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        V型濾池濾后水調節閥技術改造方案

        作者: 2014年05月26日 來源: 瀏覽量:
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        晉城市自來水公司二水廠采用法國得利滿公司V型濾池,于2001年9月正式投入使用。濾池共有4個相同的過濾單元,每個過濾單元主要配置有6個閥門,分別是進水閥、排水閥、濾后水調節閥、反沖洗進水閥
            0 引言

            晉城市自來水公司二水廠采用法國得利滿公司V型濾池,于2001年9月正式投入使用。濾池共有4個相同的過濾單元,每個過濾單元主要配置有6個閥門,分別是進水閥、排水閥、濾后水調節閥、反沖洗進水閥、反沖洗進氣閥、排氣閥,均為由PLC控制的氣動閥門。濾池設計總凈化能力為50000t/d,自動化程度高,運行可靠,可實現無人值守運行。

            1 問題的提出

            二水廠為常規水處理工藝,水源采用市區東南郭壁泉水,源水三級提水后,分別經12km長干渠和3km長2×DN500球墨鑄鐵管自流進廠,渠與管設有連接池,連接池與水廠高差60m。源水水質較好,為低溫低濁泉水;二水廠供電電源為單電源,這條線路用戶多,供電可靠率差,廠內自備發電機組。

            V型濾池在設計上有一個特點,即供電系統停電時,所有閥門均會自動關閉,濾池停止工作。這種設計有益于保證濾后水水質安全,也就是當系統有故障不能保證濾池恒水位過濾時,關閉所有閥門,保證不經正常過濾的水不能通過濾后水調節閥流入清水池。

            但是這種設計從二水廠實際運行情況來看,也存在一些問題,如從濾池設備安全運行角度看,存在極大的安全隱患;當濾池停電后由于人員不能及時處理會造成一定的水資源漏失。分析如下:當系統停電后,所有濾池停止工作,濾后水出水閥也全部關閉,而此時源水仍源源不斷地流入水廠,若在2min內無人處理,便會溢池。若進廠水量較小,排水系統正常,溢出的水量會經排水通道進入市政排污;但是在進廠水量大、排水系統有淤堵的情況下,溢水便可能把一樓的鼓風機工房和負一樓的反沖洗泵房淹沒,造成重大設備事故。

            從水廠崗位設置及職責情況來看,濾池為無人值守,當水廠停電后,運行電工(每班1名)負責手動開啟濾后水出水閥,減少溢水量;并且運行電工還負責開啟發電機組,盡量實現在短時間內發電恢復供水。從最短實際操作時間來看,處理濾池故障需要10min;開啟發電機預熱到開泵供水需要30min。從減少溢水量的角度來看,需要先處理濾池故障;從保障供水角度來看,需要先發電,這是一個尖銳的矛盾。

            2 解決思路

            無論從保證設備安全運行還是減少水資源的漏損來看,當系統停電后,若能自動把濾后水出水閥打開,而不是原設計的自動關閉,避免濾池溢池,也可使運行電工能騰出時間開啟和監管發電機的運行。當恢復供電后,濾池能按原設計運行。

            當系統停電后自動把濾后水出水閥打開,原設計的濾池恒水位過濾便不存在,這樣會不會對濾后水水質造成影響,從歷年水廠運行及水源水質情況來看,對水質影響很小,這也是濾后水出水閥能進行改造的重要前提。

            3 濾后水出水閥控制原理及改造措施

            濾后水出水閥由氣缸活塞、連桿帶動蝶閥閥桿旋轉起到開閉閥門的目的。在氣缸兩端分別安裝1個二位三通電磁閥來控制氣源的通斷,電磁閥由PLC控制,當電磁閥通電時為角向通;當電磁閥失電時為直向通,出水閥開關控制流程如圖1所示。


        圖1 氣路改造前示意圖                圖2 氣路改造后示意圖

            當上、下電磁閥都失電時,壓縮空氣從下電磁閥進入汽缸下部,推動活塞上移,汽缸上部空氣從上電磁閥排出,帶動蝶閥閥桿順時針旋轉,關閉閥門。

            當上、下電磁閥都得電時,壓縮空氣從上電磁閥進入汽缸上部,推動活塞下移,汽缸下部空氣從下電磁閥排出,帶動蝶閥閥桿逆時針旋轉,開啟閥門。正常過濾情況下,當閥門已調整到需要的開度時,只有上電磁閥通電,此時氣缸兩端都有壓縮空氣通入,而兩端排氣均關閉,活塞固定在一個確定的位置。需要微開閥門,只需下電磁閥短時通電;需要微關閥門,只需上電磁閥短時失電。

            結合圖1,對以上濾后水出水閥控制過程進行分析,若要實現系統停電時閥門自動打開,即上、下兩個電磁閥失電時閥門打開,在氣路上只需要將每個電磁閥的進氣口更改一下,即上電磁閥由直接方式改為角接方式;下電磁閥由角接方式改為直接方式(見圖2)。氣路改好了,為保證動作邏輯的正確,電磁閥電路控制也必須做相反的調整,即原PLC輸出“得電”信號變為“失電”信號;原PLC輸出“失電”信號變為“得電”信號。按說電路的改造只須更改PLC程序,不必在硬件上改動,但是得利滿公司有自己的技術保護,現場不具備更改程序的條件,只能另辟蹊徑。經過實驗,在PLC輸出與電磁閥輸入之間加入一個AC220V的繼電器,實現了邏輯“非”的轉換,具體改造原理圖見圖3。

        圖3 改造原理圖

            4 運行效果及結論

            本次技術改造的特點是投資小,見效大,4個過濾單元總共只需要增加8個中間繼電器。美中不足的是這樣改造后只能實現全廠停電后的濾后水閥門的打開,在單體濾池發生故障停止運行,所對應的濾后水出水閥仍會關閉。好在所有過濾單元同時出現故障的幾率很小,當某一過濾單元故障后,其他過濾單元仍有一定的調節能力,不至于很快溢水。對于進水閥沒有進行改造是因為每個過濾單元還有一個手動閘板閥,這個閥門是常開的。

            經過改造及試運行后,在不影響濾池正常過濾和反沖洗過程的情況下,保證了濾池在無人值守的情況下安全經濟運行,達到了預期目的。

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