Hướng dẫn vận hành hệ thống định lượng clo

Hê thống định lượng clo hơi vào nước gồm 3 phần:

• Bình đựng, vận chuyển và lưu giữ (kho chứa) clo lỏng (clo hơi hóa lỏng ở áp lực nén cao)
• Thiết bị định lượng clo (clo hơi) trong môi trường chân không gọi là clorator
• Bơm nước và Ejector tạo chân không cho thiết bị định lượng và hòa tan clo hơi vào nước thành dung dịch đưa đến điểm cần châm clo. Trên đường ống nối từ clorator dẫn clo hơi vào Ejector có đặt van một chiều để ngăn chặn nước từ Ejector có thể chảy ngược vào clorator khi đường dẫn dung dịch clo sau Ejector bị sự cố.

Việc lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng hệ thống định lượng clo vào nước người vận hành phải đọc kỹ, hiểu rõ và luôn tuân thủ các quy trình kỹ thuật do nhà sản xuất thiết bị cung cấp và quy trình vận hành do kỹ sư thiết kế cung cấp. Trong phạm vi bài viết này chúng tôi chỉ nêu tóm tắt những yêu cầu chung cần tuân thủ khi khởi động, ngừng và theo dõi xử lý những trục trặc bất thường hàng ngày.

Đường đi của clo từ bình đựng đến điểm châm vào nước

Clo hơi được sản xuất công nghiệp tại nhà máy, nén vào các bình đựng áp lực cao, clo hơi hóa lỏng, đựng trong các bình vận chuyển đến các nhà máy nước. Tại các nhà máy nước lắp đặt hệ thống châm clo vào nước. Từ bình đựng clo lỏng, clo bốc hơi đi qua van giảm áp vào clorator, clo hơi đi qua van điều chỉnh chân không và giữ ổn định áp lực rồi qua đồng hồ đo rotamet đo lưu lượng clo đi qua Ejector. Điều chỉnh lượng clo bằng lỗ trong van đặt trước rotamet. Hơi clo đi vào Ejector được hòa trộn với nước của Ejector thành dung dịch của axit HClO đến điểm cần châm vào nước.

Áp lực chân không trong clorator và ống dẫn hơi clo được máy bơm bơm nước qua Ejector tạo ra. Van điều chỉnh chân không đặt trong clorator làm ổn định áp lực chân không trong hệ thống định lượng clo và duy trì áp lực chân không cần thiết tương ứng với lượng clo hơi cần châm vào nước.

Ưu điểm của hệ châm clo dùng hệ thống clorator chân không là sự an toán. Nếu có sự sai hỏng hoặc rò rỉ trong hệ thống chân không thì clorator sẽ dừng dòng hơi cấp vào, không khí từ bên ngoài sẽ đi vào hệ thống mà không cho clo hơi thoát ra ngoài môi trường xung quanh. Trong trường hợp van điều chỉnh áp lực trên đường ống dẫn clo hơi từ bình đựng đến clorator bị hỏng, rò rỉ, clo hơi sẽ thoát ra môi trường xung quanh.

Bình đựng clo

Bình thép hình trụ

Bình đựng clo bằng thép hình trụ tròn thường chứa từ  45 -68kg clo. Loại bình này thường được dùng trong các nhà máy nước có công suất <= 500 m3/ngày.

Năng suất bốc hơi của bình (từ clo lỏng sang clo hơi) là 18kg/24giowf =0,75 kg/h ở nhiệt độ không khí bao quanh từ 22 -25⁰C. Nếu yêu cầu lượng clo sát trùng lớn hơn 0,75kg/giờ thì phải lắp 2 bình chạy song song. Vì lượng clo bốc hơi cần lấy ra quá khả năng cung cấp của bình (quá trình bốc hơi thu nhiệt) nên mặt ngoài của bình bị lạnh hơi nước đọng lại, gây rỉ và ăn mòn thiết bị. Để đảm bảo an toàn khi vận hành bình đựng clo hình trụ phải thu thủ đúng các điều sau:

