陳健
（蚌埠市供水有限公司，安徽 蚌埠 233000）

　　摘　要：根據(jù)蚌埠市三水廠雙閥濾池自動控制系統(tǒng)改造和運行的探索經(jīng)驗，介紹了自控系統(tǒng)設(shè)計、改造的方法、特點和控制方式，指出真空系統(tǒng)的改進(jìn)是成功的關(guān)鍵。
　　關(guān)鍵詞：給水處理；雙閥濾池；電磁閥；真空罐；自動控制
　　中圖分類號：TU991.6
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455（2001）02-0042-03

　　蚌埠市三水廠一、二期濾池為雙閥濾池（20×10⁴m³／d），雖然原設(shè)計具有程序集中自動控制方式，但在實際運行中由于真空管路上的電磁閥。
　　真空管路進(jìn)水、電動閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等內(nèi)在問題，多年來經(jīng)過努力和探索，仍不能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，無法實現(xiàn)全自動化運行。在總結(jié)和分析實際存在的問題的基礎(chǔ)上，對雙閥濾池進(jìn)行了改造。改造后的濾池自動控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。在此，對雙閥濾池的全自動化運行控制作簡要介紹。

1 雙閥濾池所存在的問題及原因分析

1.1 真空系統(tǒng)的問題
　　濾池的設(shè)計形式為虹吸進(jìn)排水型雙閥濾池，反沖洗采用容積為600m³的高位水池，設(shè)有兩臺14SA－10E水塔泵；進(jìn)排水控制采用虹吸管道，虹吸管路由真空系統(tǒng)控制，真空系統(tǒng)包括真空泵、真空管路、電磁閥、電接點真空表等；濾后水控制采用DN600電動閘門，沖洗水控制采用DN800電動閘閥；水頭損失顯示采用隔膜壓差變送器；運行方式為程序柜集中自動控制或手動控制。所存在的問題主要有以下幾方面：
　　①電磁間關(guān)閉不嚴(yán)、漏氣。最初選用的為先導(dǎo)式電磁閥，其工作原理為：電磁間通電提起內(nèi)部輔閥，由于輔間先行開啟，破壞了管路的真空，減少并抵消了問塞兩端壓差，并帶動閥塞，使問塞完全開啟。當(dāng)電磁閥失電時，失去電磁力，鐵心及閥塞等靠 自重下落、關(guān)閉。同時，管路中真空度下降，或介質(zhì)通過問塞側(cè)面小孔進(jìn)入間塞內(nèi)部，傳遞壓力，使問塞緊緊地壓在間口上，達(dá)到嚴(yán)密關(guān)閉的目的。但在實際使用中，真空管路中的真空值較低，閥塞上、下壓差較小，僅靠鐵心和閥塞的自重，不能完全關(guān)閉閥塞，造成電磁閥漏氣。后來又選用了直動式電磁閥，其工作原理為：電磁線圈通電形成磁力克服彈簧的彈力，直接提起閥桿將閥塞打開。失電時，靠彈簧張 力和閥塞自重自然關(guān)閉。但由于電磁間使用過一段時間后彈簧的彈性變小、出現(xiàn)銹蝕等問題，也不能完全關(guān)閉閥塞，同時出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。
　?、谡婵展苈芬走M(jìn)水，冬天結(jié)凍阻塞真空管路。由于虹吸管上電接點真空表的上限臨界值不易調(diào)準(zhǔn)，有時在虹吸形成后，電接點真空表末達(dá)到臨界值，仍不動作，則真空泵繼續(xù)運行，就會把虹吸管內(nèi)的水抽人真空管路中。
　?、蹏a(chǎn)SZB型真空泵效率低，抽真空時間長。
1.2 電動閥門的問題
　　電動間無法隨時調(diào)整濾池出水量。濾池的進(jìn)出水平衡是靠清水電動閥的開啟度來控制的，但電動問頭的執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件不可靠，不能保證閥門每次的開關(guān)量，濾池的進(jìn)出水也就無法控制平衡。
1.3 塔泵開啟頻繁問題
　　塔泵開啟頻繁，不利于控制。因水塔不能連續(xù)沖洗，在沖洗完每格濾池后，水塔泵啟動向水塔補給水，待水塔打滿便要停泵，等待沖洗。這樣水塔泵就會頻繁地開停。同時也使沖洗環(huán)節(jié)復(fù)雜化，不利于自控。
1.4 自動控制系統(tǒng)的問題
　　自控過程不完善，缺少必備的監(jiān)測儀器、儀表。濾池水位控制計、濾后水濁度儀及沖洗、過濾的監(jiān)視儀等均沒有設(shè)置。

2 濾池改造的設(shè)備配置及選型

　　針對上述問題，我們首先采取了如下改造措施：
2.1 真空系統(tǒng)
　?、賹⒃袊a(chǎn)電磁閥改為適用于真空系統(tǒng)的德國產(chǎn)GSR電磁閥，進(jìn)水虹吸管采用兩只DN25常閉閥，排水虹吸設(shè)有兩只DN40電磁閥，一只常開一只常閉（如圖1所示）。

