錢東強(qiáng)
(貴溪冶煉廠，江西貴溪335424)

　　摘　要：流動(dòng)電流檢測(cè)法是一種比較先進(jìn)的自動(dòng)加藥控制法，它通過檢測(cè)加藥后原水的流動(dòng)電流值來控制計(jì)量泵。SCD儀(流動(dòng)電流檢測(cè)儀)對(duì)檢測(cè)水樣的要求很高，在水廠實(shí)際應(yīng)用中效果并不理想，就此對(duì)其進(jìn)行了多方面的改進(jìn)設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)了日常維護(hù)。運(yùn)行三年的實(shí)績(jī)表明效果很好。
　　關(guān)鍵詞：SCD儀；取樣檢測(cè)系統(tǒng)；改進(jìn)設(shè)計(jì)；維護(hù)
　　中圖分類號(hào)：TU991.62
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2001)11-0040-03

1　水廠概況

　　貴溪冶煉廠是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的銅冶煉廠，冷卻水耗量為(20～30)×10⁴m³/d，配套建有一個(gè)規(guī)模為40×10⁴m³的水廠，供水能力居江西省第二。
　　該水廠有4座規(guī)模為10×10⁴m³的反應(yīng)沉淀系統(tǒng)，由隔板反應(yīng)池與斜管沉淀池組成。原水取自信江，混凝劑為硫酸鋁，每年的加藥期為4～6個(gè)月。夏季多暴雨，江水濁度變化快，曾經(jīng)在1 h內(nèi)由30 NTU上升至300 NTU，由人工調(diào)節(jié)的加藥量很難跟蹤濁度的變化，從而影響了出水水質(zhì)。因此，于1997年引進(jìn)了一套自動(dòng)加藥系統(tǒng)，主要包括1臺(tái)SCD儀與4臺(tái)隔膜式計(jì)量泵。
　　SCD儀把影響投加量的多種因素用檢測(cè)混凝后水的流動(dòng)電流值這一單一參數(shù)取代，通過控制其流動(dòng)電流最佳范圍，實(shí)現(xiàn)單因子自動(dòng)控制，是一種較先進(jìn)的技術(shù)。
　　其工藝流程如圖1所示。

　　

　　該系統(tǒng)試運(yùn)行并不順利，SCD儀檢測(cè)值混亂，計(jì)量泵無法實(shí)現(xiàn)跟蹤，外方的國(guó)內(nèi)代理商對(duì)此也束手無策。后來，水廠組織技術(shù)人員自行攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題出在取樣檢測(cè)系統(tǒng)中，于是重新設(shè)計(jì)了一套取樣檢測(cè)系統(tǒng)。

2　取樣檢測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

　　SCD儀需要優(yōu)質(zhì)的水樣，根據(jù)隨機(jī)說明書的敘述，水樣應(yīng)滿足以下五個(gè)要求：
　　①水樣應(yīng)能代表所檢測(cè)和控制的過程；
　?、谒畼討?yīng)不含損壞探頭或阻礙水樣流動(dòng)的異物；
　?、鬯畼討?yīng)連續(xù)；
　　④從投藥到檢測(cè)的系統(tǒng)延遲時(shí)間應(yīng)在2～3 min之間；
　?、菟畼恿髁繎?yīng)在2～4 L/min之間。
　　對(duì)水樣的上述要求，與取樣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)密切相關(guān)，據(jù)此對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。
2.1　利用三通代替水樣預(yù)處理裝置
　　SCD儀的入口直徑只有15 mm，很容易被原水中的雜物堵塞(如小塑料片、青苔等)，造成SCD儀斷流，而且泥砂會(huì)磨損探頭。為此，外國(guó)公司專門設(shè)計(jì)了一套水樣預(yù)處理裝置用來去除泥砂與雜物，但安裝不便、操作繁瑣、價(jià)格昂貴。而嘗試用三通對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，在運(yùn)行中取得了滿意的效果。
　　三通位于取樣管未端，位置如圖2所示。正常運(yùn)行時(shí)，閥1、4關(guān)閉，閥2、5全開，閥3半開，樣水經(jīng)閥5順取樣管流至三通處，部分向上經(jīng)閥2流過SCD儀，其余經(jīng)閥3直接排放。

　　三通的結(jié)構(gòu)與工作方式如圖3所示。由于慣性與重力作用，大部分泥砂與雜物隨水流向前流動(dòng)，只有少部分拐彎向上流經(jīng)SCD儀。實(shí)際運(yùn)行表明，安裝三通后，SCD儀從未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

2.2設(shè)置取樣管反沖洗系統(tǒng)
　　由于取樣管中水流速度低，易沉積泥砂與雜物，減少了過水能力，所以在取樣管末端外接壓力水(如圖4所示)，在取樣管前端設(shè)排空閥4(因原水管中有水壓)。反沖時(shí)，閥2、3、5全關(guān)，閥1、4全開，壓力水經(jīng)閥1反向沖刷取樣管，廢水經(jīng)閥4排放。