• Vận chuyển bình đựng clo trong trạm phải dùng xe đẩy 2 bánh có tay cầm và giá đỡ bình và bình phải buộc chặt vào giá ở độ cao 2/3 bình
• Bình đựng clo có thể vần xoay để di chuyển ngắn ở vị trí thẳng đứng. Không được phép nhấc bình lên khi không đủ thiết bị và dụng cụ chuyên dùng.
• Phải thay hoặc đặt thêm chụp bảo vệ vào đầu bình khi di chuyển
• Không để ánh nắng chiều vào bình ( nhất là ở nơi nóng ẩm)
• Vận chuyển và lưu trữ trong kho phải giữ bình ở tư thế đầu bình thường lên trên
• Để bình rỗng và bình có chứa clo ra 2 chỗ riêng biệt, có ghi biển báo để phân biệt tình trạng lưu trữ của 2 loại bình này
• Tháo mũ đập trên nắp bình, kiểm tra độ an toàn của ren trên nút vặn, nếu thấy ren trên nút vặn bị rỉ, sứt mẻ nhẹ hoặc mòn thì trả lại ngay cho nhà cung cấp

Thùng thép đựng clo

Thùng thép đựng clo có dạng hình trụ kết cấu hàn, đường kính ngoài 75cm chiều dài 200cm. Hai đầu hình trụ được hàn bịt kín bằng 2 chõm bán cầu lõm. Lượng clo đựng trong bình 1680 kg. Năng suất bốc hơi clo của bình ứng với nhiệt độ 20 -25⁰C là 4,5 -5kg clo/giờ.

Trên thùng có 8 chip an toàn, chip nóng chảy để tháo bớt lượng clo đựng trong bình ra ngoài khi gặp nhiệt độ cao, tránh hiện tượng cháy nổ bình do áp lực hơi clo tăng cao 4 chip đặt sau.

Ở một đầu của thùng, tại tâm bán cầu lõm có 2 van 1 van lấy khí clo ra đặt trên còn van tháo clo lỏng ra khỏi bình đặt phía dưới.

Để vận hành an toàn thùng container cần tuân thủ các quy định sau:

• Xếp các thùng lên xe bằng 2 thanh ray dẫn, xe phải là xe tải nhiều ngăn
• Nâng thùng container bằng dây cáp chuyên dùng để đấu móc của cần trục gắn vào, công suất nâng của cần trục phải có tải trọng gấp đôi trọng lượng thùng đựng.
• Để container trong kho lưu giữ tại nhà máy trên giá đỡ bình bán nguyệt bằng thép hoặc bằng bê tông để thùng không bị lăn, trượt ra khỏi vị trí đã đặt. Lối đi giữa các hàng và giữa các thùng phải rộng tối thiểu 75cm.
• Tốt nhất trên 2 giá đỡ 2 đầu lắp 4 bánh xe nhỏ đường kính 9cm để có thể lăn thùng tại chỗ, quanh trục nằm ngang sao cho van lấy clo hơi nằm trên, van xả clo lỏng nằm dưới trên cùng 1 đường thẳng đứng khi có hơi clo rò rỉ có thể xoay thùng để clo rò rỉ thoát lên trên không choc lo nước rỉ ra sàn.
• Dùng khóa để cố định thùng container khi đặt container làm việc lên cân để biết trọng lượng thay đổi khi cấp clo. Nối ống mềm chuyên dùng vào van khi đặt phía trên để dẫn clo vào van điều áp trong clorator.

Khởi động clorator

Trước tiên người vận hành phải đọc, hiểu kỹ và tóm tắt thành quy trình ghi vào cẩm nang vận hành nhà máy những hướng dẫn của nhà sản xuất và kỹ sư thiết kế về trình tự khởi động, cho ngừng hoạt động và quy trình theo dõi bảo dưỡng hàng ngày của hệ clorator. Và luôn nhớ khi vận hành hệ thống châm clo vì lý do an toàn phải luôn luôn có 2 người. Không cho phép khi chỉ có 1 người vào để điều chỉnh, khắc phục sự cố trong quá trình vận hành.

Trình tự khởi động hệ thống định lượng clo hơi lấy từ bình đựng hoặc container được tóm tắt như sau:

1. Kiểm tra để biết chắc chắn van khí đặt ở đầu bình hoặc container chứa clo đã được đóng, các van trong clorator đã được đóng.
2. Tất cả các van trên đường ống dẫn clo đã được đóng khi dừng hoạt động và các van này vẫn đang ở tình trạng đóng nếu 1 van nào đó cần phải để ở trạng thái mở phải có biển báo (đang mở) treo tại van này.
3. Kiểm tra toàn bộ đường dẫn hơi clo, các mối nối đang ở tình trạng tốt, không bị rò rỉ
4. Kiểm tra đường dẫn dung dịch clo từ Ejector đến điểm cần châm vào nước ở tình trạng sẵn sàng làm việc
5. Mở van ở lỗ điều chỉnh lượng clo tại clorator đến mức sẵn sàng điều chỉnh
6. Mở bơm nước sạch chuyên dùng bơm nước cấp cho Ejector để tạo chân không cho clorator. Hơi clo được hệ chân không hút qua clorator vào Ejector để hòa tan vào nwocs thành dung dịch trước khi châm vào nước xử lý.
7. Kiểm tra hệ bơm và ống cấp nước cho Ejector – đọc chỉ số áp lực trên đồng hồ đo đặt trước Ejector. Nếu áp lực nước dưới 2,5kg/cm² là không đạt yêu cầu, phải tìm nguyên nhân ở bơm, bể hút và đầu đẩy để chỉnh lại
8. Đọc giá trị chân không do Ejector tạo ra trên đồng hồ chân không đặt trên đường ống dẫn hơi clo từ clorator đến Ejector. Nếu không có sẵn đồng hồ chân không phải lắp bổ sung. So sánh trị số chân không đọc được với trị số chân không yêu cầu, nếu thấp hơn phải tăng áp lực lưu lượng của bơm nước.
9. Kiểm tra đường ống dẫn có chân không, loại trừ hiện tượng xâm nhập khí vào đường ống và mối nối.
10. Dùng cờ lê chuyên dụng mở van cấp khí tại bình hoặc tại container để clo hơi đi vào clorator. Hệ châm clo bắt đầu hoạt động.

Kiểm tra clorator

• Áp lực hơi clo đi vào clorator từ 1,4 – 2,1 kg/cm²
• Lượng clo đi qua rotamet đúng yêu cầu
• Kiểm tra các trị số đã cài đặt trên hệ điều khiển tự động
• Ghi vào sổ trực giờ và chế độ hoạt động của hệ châm clo

Cho hệ châm clo ngừng hoạt động

1. Yêu cầu phải có 2 người

Cho ngừng tạm thời. Thời gian ngừng khoảng dưới 1 tuần

• Phải có sẵn các thiết bị, dụng cụ an toàn khi thấy có clo rò rỉ
• Đóng van dẫn khí clo tại bình hoặc container
• Chạy bơm nước để Ejector làm việc, hút hết clo còn trong các ống dẫn và clorator. Đồng hồ chỉ áp lực trước clorator về số không. Sau đó ngừng bơm nước vào Ejector

Cho ngừng hoạt động lâu hơn

• Thực hiện trình tự 3 bước đã nêu ở mục A
• Ngắt điện cách ly clorator, treo biển báo dừng hoạt động
• Kiểm tra tất cả các van trong clorator và trên đường ống dẫn ở tình trạng đóng kín
• Vận hành bình thường và phát hiện sự cố
• Trong quá trình vận hành phải thường xuyên quan sát theo dõi toàn hệ thống châm clo. Khi phát hiện có hiện tượng bất thường tại một công đoạn nào đó, phải tìm nguyên nhân để điều chỉnh
• Kho đựng bình hoặc container chứa clo dự trữ kể cả phòng đặt bình clo
• Kiểm tra các lối đi giữa các hàng container và giữa các container, không có vật ngăn cản quá trình thao tác và di chuyển
• Kiểm tra hệ thống thông hơi, hệ thống hút khí clo rò rỉ đang ở tình trạng làm việc tốt, hệ thống ngâm hóa chất hoặc tháp trung hòa clo ở tình trạng sẵn sàng làm việc
• Theo dõi ít nhất 1 kíp 1 lần để phát hiện chỗ clo rò rỉ, đọc trọng lượng chỉ trên cân của bình clo để biết trọng lượng tiêu thụ
• Giữ nhiệt độ trong kho và trong phòng để bình clo thấp hơn nhiệt độ phòng đặt clorator
• Kiểm tra áp lực hơi clo trước và sau van điều chỉnh áp lực tại clorator
• Đảm bảo chắc chắn tất cả các bình hoặc container trong kho và trong phòng đặt bình clo đang ở tình trạng an toàn

Hàng tuần

• Làm vệ sinh kho và phòng chứa clo
• Kiểm tra sự hoạt động của hệ thống phát hiện và báo động clo rò rỉ

