PHILOSOPHY OF OPERATION  

SADELMI – DEMIN PLANT  

HOFUF   

  

2

SECTION ‐ 1  FILTERATION SYSTEM 

  The plant can be categorized into following four phases.  

1.  Filtration system 2.  First Stage RO 3.  Second Stage RO 4.  DEMIN 

 

1.  FILTRATION SYSTEM:  Description:  In  filtration  system,  there are  three  filter  feed pumps and an Automatic Media filter.   General operation philosophy of Filtration system:  The  pumps  feed  the  filter  and  the  treated  water  through  the  filter  will  flow towards the first stage RO that is split into two even streams.  The filtration system is comprised of the following.  

1.  Filter Feed Pumps 2.  Automatic Media Filter 3.  Filter Backwash Pumps 4.  Air Blower 5.  Dosing Pump 

        

3

1.1 FILTER FEED PUMPS  There are three Filter‐feed pumps as follows.  Filter Feed pump – 1 / P1001 Filter Feed pump – 2 / P1002 Filter Feed pump – 3 / P1003  Filter feed pumps operate in two modes:  1.1‐A Automatic Mode:  The selector switch of each pump on the local control panel should be in Remote position and HMI Auto position.  Filter feed pumps in Auto mode will be running in two cases.  CASE – I  Filter Feed pumps will run  in 2 Duty/ 1 Standby  fashion when both the RO  first stage streams are in operation (Service Mode). In case of single stream operation, there will be 1 filter feed pump duty and the other two will be standby.  Feed pump P1001 is designated for Stream A operation whereas Feed pump 1002 shall be designated for Stream B operation.  Incase of  failure of pump  for any  respective stream,  the  third pump P1003 will take over and there will be a trip indication for the faulty pump.  CASE – II  When a filter undergoes backwash, the feed pump 1003 shall be running during Rinsing.  Interlocks:  

a)  All filter‐feed pumps will be interlocked with a low level switch in the Raw Water Tank to keep from dry – running. 

b)  All filter‐feed pumps will be interlocked with overload signal, as in case of overload the pump must stop immediately. 

 

4

1.1‐B Manual Mode:  There are two cases in manual mode.  CASE‐I  The pumps can be operated manually either from the control room or the  local station.  From Control Room:  The  selector  switch  is  in  Remote  position  on  the  control  panel.  The  selector switch for the same pump in the HMI will be in manual. The pump will operate as long as the switch remains in manual. Incase of overload or low level in the tank, the pump will stop.  From Local Station:  The selector switch will be  in Local position  in the control room, and the pump will operate with start/stop pushbuttons on the local station near by.  TIP: The HMI will sense the operation of the pump in Manual as described above through the feedback signal to the PLC.  FAULTS AND ALARMS ACKNOWLEDGEMENTS:  

1.  In case of pump failure during operation for any stream due to overload, the respective standby pump will automatically take over without stopping the plant and there will only be a trip  indication on the  local panel  in the control room. The alarm will be logged. 

 2.  In  case, when  both  streams  are  continuingly  running  in  auto mode  and 

more  than one pump  fails,  the  fault  lamp  should be  lit  and  alarm must annunciate. The system will shutdown, all the valves will close. 

 

5

1.2 AUTOMATIC FILTER  The HMI shall include a separate screen for the filter operation that will have two modes of operation for the filter.  1.2‐A Automatic Operation:  For Automatic Operation,  the  filter  should be put  in Automatic mode  from  the HMI Filters Screen with the selector (soft) switch. This will allow the two streams of 1st Stage RO  to operate  in complete Auto mode. For any  stream, Filter  feed pump and high‐pressure pump should also be in Auto position from the HMI and Remote position from the MCC.  1.2‐B Manual Operation (From HMI):  For the manual operation of the Filter, the HMI screen for the Automatic Media filter shall have soft push buttons  for each mode of operation of  the  filter with respect to treatment.  In Manual Operation, the filter will be set in Manual mode from the HMI with the soft switch and the desired function will be initiated e.g. Backwash, service, rinse, air scour from the soft push buttons.  1.2‐C Modes of Operation Automatic Filter has six motorized valves: 

1.  Service Inlet Valve (SIV)    VM1001 2.  Service Outlet Valve (SOV)    VM1002 3.  Backwash Inlet Valve (BIV)    VM1003 4.  Backwash Outlet Valve (BOV)  VM1004 5.  Rinse Valve (RNV)      VM1006 6.  Air Scour Valve (ASV)    VM1005 

        

6

              We can divide the operation sequence of  filter  into two modes. This automatic sequence will be applicable only when the soft switch in the HMI screen for the Automatic Media Filter will be in Automatic operation position.  