2.3　改彎頭為帶堵頭的三通
　　彎頭處易堵雜物，所以應(yīng)盡可能減少取樣管的彎頭，并改彎頭為帶堵頭的三通，以利于人工打開堵頭清通管路。
2.4　取消探頭室沖洗管
　　起初，按照SCD儀說明書，在SCD儀探頭室下面安裝了沖洗管，定期沖洗探頭。但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)SCD信號(hào)經(jīng)常無故發(fā)生大幅波動(dòng)，后查明原因：探頭室中的小銹塊引起探測(cè)電極短路。這些銹塊來自于沖洗管，因此取消了沖洗管。實(shí)際運(yùn)行表明，只要定期(1～3個(gè)月)拆洗探頭與探頭室，SCD儀就能正常運(yùn)行。
　　如果原水很臟，確實(shí)需要安裝探頭室沖洗管，最好加裝一套過濾器以過濾壓力水，或者從二泵房單獨(dú)設(shè)一根不銹鋼管(或塑料管)。
2.5確定取樣管直徑
　?、儆?jì)算最小管徑
　　取樣管的長(zhǎng)度L=12 m，水樣流過取樣管的時(shí)間近似等于系統(tǒng)的延遲時(shí)間T，設(shè)水樣的流量為Q，流速為V，取樣管的過水?dāng)嗝婷娣e為S，管徑為D，則：
　　　　S=Q/V=QT/L
　　　　D=2（S／π）^1/2=2(QT/Lπ)^1/2
　　根據(jù)SCD儀對(duì)水樣的要求，Q值至少應(yīng)為2 L/min，T在2～3 min之間，如果Q與T都取下限值(Q=2 L/min，T=2 min)，就可算出最小管徑：
　　　　D=2（2·2·10^-3／12·π）^1/2=0.02 m=20 mm
　　考慮到水管會(huì)因生銹而縮小過水?dāng)嗝妫蔬x擇直徑為32 mm的鍍鋅鋼管。
　?、谛：巳庸茏畲筝斔芰?br> 　　由于取樣管利用原水管的壓力進(jìn)行輸送，必須校核輸水能力。已知取樣管起點(diǎn)壓力至少為49 kPa(以5 m計(jì))，SCD儀距地面1 m，末端自由出流，那么取樣管的水頭損失為39.2 kPa。當(dāng)閥門全開時(shí)，取樣管輸水能力最大，如果取樣管的沿程水頭損失以總水頭損失的70%計(jì)，則水力坡度I=4×70%12=0.23，從設(shè)計(jì)手冊(cè)上可查出對(duì)應(yīng)的流量為1.6 L/s，折合為96 L/min，遠(yuǎn)超過所需水量，能夠滿足要求。正常運(yùn)行時(shí)，可通過閥門3調(diào)節(jié)流量。

3　運(yùn)行維護(hù)

　　系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要日常維護(hù)。
　?、僬_調(diào)節(jié)增益。
　　增益的調(diào)節(jié)很關(guān)鍵，如設(shè)定過高，會(huì)放大一些不重要的小變化，造成顯示值與控制信號(hào)的恒定波動(dòng)，還會(huì)造成SC值溢出量程；如設(shè)定過低，SCD儀將檢測(cè)不出工藝過程中的一些小而重要的變化。
　　那么，增益設(shè)定以什么為依據(jù)呢？
　　說明書中無相關(guān)內(nèi)容，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示將原水的SC值調(diào)到-50～-70之間時(shí)增益比較合適，相應(yīng)的最佳混凝狀態(tài)的SC值在-15～-25之間。
　?、诩訌?qiáng)日常檢查。
　　　因SCD儀容易出故障，所以至少應(yīng)每小時(shí)檢查一次，內(nèi)容包括：a.SCD儀有無斷流，流量是否在2～4 L/min之間；b.探頭抽動(dòng)聲音是否正常；c.系統(tǒng)延遲時(shí)間是否在2～3 min之間；d.SCD信號(hào)是否正常，有無出現(xiàn)大幅波動(dòng)；e.沉淀池中礬花絮凝情況是否良好。
　?、鄱ㄆ?1～3個(gè)月)拆洗探頭與探頭室，反沖取樣管。
　?、芏咀⒁夥篮?。
　　說明書規(guī)定SCD儀的環(huán)境溫度應(yīng)在0～50 ℃之間，如低于0 ℃時(shí)，SCD儀內(nèi)電路工作不正常，輸出的SC值出錯(cuò)，徘徊在零附近(如3、-3等值)，所以冬季一定要注意防寒，一般在室內(nèi)安裝電加熱器。
　　當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)，判斷SCD儀工作是否正常的簡(jiǎn)單方法是：用手掌捂住SCD儀的下底面，如果SC值發(fā)生較大變化，說明SCD儀工作不正常。

4　存在問題

　　①當(dāng)水流量變化迅速時(shí)，需人工預(yù)先調(diào)節(jié)加藥量。
　　SCD儀是單反饋系統(tǒng)，當(dāng)水流量變化迅速時(shí)，計(jì)量泵的調(diào)整速度太慢。以實(shí)際運(yùn)行為例，如水流量由2 500m³/h猛增至5 000m³/h，計(jì)量泵需要7～10 min才能調(diào)到最佳值。因此，當(dāng)水流量變化迅速時(shí)，先手動(dòng)將計(jì)量泵沖程調(diào)到大致位置，等SC信號(hào)穩(wěn)定后再切換為自動(dòng)。
　?、谌庸芤咨P。
　　鍍鋅鋼管日久生銹，管內(nèi)壁布滿了疏松的銹蝕物，減小了過水能力；同時(shí)，當(dāng)反沖洗時(shí)阻礙了雜物排出。鐵銹還容易沾在探頭與探頭室表面，干擾SCD信號(hào)。因此宜將鍍鋅鋼管改為UPVC管。

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　　收稿日期：2001-06-20