Hàng tháng

• Kiểm tra toàn bộ hệ thống van, ống và mối nối trên ống và van
• Kiểm tra các mối nối mềm trên hệ thống ống dẫn, thay thế các mối nối bị xoắn hoặc bị dẹt
• Kiểm tra hệ thồng cầu trục nâng chuyển cáp, móc cáp, cầu chạy đều làm việc bình thường và êm
• Kiểm tra hệ thống gió, hút hơi clo, các bơm, quạt được tra dầu mỡ
• Thực hiện các công việc bảo dưỡng định kỳ
• Tra dầu mỡ vào các động cơ và thiết bị có trong hệ thống (hàng tháng hoặc hàng quý)
• Thay thế các van chặn hoặc van điều chỉnh (6 tháng hoặc 12 tháng)
• Làm sạch hoặc thay thế các đế van hoặc trục van (điều khiển bằng tay)
• Làm sạch các bộ lọc khí, thay thế sợi thủy tinh trong các bộ lọc bằng sợi mới
• Sơn lại vỏ các thiết bị nếu cần
• Kiểm tra các dụng cụ thao tác và các bộ phận thay thế trong khi. Kiểm tra các phương tiện bảo hộ lao động

Clorator và Ejector

Hàng ngày

• Kiểm tra áp lực nước cấp đến Ejector: Áp lực yêu cầu từ 28m -60m tùy thuộc vào đặc tính của Ejector do nhà cung cấp yêu cầu
• Kiểm tra độ chân không do Ejector tạo ra thường nằm trong khoảng từ 38 -64cm thủy ngân
• Kiểm tra độ chân không trong clorator thường nằm trong khoảng từ 13 -15cm thủy ngân
• Kiểm tra áp lực hơi clo dẫn từ bình đựng clo đến clorator tại sau van điều chỉnh áp lực, khoảng từ 1,4 -2,8 kg/cm²
• Đọc trị số lượng clo trên đồng hồ rotamet, so sánh với trị số cần định lượng. Ghi vào sổ trực lượng clo và thời gian tương ứng
• Tính lượng clo đã sử dụng so với số kg clo tiêu hao ở cân đặt bình
• Kiểm tra và ghi chế độ điều khiển hiện đang được áp dụng
• Điều khiển bằng tay
• Điều khiển tự động (clo cấp từ 1 bình)
• Điều khiển tự động (clo cấp từ 2 bình song song)
• Kiểm tra phát hiện nơi clo rò rỉ, khí thâm nhập vào phần có áp lực chân không
• Kiểm tra lượng clo cấp vào ứng với lưu lượng nước cần xử lý theo đúng liều lượng sát trùng cần thiết. Nếu lượng clo châm vào nước được xác định bằng đo lượng clo dư. Phải kiểm tra sự hoạt động chính xác của bộ đo tự động lượng clo dư trong nước

Hàng tuần

• Chuyển hệ điều khiển clorator sang chế độ điều khiển bằng tay để kiểm tra độ định lượng chính xác của hệ thống
• Vận hành clorator với liều lượng clo từ nấc 0 đến 10 -100 – 200 – 300 – 400 – 500 – 600 – 700… đến nấc lớn nhất. Ở mỗi nấc cần kiểm tra
• Độ chân không trong clorator
• Độ chân không do Ejector tạo ra
• Áp lực của dung dịch clo sau Ejector
• Áp lực hơi clo ở đầu vào clorator
• Nếu thấy các thông số trên nằm ngoài vùng quy định thì tiến hành điều chỉnh lại để:
• Ejector tạo ra chân không trong clorator từ 13 – 25cm thủy ngân
• Điều chỉnh van cấp khí ở bình đựng clo để cho áp lực clo hơi đến van điều chỉnh áp lực nằm trong khoảng đã nêu
• Nếu bước 1 cho kết quả tốt, chuyển hệ sang chế độ làm việc tự động. Nếu không cho ngừng tạm thời tìm nguyên nhân để khắc phục
• Tính toán lượng clo cần dùng, có kế hoạch thay bình và có kế hoạch mua clo từ nhà máy sản xuất để dự trù trong kho đủ 1 tháng theo quy định

Hàng tháng

• Kiểm tra các van trên đường áp lực
• Kiểm tra hệ thống thông gió và hệ ống rút clo rò rỉ về tháp trung hòa
• Kiểm tra độ rò rỉ trên đường dẫn clo hơi trong các ống dẫn có chân không
• Kiểm tra toàn bộ ống va mương thoát nước
• Thực hiện việc bảo dưỡng clorator, bơm nước của Ejector theo đúng yêu cầu của nhà cung cấp