1.  Service Mode: 2.  Backwash Mode: 

a.  Drain b.  Air Scour c.  Backwash d.  Rinse 

 1.2‐C‐1 SERVICE MODE: In this mode, Service inlet valve and service outlet valve will open. Where as, all other valves will be closed.  

Service Inlet Service Outlet 

Backwash Inlet 

Backwash Outlet 

Rinse  Air Scour 

OPEN  OPEN  CLOSE  CLOSE  CLOSE  CLOSE 

 1.2‐C‐2 BACKWASH MODE:  (Total Duration: 25 Minutes)  The  filters will  be  backwashed  once  the  differential  pressure  switch  closes  to confirm the difference in pressure between the filter inlet and outlet point. Once the system is in backwash mode, the filter will further go into following four steps. 

7

 Step –1   DRAIN: (Duration: 3 Minutes)  In this mode, Backwash outlet valve and rinse valve will open. Where as, all other valves will be closed. 

Service Inlet Service Outlet 

Backwash Inlet 

Backwash Outlet 

Rinse  Air Scour 

CLOSE  CLOSE  CLOSE  OPEN  OPEN  CLOSE 

 Step –2  AIR SCOUR: (Duration: 3 Minutes) 

 In this mode, Backwash Outlet valve and Air Scour valve will open. Where as, all other valves will be closed. Air blower shall also run. 

Service Inlet Service Outlet 

Backwash Inlet 

Backwash Outlet 

Rinse  Air Scour 

CLOSE  CLOSE  CLOSE  OPEN  CLOSE  OPEN 

*See Air Blower.  Step – 3  BACKWASH: (Duration: 14 Minutes) 

 In this mode, Backwash  inlet valve and Backwash outlet valve will open. Where as, all other valves will be closed. 

Service Inlet Service Outlet 

Backwash Inlet 

Backwash Outlet 

Rinse  Air Scour 

CLOSE  CLOSE  OPEN  OPEN  CLOSE  CLOSE 

* See Filter Backwash Pumps. Backwash pump must run in the duration of step – 3 (backwash).     

8

Step – 4  RINSE: (Duration: 5 Minutes)  In  this mode, Service  inlet valve and Rinse valve will open. Where as, all other valves will be closed. 

Service Inlet Service Outlet 

Backwash Inlet 

Backwash Outlet 

Rinse  Air Scour 

OPEN  CLOSE  CLOSE  CLOSE  OPEN  CLOSE 

 During  rinse,  the  filter  feed  pump  as  assigned  by  the  present  changeover sequence will run.  As soon as Rinse finishes the filters will go back to normal (Service) mode.  1.2‐D PROVISION OF MANUAL BACKWASH FROM HMI: The manual backwash from HMI system will be carried out as follows:  The  filter should be switched  to Manual mode  from  the soft switch  in  the HMI Screen.  The  soft‐switch  for manual  backwash  in  the  SCADA will  get  the  filter  and  RO stream out from service mode.  There will be soft‐pushbuttons for Drain, Air scour, Backwash and rinse in SCADA.  During Rinse  (Step  –4)  and  Backwash  (Step  –3)  in manual mode,  the  required pumps will also start/stop manually from the HMI.  FAULTS AND ALARMS ACKNOWLEDGEMENTS:  There is an open/close (built in limit switch) feedback fed from each valve to the PLC. Every time the valve opens or closes, the  limit switch should give feedback within the preset time. Incase of failure of any valve there will be an alarm in the HMI and the system will go out of service. The Alarm screen will flash the faulty valve. The alarm must be acknowledged and cleared before the system goes back to service again. 

9

1.3 FILTER BACKWASH PUMPS  There are two Filter‐backwash pumps as follows.  Filter Backwash pump – 1 / P1004 Filter Backwash pump – 2 / P1005  Filter‐backwash pumps operate in two modes:  1.3‐A Automatic Mode:  The  selector  switch  of  each  pump  on  the  control  panel  should  be  in  Remote position and HMI Auto position.  Filter  backwash  pumps will  run when  the  filter  is  in  Backwash Mode  (Step  –3 Backwash).  Backwash pump will operate in One duty / 1 standby fashion.  Interlocks:  

a.  All  backwash  pumps will  be  interlocked with  a  low  level  switch  in  the Backwash tank to keep from dry – running. 

b.  Each backwash pump will be interlocked with overload signal, as in case of overload the pump must stop immediately. 

