容振輝　 張戎
（廣東省惠州市自來水總公司，廣東惠州，516003）

　　摘要：V型濾池氣動蝶閥的使用管理是V型濾池運行能否成功的關鍵因素之一。通過對閥門的技術改造，實現(xiàn)閥門的最優(yōu)化控制，對V型濾池的優(yōu)質高效運行和降低維護費用都能起到重要作用。
　　關鍵詞：V型濾池 氣動蝶閥 電磁閥 氣路分配器

1、前言

　　惠州市自來水總公司江北水廠采用的是氣水反沖洗V型濾池，它具有出水水質好、運行周期長、反沖洗效果好和便于自動化管理的特點。濾池采用的是法國Amri的氣動蝶閥，按類型可分為比例調節(jié)型的出水閥和開關型的反沖洗水閥、反沖洗氣閥、放氣閥，它們具有響應時間短、氣密性好、調節(jié)性能優(yōu)異的優(yōu)點，其蝶閥的外型圖如圖一。為使這些氣動蝶閥的工作更符合江北水廠的生產(chǎn)實際，三年來我們對它們進行了三次技術改造：

2、V型濾池氣動蝶閥的三次技術改造

2.1出水閥動作頻率的整定
　　在濾池的氣動閥門中，出水閥的控制作用最為關鍵，它直接關系到V型濾池恒水位過濾能否實現(xiàn)。濾池恒水位控制原理圖如下：

　　濾池在正常過濾狀態(tài)時，PLC（可編程控制器）的A/D轉換器采集電子水位感應器測出的濾池水位值，將此數(shù)值與PID運算中的設定值進行比較，并輸出一個4～20mA控制值，通過D/A轉換給出水閥的控制主板，最終通過PID程序使兩者差值減為最小，達到恒水位控制。V型濾池恒水位過濾的特點決定了出水閥頻繁工作的特性，再加上江北水廠濾池面積較大，增加了水位調節(jié)的難度，使得出水閥調節(jié)頻率高達2次/秒。水廠運行一年不到，各閥門構件均出現(xiàn)了不同程度的磨損，出水閥執(zhí)行構件——三位四通氣路分配器（圖二中B點）內(nèi)部起控制氣路方向作用的不銹鋼圓軸因磨損出現(xiàn)凹槽，致使出 水閥的調節(jié)速度減慢直至無法動作。在維持濾池恒水位的基礎上降低閥體動作頻率是解決這一問題的最根本方法。我們對出水閥主線路板的靈敏度（Sensitivity）和允許偏差（Dead band）（圖二中的S、D點）電阻進行了調整，降低靈敏度，增大允許偏差，重新設定閥體氣動與電動的配比參數(shù)。經(jīng)一段時間的調整和觀察，在保證各組濾池的液位變化都能夠控制在±1cm的情況下，出水閥動作頻率由2次/秒下降到了0.1次/秒，大大延長了氣路分配器的使用壽命。

2.2反沖洗閥門電磁閥降壓改造
　　V型濾池的反沖洗水閥、反沖洗氣閥和放氣閥的能否正常啟閉關系到濾池反沖洗過程的成敗。反沖洗閥門內(nèi)采用了AC220V的電磁閥（圖二中A點），通過電磁閥對氣路的通斷作用實現(xiàn)開關閥門的目的。當反沖洗程序被執(zhí)行時，濾池站PLC的Y輸出觸點接通AC220V電路，令閥門動作。原理如圖三（1）。但由于反沖洗時鼓風機和水泵的啟動令電壓產(chǎn)生波動，導致電磁閥啟閉電流增大并燒壞電磁閥，致使閥門不能動作。PLC在20秒內(nèi)檢測不到閥門啟閉到位的信號，則判斷閥門開啟失敗，PLC也將轉入濾池反沖洗失敗處理程序。水廠運行不到兩年，共有17個電磁閥燒壞，導致反沖洗過程經(jīng)常失敗。為降低這一峰值電流，在保證電磁閥正常工作的情況下，我們通過改變電磁閥的輸入電壓來降低電磁閥的啟閉電流。2002年3月，對十組濾池電磁閥的輸入電壓進行了改造，用變壓器將原來的AC220V降為AC110V，電路中增加中間繼電器以控制電源的開斷，其改造原理如圖三（2）。改造后，電磁閥的使用壽命雖然得到一定的延長，但依然存在著的燒壞現(xiàn)象表明了交流電磁閥的不穩(wěn)定性。為此，我們用直流24V的電磁閥替換原反沖洗閥內(nèi)交流220V的電磁閥,并將交流220V的輸入電壓改為直流24V穩(wěn)壓電源。改造原理如圖三（3）。2002年9月，對十組濾池中的四組進行了改造，至今未發(fā)現(xiàn)電磁閥有燒壞現(xiàn)象。
2.3出水閥開度控制值的調整

　　隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，江北水廠的供水量亦不斷攀升。在供水高峰期間，濾池的濾水量可達到11000 m3/h，濾池的濾速也因此由設計的8.6m/h提高到10.5m/h。由于PLC設置的出水閥可自動調節(jié)控制值為0～60，在自動控制狀態(tài)下的最高濾速也僅為9.5m/h，無法完全處理上述過水量，導致濾池水位不斷上升。此時唯有通過手動將出水閥開啟度加大來降低濾池水位。在此高低水位調整期間，最大濾速達到了13.5m/h，大大超過了濾池的負荷。濾速的提高，使下濾水流與濾料表面的剪切力增大，濾料表面吸附的雜質顆粒將隨剪切力的增大而脫落，導致濾層的早期濁度穿透，不但污染濾后水水質，也縮短了濾池過濾周期。解決這一問題的根本辦法是保持濾池水位的恒定，以避免濾池水位人工高低轉換時出現(xiàn)的過大濾速。我們對濾池PLC站的程序進行了修改，將出水閥的最大可自動調節(jié)控制值由60提高到68，加大在濾池在自動運行時的出水閥開啟度，使濾速可達到11.0 m/h，稍大于最大需濾水量的強制濾速，以保證濾池水位恒定。濾閥控制值經(jīng)調整后，由于不用頻繁人工調整濾后水位，濾后水的水質較調整前有了大幅改善。

3、結論

　?。?）根據(jù)生產(chǎn)實際調整閥門的設置，使閥門動作實現(xiàn)最佳狀態(tài)，再通過修改PLC和PID程序使得軟硬件配合達到最優(yōu)化，是V型濾池運行能否成功的關鍵因素之一。（2）V型濾池閥門的元件應根據(jù)使用情況進行選用，這可增加閥門元件的使用壽命和減少維護成本。（3）進口設備的配件存在進貨周期長且價格昂貴的特點，如有技術穩(wěn)定的國產(chǎn)替代品,宜進行更換改造。

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容振輝(1975年—　 )，男，漢，工學學士，工程師。1998年畢業(yè)于湖南省湖南大學土木工程系給水排水專業(yè)，現(xiàn)任惠州市自來水總公司江北水廠廠長，負責水廠生產(chǎn)和技術研究工作。聯(lián)系電話：0752—2810982　 Email：rzh7@21cn.com

張戎（1963—　 ），男，漢族，工學士，給水排水高級工程師，惠州市自來水總公司總工程師，從事城市供水工作二十多年，對給水設計、施工、管理有豐富的經(jīng)驗。聯(lián)系電話：0752—2816978。E-mail:ZhangRong817@21cn.com