V型濾池濾后水調節閥技術(shù)改造方案
對V型濾池在運用過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了相應的解決思路，并對濾后水調節閥控制原理進(jìn)行了研究試驗，總結了適合晉城市的改造措施，經(jīng)改造及試運行后，該濾池在無(wú)人值守的情況下安全經(jīng)濟運行，達到了預期目的。
晉城市自來(lái)水公司二水廠(chǎng)采用法國得利滿(mǎn)公司V型濾池，于2001年9月正式投入使用。濾池共有4個(gè)相同的過(guò)濾單元，每個(gè)過(guò)濾單元主要配置有6個(gè)閥門(mén)，分別是進(jìn)水閥、排水閥、濾后水調節閥、反沖洗進(jìn)水閥、反沖洗進(jìn)氣閥、排氣閥，均為由PLC控制的氣動(dòng)閥門(mén)。濾池設計總凈化能力為50000t/d，自動(dòng)化程度高，運行可靠，可實(shí)現無(wú)人值守運行。
1、問(wèn)題的提出
二水廠(chǎng)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(jīng)12km長(cháng)干渠和3km長(cháng)2×DN500球墨鑄鐵管自流進(jìn)廠(chǎng)，渠與管設有連接池，連接池與水廠(chǎng)高差60m。源水水質(zhì)較好，為低溫低濁泉水；二水廠(chǎng)供電電源為單電源，這條線(xiàn)路用戶(hù)多，供電可靠率差，廠(chǎng)內自備發(fā)電機組。
V型濾池在設計上有一個(gè)特點(diǎn)，即供電系統停電時(shí)，所有閥門(mén)均會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，濾池停止工作。這種設計有益于保證濾后水水質(zhì)安全，也就是當系統有故障不能保證濾池恒水位過(guò)濾時(shí)，關(guān)閉所有閥門(mén)，保證不經(jīng)正常過(guò)濾的水不能通過(guò)濾后水調節閥流入清水池。
但是這種設計從二水廠(chǎng)實(shí)際運行情況來(lái)看，也存在一些問(wèn)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(shí)處理會(huì )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(guān)閉，而此時(shí)源水仍源源不斷地流入水廠(chǎng)，若在2min內無(wú)人處理，便會(huì )溢池。若進(jìn)廠(chǎng)水量較小，排水系統正常，溢出的水量會(huì )經(jīng)排水通道進(jìn)入市政排污；但是在進(jìn)廠(chǎng)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(fēng)機工房和負一樓的反沖洗泵房淹沒(méi)，造成重大設備事故。
從水廠(chǎng)崗位設置及職責情況來(lái)看，濾池為無(wú)人值守，當水廠(chǎng)停電后，運行電工(每班1名)負責手動(dòng)開(kāi)啟濾后水出水閥，減少溢水量；并且運行電工還負責開(kāi)啟發(fā)電機組，盡量實(shí)現在短時(shí)間內發(fā)電恢復供水。從最短實(shí)際操作時(shí)間來(lái)看，處理濾池故障需要10min；開(kāi)啟發(fā)電機預熱到開(kāi)泵供水需要30min。從減少溢水量的角度來(lái)看，需要先處理濾池故障；從保障供水角度來(lái)看，需要先發(fā)電，這是一個(gè)尖銳的矛盾。
2、解決思路
無(wú)論從保證設備安全運行還是減少水資源的漏損來(lái)看，當系統停電后，若能自動(dòng)把濾后水出水閥打開(kāi)，而不是原設計的自動(dòng)關(guān)閉，避免濾池溢池，也可使運行電工能騰出時(shí)間開(kāi)啟和監管發(fā)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(dòng)把濾后水出水閥打開(kāi)，原設計的濾池恒水位過(guò)濾便不存在，這樣會(huì )不會(huì )對濾后水水質(zhì)造成影響，從歷年水廠(chǎng)運行及水源水質(zhì)情況來(lái)看，對水質(zhì)影響很小，這也是濾后水出水閥能進(jìn)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(dòng)蝶閥閥桿旋轉起到開(kāi)閉閥門(mén)的目的。在氣缸兩端分別安裝1個(gè)二位三通電磁閥來(lái)控制氣源的通斷，電磁閥由PLC控制，當電磁閥通電時(shí)為角向通；當電磁閥失電時(shí)為直向通，出水閥開(kāi)關(guān)控制流程如圖1所示。當上、下電磁閥都失電時(shí)，壓縮空氣從下電磁閥進(jìn)入汽缸下部，推動(dòng)活塞上移，汽缸上部空氣從上電磁閥排出，帶動(dòng)蝶閥閥桿順時(shí)針旋轉，關(guān)閉閥門(mén)。
當上、下電磁閥都得電時(shí)，壓縮空氣從上電磁閥進(jìn)入汽缸上部，推動(dòng)活塞下移，汽缸下部空氣從下電磁閥排出，帶動(dòng)蝶閥閥桿逆時(shí)針旋轉，開(kāi)啟閥門(mén)。正常過(guò)濾情況下，當閥門(mén)已調整到需要的開(kāi)度時(shí)，只有上電磁閥通電，此時(shí)氣缸兩端都有壓縮空氣通入，而兩端排氣均關(guān)閉，活塞固定在一個(gè)確定的位置。需要微開(kāi)閥門(mén)，只需下電磁閥短時(shí)通電；需要微關(guān)閥門(mén)，只需上電磁閥短時(shí)失電。
結合圖1，對以上濾后水出水閥控制過(guò)程進(jìn)行分析，若要實(shí)現系統停電時(shí)閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，即上、下兩個(gè)電磁閥失電時(shí)閥門(mén)打開(kāi)，在氣路上只需要將每個(gè)電磁閥的進(jìn)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(jiàn)圖2)。氣路改好了，為保證動(dòng)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?yōu)?ldquo;失電”信號；原PLC輸出“失電”信號變?yōu)?ldquo;得電”信號。按說(shuō)電路的改造只須更改PLC程序，不必在硬件上改動(dòng)，但是得利滿(mǎn)公司有自己的技術(shù)保護，現場(chǎng)不具備更改程序的條件，只能另辟蹊徑。經(jīng)過(guò)實(shí)驗，在PLC輸出與電磁閥輸入之間加入一個(gè)AC220V的繼電器，實(shí)現了邏輯“非”的轉換，具體改造原理圖見(jiàn)圖3。
4、運行效果及結論
本次技術(shù)改造的特點(diǎn)是投資小，見(jiàn)效大，4個(gè)過(guò)濾單元總共只需要增加8個(gè)中間繼電器。美中不足的是這樣改造后只能實(shí)現全廠(chǎng)停電后的濾后水閥門(mén)的打開(kāi)，在單體濾池發(fā)生故障停止運行，所對應的濾后水出水閥仍會(huì )關(guān)閉。好在所有過(guò)濾單元同時(shí)出現故障的幾率很小，當某一過(guò)濾單元故障后，其他過(guò)濾單元仍有一定的調節能力，不至于很快溢水。對于進(jìn)水閥沒(méi)有進(jìn)行改造是因為每個(gè)過(guò)濾單元還有一個(gè)手動(dòng)閘板閥，這個(gè)閥門(mén)是常開(kāi)的。經(jīng)過(guò)改造及試運行后，在不影響濾池正常過(guò)濾和反沖洗過(guò)程的情況下，保證了濾池在無(wú)人值守的情況下安全經(jīng)濟運行達到了預期目的。