 1.3‐B Manual Mode:  There are two cases in manual mode.  CASE‐I  The pumps can be operated manually either from the control room or the  local station.  From Control Room:  The selector switch is in Remote position on the local control panel. The selector switch for the same pump in the HMI will be in manual. The pump will operate as 

10

long as the switch remains in manual. Incase of overload or low level in the tank, the pump will stop.  From Local Station:  The selector switch will be  in Local position  in the control room, and the pump will operate with start/stop pushbuttons on the local station.  TIP: The HMI will sense the operation of the pump in Manual as described above through the feedback signal to the PLC.    FAULTS AND ALARMS ACKNOWLEDGEMENTS:  

1.  In case of pump  failure during operation due to overload or no  feedback signal the standby pump will automatically take over without stopping the sequence and there will only be a trip indication on the local panel in the control room. Alarm will be logged. 

  

11

1.4 AIR BLOWER:  There are two Air Blowers as follows.  Air Blower  / AB3001  Air blower operates in two modes:  

1.  Automatic Mode 2.  Manual Mode 

 1.4‐A Automatic Mode:  The selector switch on the control panel should be  in Remote position and HMI Auto position.  Air blower will run when a filter is in Backwash Mode (Step –2 Air Scour).  In  case  of  failure  of  the  air  blower  during  operation  due  to  overload  or  by emergency stop. Alarm will annunciate and the fault lamp shall be lit.  Interlocks:  

a.  The  air  blowers  will  be  interlocked  with  overload  signal,  as  in  case  of overload the blower must stop immediately. 

 1.4‐B Manual Mode:  There are two cases in manual mode.  CASE‐I  The blowers can be operated manually either from the control room or the local station.  From Control Room:  The selector switch is in Remote position on the local control panel. The selector switch for the same blower in the HMI will be in manual. The blower will operate as long as the switch remains in manual. Incase of overload the blower will stop. 

12

From Local Station:  The selector switch will be  in Local position  in the control room, and the pump will operate with start/stop pushbuttons on the local station.  TIP:  The  HMI  system  will  sense  the  operation  of  the  blower  in  Manual  as described above through the feedback signal to the PLC.    FAULTS AND ALARMS ACKNOWLEDGEMENTS:  

1.  In case of blower failure during operation due to overload or no feedback signal, there will only be a trip indication on the local panel in the control room. The alarm must annunciate. 

 

13

  

SECTION ‐ 2 DOSING PUMPS 

   2.1 Operation Modes: Dosing pumps shall have a separate HMI screen with respective Auto off Manual Soft switches to allow both Auto and Manual operation modes.  Dosing pumps will operate according to the following philosophy.  

1.  Pre‐chlorination 2.  De‐chlorination 3.  Acid 4.  Antiscalant 

 2.2 Pre‐chlorination Dosing Pump:  The pre‐chlorination dosing pump  in Auto mode  (HMI Soft Switch) and Remote from the dosing pump control panel will always be interlocked with the filter feed pumps auto operation. Whereas  in case feed pumps are running  in manual, the dosing pump should also be operated  in manual  in the same way from the HMI soft switch.  2.3 De‐chlorination & Antiscalant dosing pumps:  Following  cases  shall  be  considered  for  the  operation  of  De‐chlorination  & Antiscalant dosing pumps.  2.3‐A Case‐1  The  de‐chlorination  and  Antiscalant  dosing  pumps  in  Auto  mode  (HMI  Soft Switch)  and  Remote  from  the  dosing  pump  control  panel  will  always  be interlocked  with  the  high  pressure  pump  Auto  operation  in  the  respective stream. 

14

2.3‐B Case‐2  The de‐chlorination dosing pump  in Auto mode  (HMI  Soft  Switch) and Remote from  the  dosing  pump  control  panel will  always  be  interlocked with  the Auto operation  of  the  filter  feed  pumps  while  the  startup  flushing  or  shutdown flushing  (details will  follow  in  the next chapter) of  the  respective RO streams  is underway.  Whereas  in case high pressure pumps are running  in manual, the dosing pumps should also be operated in manual in the same way from the HMI soft switch.  * For case‐II, the Antiscalant dosing pump will not be considered.  2.4 Acid dosing pumps:  Acid dosing pumps in Auto mode (HMI Soft Switch) and Remote from the dosing pump  control panel will  always be  interlocked with  the Auto operation of  the high pressure pump of the respective stream.  Whereas  in case high pressure pumps are running  in manual, the dosing pumps should also be operated in manual in the same way from the HMI soft switch. 