　　②用音又開關(guān)替代電接點真空表以防真空管路進(jìn)水。
　　③用德國產(chǎn)V130型真空泵替代原SZB型真空泵。
2.2 設(shè)置濾池水位計
　　由水位計控制濾前水位，水位信號可以隨時反饋給PLC自控系統(tǒng)。
2.3 選用可調(diào)式電動碟閥
　　用作清水閥，PLC自控系統(tǒng)根據(jù)水位信號可以隨時控制該閥的開關(guān)量，調(diào)整濾池進(jìn)出水量的平衡。
2.4 安裝濾后水濁度儀
　　除了用時間控制沖洗外，濾后水濁度也作為控制濾池沖洗的條件，濁度儀的型號為（CUS1／CUA120型）。
2.5 改變沖洗方式
　　沖洗方式由水塔沖洗改為水泵直接沖洗。沖洗泵采用德國EMU潛水泵，保證了沖洗水量和濾池沖洗質(zhì)量。沖洗間選用通用型電動碟閥，閥門關(guān)閉嚴(yán)密，避免了閥門漏水對沖洗強度的影響。

3 調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決措施

3.1 出現(xiàn)的新問題
　　設(shè)備改造安裝完成后，在調(diào)試過程中我們發(fā)現(xiàn)GSR電磁閥出現(xiàn)了新問題：
　?、龠M(jìn)水虹吸管上的常聞電磁閥斷電后關(guān)閉不嚴(yán)。原因是由于進(jìn)水虹吸形成后，音叉開關(guān)動作將信號傳給PLC自控系統(tǒng)，控制關(guān)電磁閥停真空泵，此時電磁間與虹吸管連接端為負(fù)壓，與真空管路連接的另一端為正壓，這樣，電磁閥橡膠隔膜兩端就形成了一個反向的壓差，頂起隔膜，造成隔膜片關(guān)閉不嚴(yán)，進(jìn)水虹吸破壞，濾池不能正常連續(xù)進(jìn)水。
　?、谂潘缥苷婵招纬珊?，音叉開關(guān)反復(fù)動作。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)主要原因是排水虹吸真空形成后，排出的沖洗廢水中夾有大量氣體。音叉開關(guān)探頭時而接觸到水，時而接觸到空氣，就會不斷地把信號傳給PLC，PLC根據(jù)信號控制電磁閥時而開、時而關(guān)，造成控制不穩(wěn)定。
　?、叟潘缥纬傻耐瑫r，拉動了進(jìn)水虹吸，把濾前水與沖洗廢水一起排走。原因是：由于排水虹吸管的進(jìn)水端與進(jìn)水虹吸管的出水端淹沒在同一水位下。當(dāng)排水虹吸形成時，其進(jìn)水端即進(jìn)水虹吸出水端的水位迅速下降，使進(jìn)水虹吸也及時形成了，則排水虹吸管就會把濾池進(jìn)水與沖洗廢水同時排走。
3.2 解決措施
　　為解決上述問題，需對整個真空系統(tǒng)重新設(shè)計，使真空度始終保持＞0.05 MPa的狀態(tài)，措施如下：①由于真空系統(tǒng)改造初始沒有設(shè)置真空罐，真空系統(tǒng)無法正常運行?？紤]到電磁閥的動作要求和大虹吸形成所必須具備的真空抽氣量，經(jīng)計算確定真空罐容積為2.5m³。根據(jù)兩組濾池共用一套抽真空裝置，同時為避免真空罐進(jìn)水至真空泵內(nèi)損壞真空泵，我們把真空罐進(jìn)行了串、并聯(lián)組合連接，在與真空管路直接聯(lián)接的罐上設(shè)有水位報警裝置和排放水口，在與真空泵最先聯(lián)接的一個罐上裝有真空壓力表控制真空的上下限值，并在真空罐與真空泵之間的管路上再設(shè)置一只GSR常閉電磁閥，為確保正常運行，我們將該閥的線圈拆掉，反向安裝，在真空泵啟動運行時，電磁閥可以自行開啟；在真空泵停止運行時，靠閥兩端的正向壓差將閥關(guān)閉，即將該間作為單向間來使用。這樣，從真空泵到虹吸管之間就形成了一套完整的真空系統(tǒng)，從而保證了大小虹吸管上GSR電磁閥的正常使用（如圖2所示）。

　?、跒榱丝朔蠛缥a(chǎn)生的氣囊影響，我們將大虹吸上的音叉開關(guān)改為電接點真空表，上限調(diào)整值為真空度0.018MPa，便可滿足正常使用。
　?、圻M(jìn)水虹吸管的出水端與排水虹吸管的進(jìn)水端之間設(shè)置一道擋水堰，防止排水虹吸形成時對進(jìn)水虹吸管產(chǎn)生影響，避免同時形成進(jìn)水虹吸（如圖3所示）。

　　上述各方法，基本解決了雙閥濾池真空系統(tǒng)自控所出現(xiàn)的新問題，也是雙閥濾池自控的關(guān)鍵所在。

4 結(jié)語

　　通過一段時間的使用，雙閥濾池全自動化運行良好。濾后水水質(zhì)穩(wěn)定。沖洗強度有保證。杜絕了水漫濾池、濾池濾空等現(xiàn)象。減輕了操作人員的勞動強度。生產(chǎn)運行說明，只要做好真空系統(tǒng)改造，搞好設(shè)備選型，雙閥濾池完全可以達(dá)到像V型濾池一樣的高度自動化。因此，雙閥濾池的自控運行具有很強的推廣價值。

　　作者簡介： 陳健（1950－），男，現(xiàn)任蚌埠市供水有限公司副總經(jīng)理，聯(lián)系電話：（0552）4015531－7040。