндрлі немесе квадрат болып келетін резервуар, түбі жиналған шөгіндіні жинауға және сорғызуға ыңғайлы. Судың тік тұндырғыштағы ағысы төменгі жақтан жоғары қарай басталады. 

Көлденең тұндырғыш тікбұрышты биіктігі 1,5-4 м, ені 3-6 м. және ұзындығы 48 м. болатын резервуардан тұрады. Түбіне түскен шөгінділер арнайы қырғыштармен шұңқырларға жақындатылып одан гидроэлеватормен, насоспен және басқада құралдармен тұндырғыштардан тазартылады. 

    Тазартылатын өнімдерге байланысты көлденең тұндырғыштар бөлінеді: құмұстағыштар, мұнайұстағыштар, мазутұстағыштар, бензинұстағыштар, майұстағыштар. Тарамдалған дөңгелек формадағы тұндырғыштарда сулар ортаға немесе кейін қарай ағады. Жиналған суларды тазарту үшін тарамдалған тұндырғыштардың диаметрі 100 м. дейін және тереңдігі 5 м, дейін болады.

Жұқақабатты тұндырғыштар.

Тұндырғыштар неғұрлым биік болса, соғұрлым судың жоғарғы бетіне бөліктерді шығаруға уақыт көп жұмсалады. Бұл тұндырғыш ұзындығының өсуіне байланысты. Тұндырғыштар размерлерінің өсуі гидродинамикалық қасиетінің төмендеуіне әкеліп соғады. Осының барлығы жұқақабатты тұндырғыштарды жасатты. Ол конструкциясы бойынша құбырлы және пластинкалық болып бөлінеді.  

Құбырлы тұндырғыштар.

Құбырлы тұндырғыштың жұмыс элементі – 2,5-5 см, диаметрлі, ұзындығы 1 м. жуық құбыр.

Құбырлы тұндырғыштарда кіші және үлкен иілген құбырлар қолданылады. Кішілеу иілген құбырлы тұндырғыштар мерзімді циклмен жұмыс жасайды: суды ағарту мен құбырларды тазарту.

Ағартудың тиімділігі 80-85% құрайды. Тұндырғыштардың жұмыс уақыты құбырлардың диаметріне байланысты емес, ұзындығының өсуіне қарай ұлғаяды. Үлгі бойынша жасалған құбырлар поливинильды немесе полисттирольды пластикадан жасалады. Әдетте ұзындығы 3 м. жуық, ені 0,75 м. биіктігі 0,5 м. блоктар қолданылады. Құбырлы элементтің размері 5х5 см.      

Бұл блоктардан конструкция бойынша түрлі секцияны жасауға немесе тік және көлденең түрінде орналастыруға болады. 

Пластинді тұндырғыштар.

Пластинді тұндырғыштар параллель қатарлы орналасқан, араларынан сұйықтар жүретін  пластиннен тұрады. Судың ағу бағыты мен тұскен шөгіндіге байланысты тұндырғыштар бөлінеді: тура ағатын – сумен тұнба сәйкес болады; қарсы ағысты – сумен тұнба бір-біріне қарай ағады; айқұш-ұйқыш- су тұнба бағытымен ағады.

Кеңінен пластинді қарсы ағысты тұндырғыштар таралған. Пластинді тұндырғыштарда  суды ағартудың әсері оның биіктігінің төмендеуіне байланысты болады. Құбырлы және пластинді тұндырғыштардың құндылығы – олардың құрлыста экономдылығы және темірдің орнына пластиканы қолдануы. Жұқақабатты тұнғыштардың жалпы кемшілігі – мұнай қалдықтары мен үлкен мұнай қойыртпақтарын жеңіл бөліп шығаратын қосымша бөліктер жасауды қажет етеді. Қойыртпақтар диаметрі 10-15 см. жетеді, мұның өзі жұқақабатты тұндырғыштарды істен шығарады.   

Бұндай жағдайлар тұнғыштардың жұмысын төмендетеді. Сондықтан жиналған суды, мұнай қалдықтары мен қойыртпақтарын тазартатын қондырғылар шығарылды.

Буферлы ыдыс – басқалардан өзгешелеу. Ол ауқымды, герметикалық қақпағы мен ішінде қысқа құбырөткізгіші бар. Буферлы ыдыс – қалыңқабатты тұндырғышпен қосылған. Жұқақабатты тұндырғыштан айырмашылығы, биіктігі бірнеше он сантиметрді құрайды. Ол дөңгелек немесе тікбұрышты құбырлардан тұрады.

Тұндырғыштар көлбеу және иілген жазықтықта жұмыс жасай алады.  Оларды орналастыру арзанға түседі және жеңіл автоматизациялауға болады.    Қаланың лас суларын, механикалық және биологиялық тазарту негізінде, тазартатын ғимараттарды әр түрлі минералдық және органикалық заттардан тұратын тұнбалар пайда болады. Ол торларда ұсталынатын қалдықтар, тұндырғыштардағы тұнбалар, лай немесе биопленкалар. Әдетте, ұсталынған қалдықтар тұндырғыштарға дейінгі арыққа түсіп ұсталынады да, осылайша шикі тұнбаға айналады. Тұнбаның көлемі өлшеуге берілген судың 1% -нен аспайды, соның ішінде белсенді лайдың есебінен өнген тұнбаның 60-70% құрайды.Тұнбаның ылғалдылығы – 92-96% нашар қышқылды реакциясы болады, үлкен дәрежеде микроорганизмдермен қаныққан және құрамында гельминттердің жұмыртқалары болады. Қаланың лас суларындағы тұнбалардың қатты фазасы органикалық және минералдық заттардан тұрады.