15

 SECTION – 3 

FIRST PASS RO STREAMS   

 3.1 STAGES OF OPERATION:  The  RO  sequence  can  be  broken  down  to  three  stages  considering  startup  till shutdown as below:  

1.  Startup flushing 2.  Service 3.  Shutdown flushing 

 The RO  system  consists of  two  streams  and each  includes  following  automatic components.  

1.  De‐chlorination dosing Pump (As described in previous Section) 2.  Antiscalant Dosing pump  (As described in previous Section) 3.  Acid dosing pump (As described in previous Section) 4.  High Pressure Pump / P1006A , P1007B 5.  Feed Motorized Valve / VM1007A, VM1010B 6.  Dump Motorized Valve / VM1008A, VM1011B 7.  Flush Motorized Valve / VM1009A, VM1012B 8.  1st Pass Break Tank Level Switch / LS2001  

3.2 GENERAL OPERATION PHILOSOPHY OF RO SYSTEM:  For the normal operation, the Filter Feed pumps are put in auto mode (HMI SOFT SWITCHES) and Remote position on the control panel, the High‐Pressure Pump is also put in auto (HMI SOFT SWITCH) and remote on the control panel, Feed line Motorized  valve,  Flush  Line Motorized Valve  are  ready  to  receive open  signal and the unit will go in operation. 

16

 3.2‐A STARTUP FLUSHING  At  first,  startup  flushing  occurs  for  preset  time  duration  (2  min)  considering adequate pressure built up before the system goes to service.  In startup flushing, only feed pumps run, de‐chlorination dosing pumps will inject SBS, feed line and flush‐motorized valves are open.  3.2‐B SERVICE  After startup flushing, the unit goes into Service. High‐pressure pump starts.  Antiscalant  and  Acid  dosing  initiates whereas  the  de‐chlorination  continuingly remains active. Flush Motorized valve closes.  3.2‐C SHUTDOWN FLUSHING  Thus, the system in service keeps topping up the 1st Pass Break tank until the high level  is reached. At this moment when the tank  is topped up  fully as  limited by the level switch, the unit goes into Shutdown Flushing.  During  shutdown  flushing  the  high‐pressure  pump  stops.  Acid  and  Antiscalant dosing  shall  be  inactive.  Feed  pump  for  the  respective  stream  will  run continuingly  whereas  the  flush  motorized  valve  will  open  again.  The  unit undergoes shutdown flushing for the preset duration (e.g. 4 minutes). After the shutdown flushing the system is ideal until the 1st Pass Break tank (Product tank) level goes down to a preset level.  3.2‐D FAULT SHUTDOWN  Fault shutdown occurs in the following three conditions: 

a)  Very Low/High Pressure  

When  the pressure  in  the  system  is below  the  low‐pressure  set point or above  the  high‐pressure  set  point  the  system will  shutdown  right  away with  the  fault  indication  and  alarm  without  shutdown  flushing.  Feed pumps, High‐pressure pump and all the dosing pumps will stop. 

17

 b)  HIGH ORP 

 When the ORP value reaches the upper  limit (Preset 375mV), the system will  immediately  shutdown without  shutdown  flushing, dump motorized valve will  open whereas,  feed  pumps,  high  pressure  pump  and  dosing pumps will stop. The  feed  line Motorized valve closes. There  is an alarm with fault indication. 

c)  Low level Feed Tank 

 Incase there is low level (20 %) in the Raw Water Tank, the whole system stops  immediately without  shutdown  flushing with  Fault  Indication  and Alarm.  

3.2‐E ALARM  

Generated Alarm  is going to be  logged  in the HMI system. The nature of alarm can also be interpreted from relative parameters.  

18

3.3 HIGH PRESSURE PUMP  There is one high‐pressure pump in each stream as follows.  High Pressure Pump – Stream A / P1006A High Pressure Pump – Stream B / P1007B  High Pressure pumps operate in two modes:  3.3‐A Automatic Mode:  The selector switch of the pump on the local control panel should be  in Remote position and HMI Auto position.  Interlocks:  

a)  High  Pressure  pump  will  be  interlocked  with  the  filter  feed  pump operation as the filter feed pump must be running when the high pressure pump is in operation. 

b)  The high‐pressure pump will be interlocked with overload signal, as in case of overload the pump must stop immediately. 

