V型滤池滤后水调节阀技术改造方案

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)晋城市自来水公司 作者:刘广林

  对V型滤池在运用过程中存在的问题进行了分析,提出了相应的解决思路,并对滤后水调节阀控制原理进行了研究试验,总结了适合晋城市的改造措施,经改造及试运行后,该滤池在无人值守的情况下安全经济运行,达到了预期目的。

  晋城市自来水公司二水厂采用法国得利满公司V型滤池,于2001年9月正式投入使用。滤池共有4个相同的过滤单元,每个过滤单元主要配置有6个阀门,分别是进水阀、排水阀、滤后水调节阀、反冲洗进水阀、反冲洗进气阀、排气阀,均为由PLC控制的气动阀门。滤池设计总净化能力为50000t/d,自动化程度高,运行可靠,可实现无人值守运行。

1、问题的提出

  二水厂为常规水处理工艺,水源采用市区东南郭壁泉水,源水三级提水后,分别经12km长干渠和3km长2×DN500球墨铸铁管自流进厂,渠与管设有连接池,连接池与水厂高差60m。源水水质较好,为低温低浊泉水;二水厂供电电源为单电源,这条线路用户多,供电可靠率差,厂内自备发电机组。

  V型滤池在设计上有一个特点,即供电系统停电时,所有阀门均会自动关闭,滤池停止工作。这种设计有益于保证滤后水水质安全,也就是当系统有故障不能保证滤池恒水位过滤时,关闭所有阀门,保证不经正常过滤的水不能通过滤后水调节阀流入清水池。

  但是这种设计从二水厂实际运行情况来看,也存在一些问题,如从滤池设备安全运行角度看,存在极大的安全隐患;当滤池停电后由于人员不能及时处理会造成一定的水资源漏失。分析如下:当系统停电后,所有滤池停止工作,滤后水出水阀也全部关闭,而此时源水仍源源不断地流入水厂,若在2min内无人处理,便会溢池。若进厂水量较小,排水系统正常,溢出的水量会经排水通道进入市政排污;但是在进厂水量大、排水系统有淤堵的情况下,溢水便可能把一楼的鼓风机工房和负一楼的反冲洗泵房淹没,造成重大设备事故。

  从水厂岗位设置及职责情况来看,滤池为无人值守,当水厂停电后,运行电工(每班1名)负责手动开启滤后水出水阀,减少溢水量;并且运行电工还负责开启发电机组,尽量实现在短时间内发电恢复供水。从最短实际操作时间来看,处理滤池故障需要10min;开启发电机预热到开泵供水需要30min。从减少溢水量的角度来看,需要先处理滤池故障;从保障供水角度来看,需要先发电,这是一个尖锐的矛盾。

2、解决思路

  无论从保证设备安全运行还是减少水资源的漏损来看,当系统停电后,若能自动把滤后水出水阀打开,而不是原设计的自动关闭,避免滤池溢池,也可使运行电工能腾出时间开启和监管发电机的运行。当恢复供电后,滤池能按原设计运行。

  当系统停电后自动把滤后水出水阀打开,原设计的滤池恒水位过滤便不存在,这样会不会对滤后水水质造成影响,从历年水厂运行及水源水质情况来看,对水质影响很小,这也是滤后水出水阀能进行改造的重要前提。

3、滤后水出水阀控制原理及改造措施

  滤后水出水阀由气缸活塞、连杆带动蝶阀阀杆旋转起到开闭阀门的目的。在气缸两端分别安装1个二位三通电磁阀来控制气源的通断,电磁阀由PLC控制,当电磁阀通电时为角向通;当电磁阀失电时为直向通,出水阀开关控制流程如图1所示。当上、下电磁阀都失电时,压缩空气从下电磁阀进入汽缸下部,推动活塞上移,汽缸上部空气从上电磁阀排出,带动蝶阀阀杆顺时针旋转,关闭阀门。

  当上、下电磁阀都得电时,压缩空气从上电磁阀进入汽缸上部,推动活塞下移,汽缸下部空气从下电磁阀排出,带动蝶阀阀杆逆时针旋转,开启阀门。正常过滤情况下,当阀门已调整到需要的开度时,只有上电磁阀通电,此时气缸两端都有压缩空气通入,而两端排气均关闭,活塞固定在一个确定的位置。需要微开阀门,只需下电磁阀短时通电;需要微关阀门,只需上电磁阀短时失电。

V型滤池滤后水调节阀技术改造方案

  结合图1,对以上滤后水出水阀控制过程进行分析,若要实现系统停电时阀门自动打开,即上、下两个电磁阀失电时阀门打开,在气路上只需要将每个电磁阀的进气口更改一下,即上电磁阀由直接方式改为角接方式;下电磁阀由角接方式改为直接方式(见图2)。气路改好了,为保证动作逻辑的正确,电磁阀电路控制也必须做相反的调整,即原PLC输出“得电”信号变为“失电”信号;原PLC输出“失电”信号变为“得电”信号。按说电路的改造只须更改PLC程序,不必在硬件上改动,但是得利满公司有自己的技术保护,现场不具备更改程序的条件,只能另辟蹊径。经过实验,在PLC输出与电磁阀输入之间加入一个AC220V的继电器,实现了逻辑“非”的转换,具体改造原理图见图3。

4、运行效果及结论

  本次技术改造的特点是投资小,见效大,4个过滤单元总共只需要增加8个中间继电器。美中不足的是这样改造后只能实现全厂停电后的滤后水阀门的打开,在单体滤池发生故障停止运行,所对应的滤后水出水阀仍会关闭。好在所有过滤单元同时出现故障的几率很小,当某一过滤单元故障后,其他过滤单元仍有一定的调节能力,不至于很快溢水。对于进水阀没有进行改造是因为每个过滤单元还有一个手动闸板阀,这个阀门是常开的。经过改造及试运行后,在不影响滤池正常过滤和反冲洗过程的情况下,保证了滤池在无人值守的情况下安全经济运行达到了预期目的。

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