Hàng năm

Trước khi vận hành có thể gặp các hiện tượng sau:

• Clo rò rỉ tại clorator: Đóng van cung cấp clo hơi từ bình vào, cho Ejector hoạt động để hút hết clo hơi còn trong clorator và ống dẫn. Đóng Ejector cho clorator dự trữ vào hoạt động, tiến hành khắc phục sự cố.
• Áp lực hơi quá thấp nhỏ hơn 1,4kg/cm². Kiểm tra bình, van và đường ống cấp clo vào clorator
• Ejector tạo ra độ chân không không đủ để clorator làm việc: Kiểm tra lưu lượng và áp lực máy bơm cấp ước vào Ejector, kiểm tra độ mòn của vòi phun của Ejector
• Lượng clo dư trong nước sau thời gian tiếp xúc cần thiết thấp hơn yêu cầu – phân tích chất lượng nước, xác định lại lưu lượng clo tiêu thụ cộng với liều lượng clo dư yêu cầu tính ra liều lượng clo cần thiết phải châm vào nước. Điều chỉnh lượng clo cần cấp trong hệ. Tính lại lượng clo dự trữ và số giờ làm việc của mỗi bình đựng clo.

Các sự cố, triệu chứng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục trong quá trình vận hành hệ thống định lượng clo

Sự cố 1

Triệu chứng: Ejector không tạo đủ chân không

Nguyên nhân: Nước không cấp đủ cho bơm chạy bình thường – Điện cấp không đủ hoặc đường ống dẫn trước và sau Ejector bị sự cố

Cách khắc phục

• Kiểm tra hệ thống cấp nước cho Ejector
• Điều chỉnh lại lỗ phun, côn trong Ejector (mở rộng hoặc thu hẹp lại)
• Thay Ejector hoặc tăng lưu lượng bơm nước

Sự cố 2

Triệu chứng: Rò rỉ tại mối nối

Nguyên nhân: Mất vòng đệm

Cách khắc phục: Thay vòng đệm mới

Sự cố 3

Triệu chứng: Ejector không làm việc tại điểm có tải trọng lớn nhất

Nguyên nhân:

• Ejector không làm việc đúng (không tạo ra chân không)
• Ống dẫn hơi clo bị tắc
• Clorator bị trục trặc
• Lỗ ở van định lượng clo bị tắc
• Rò rỉ

Cách khắc phục

• Sửa chữa Ejector
• Tìm chỗ bị tắc trên ống dẫn
• Kiểm tra hệ chân không bị hở, khí thâm nhập vào
• Thay lại vòng có lỗ mới
• Thay đoạn ống bị rò rỉ

Sự cố 4

Triệu chứng: Clorator làm việc tốt tại qmax nhưng không làm việc ở trị số qmin

Nguyên nhân:

• Van điều chỉnh chân không hoạt động không tốt
• Van điều chỉnh áp lực hơi clo hoạt động không đạt

Cách khắc phục

• Sửa chữa lại màng van
• Làm sạch bộ lọc, các tấm đệm và màng

Sự cố 5

Triệu chứng: Clorator không có hơi clo đi qua

Nguyên nhân:

• Không cấp clo vào
• Hệ ống dẫn bị nghẽn

Cách khắc phục

• Kiểm tra bình clo, mở van cấp
• Làm sạch bộ lọc

Sự cố 6

Triệu chứng: Độ chân không dao động, trước tốt nhưng hiện chỉ làm việc được với 30% công suất nhưng tín hiệu vẫn báo clorator làm việc bình thường

Nguyên nhân: Bị nghẽn trên đường chân không

Cách khắc phục: làm sạch hệ ống dẫn chân không

Sự cố 7

Triệu chứng: Độ chân không dao động, trước làm việc được với qmax nhưng không làm việc được với q<=1/2qmax

Nguyên nhân: Tín hiệu báo chân không quá cao

Cách khắc phục

• Tạo ra lỗ nhỏ trên màng
• Làm sạch đĩa lọc, vòi

Sự cố 8

Triệu chứng: Đồng hồ đo clo hơi bị đóng băng

Nguyên nhân

• Cường độ clo quá lớn, lớn hơn khả năng bốc hơi của clo
• Lỗ dẫn hơi clo vào đồng hồ đo áp bị tắc bít

Cách khắc phục:

• Giảm cường độ định lượng clo của clorator
• Làm sạch đường ống dẫn