 3.3‐B Manual Mode:  There are two cases in manual mode.  CASE‐I  The pumps can be operated manually either from the control room or the  local station.  From Control Room:  The  selector  switch  is  in  Remote  position  on  the  control  panel.  The  selector switch for the same pump in the HMI will be in manual. The pump will operate as long as the switch remains in manual. Incase of overload or low level in the tank, the pump will stop. 

19

From Local Station:  The selector switch will be  in Local position  in the control room, and the pump will operate with start/stop pushbuttons on the local station near by.  TIP: The HMI will sense the operation of the pump in Manual as described above through the feedback signal to the PLC.  FAULTS AND ALARMS ACKNOWLEDGEMENTS:  

a)  In case of pump failure during operation for any stream due to overload, the respective pump must immediately stop and the stream will be out of service with alarm and fault indication. 

 b)  The alarm must be acknowledged and Reset  in order to bring the system 

back in operation. 

20

SECTION – 4 SECOND PASS RO STREAMS 

4.1 GENERAL DESCRIPTION: The  second  pass  RO  operates when  the  high‐pressure  pump  is  in  Auto mode (HMI Soft switch) and the Flush motorized valve is ready to operate automatically for the respective stream.  The Second pass RO consists of following automatic components.  

1.  High Pressure Pumps / P2001A, P2002B 2.  Flush Motorized Valve / VM2001A, VM2002B 3.  Mixed Bed Feed Tank Level Switch / LS3001 

 4.1‐A STARTUP  Every  time  the unit starts,  the  flushing motorized valve will open  for 2 minutes startup  flushing where  as  the  high  pressure  pump will  remain  stopped.  After startup flushing, flush‐motorized valve will close and the high pressure pump will start and continue till the Mixed Bed tank is topped up and there is no low level in the 1st pass break tank or until and unless the high pressure pump is switched off from the Automatic operation.  4.1‐B SHUTDOWN  There will be two cases in the shutdown of the plant as follows.  CASE‐I  When  the high‐pressure pump  is switched  from  remote  to off position or  from Auto  to off position  in  the HMI,  the high‐pressure pump will  immediately  stop and  the  flush motorized opens again  for 4 minutes. After 4 minutes  the  flush‐motorized valve is closed and the system is ideal.  CASE‐II  The high  level  is  reached  in  the Mixed bed  Tank,  the  system will undergo  the same shutdown sequence as in Case‐I. 

21

  4.2 HIGH PRESSURE PUMP  There is one high‐pressure pump in each stream as follows.  High Pressure Pump – Stream A / P2001A High Pressure Pump – Stream B / P2002B  High Pressure pumps operate in two modes:  4.2‐A Automatic Mode:  The selector switch of the pump on the local control panel should be  in Remote position and HMI Auto position.  Interlocks: 

 The high‐pressure pump will be  interlocked with overload  signal,  as  in  case of overload the pump must stop immediately.  4.2‐B Manual Mode:  There are two cases in manual mode.  CASE‐I  The pumps can be operated manually either from the control room or the  local station.  From Control Room:  The  selector  switch  is  in  Remote  position  on  the  control  panel.  The  selector switch for the same pump in the HMI will be in manual. The pump will operate as long as the switch remains in manual. Incase of overload or low level in the tank, the pump will stop. 

22

From Local Station:  The selector switch will be  in Local position  in the control room, and the pump will operate with start/stop pushbuttons on the local station near by.  TIP: The HMI will sense the operation of the pump in Manual as described above through the feedback signal to the PLC.  FAULTS AND ALARMS ACKNOWLEDGEMENTS:  

a)  In case of pump failure during operation for any stream due to overload, the respective pump must immediately stop and the stream will be out of service with alarm and fault indication. 

 b)  The alarm must be acknowledged and Reset  in order to bring the system 

back in operation.  4.3 FAULT SHUTDOWN  Fault shutdown occurs in the following three conditions: 

a)  Very Low/High Pressure  

When  the pressure  in  the  system  is below  the  low‐pressure  set point or above  the  high‐pressure  set  point  the  system will  shutdown  right  away with  the  fault  indication  and  alarm  without  shutdown  flushing.  Feed pumps, High‐pressure pump and all the dosing pumps will stop. 

  

b)  Low level Feed Tank  

Incase  there  is  low  level  (20 %)  in  the  1st  Pass  Break  Tank,  the whole system stops immediately without shutdown flushing with Fault Indication and Alarm.  

3.2‐E ALARM  Generated Alarm is going to be logged in the HMI system. The nature of alarm can also be interpreted from relative parameters. 

23