對(duì)V型濾池在運(yùn)用過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的解決思路，并對(duì)濾后水調(diào)節(jié)閥控制原理進(jìn)行了研究試驗(yàn)，總結(jié)了適合晉城市的改造措施，經(jīng)改造及試運(yùn)行后，該濾池在無(wú)人值守的情況下安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期目的。

　　晉城市自來(lái)水公司二水廠采用法國(guó)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(diào)節(jié)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(shè)計(jì)總凈化能力為50000t/d，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行可靠，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行。

1、問(wèn)題的提出

　　二水廠為常規(guī)水處理工藝，水源采用市區(qū)東南郭壁泉水，源水三級(jí)提水后，分別經(jīng)12km長(zhǎng)干渠和3km長(zhǎng)2×DN500球墨鑄鐵管自流進(jìn)廠，渠與管設(shè)有連接池，連接池與水廠高差60m。源水水質(zhì)較好，為低溫低濁泉水；二水廠供電電源為單電源，這條線(xiàn)路用戶(hù)多，供電可靠率差，廠內(nèi)自備發(fā)電機(jī)組。

　　V型濾池在設(shè)計(jì)上有一個(gè)特點(diǎn)，即供電系統(tǒng)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(shè)計(jì)有益于保證濾后水水質(zhì)安全，也就是當(dāng)系統(tǒng)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(diào)節(jié)閥流入清水池。

　　但是這種設(shè)計(jì)從二水廠實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，也存在一些問(wèn)題，如從濾池設(shè)備安全運(yùn)行角度看，存在極大的安全隱患；當(dāng)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(dāng)系統(tǒng)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，若在2min內(nèi)無(wú)人處理，便會(huì)溢池。若進(jìn)廠水量較小，排水系統(tǒng)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)廠水量大、排水系統(tǒng)有淤堵的情況下，溢水便可能把一樓的鼓風(fēng)機(jī)工房和負(fù)一樓的反沖洗泵房淹沒(méi)，造成重大設(shè)備事故。

　　從水廠崗位設(shè)置及職責(zé)情況來(lái)看，濾池為無(wú)人值守，當(dāng)水廠停電后，運(yùn)行電工(每班1名)負(fù)責(zé)手動(dòng)開(kāi)啟濾后水出水閥，減少溢水量；并且運(yùn)行電工還負(fù)責(zé)開(kāi)啟發(fā)電機(jī)組，盡量實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)電恢復(fù)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(jī)預(yù)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(shè)備安全運(yùn)行還是減少水資源的漏損來(lái)看，當(dāng)系統(tǒng)停電后，若能自動(dòng)把濾后水出水閥打開(kāi)，而不是原設(shè)計(jì)的自動(dòng)關(guān)閉，避免濾池溢池，也可使運(yùn)行電工能騰出時(shí)間開(kāi)啟和監(jiān)管發(fā)電機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)恢復(fù)供電后，濾池能按原設(shè)計(jì)運(yùn)行。

　　當(dāng)系統(tǒng)停電后自動(dòng)把濾后水出水閥打開(kāi)，原設(shè)計(jì)的濾池恒水位過(guò)濾便不存在，這樣會(huì)不會(huì)對(duì)濾后水水質(zhì)造成影響，從歷年水廠運(yùn)行及水源水質(zhì)情況來(lái)看，對(duì)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(zhuǎn)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(dāng)電磁閥通電時(shí)為角向通；當(dāng)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(dāng)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(zhuǎn)，關(guān)閉閥門(mén)。

　　當(dāng)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(zhuǎn)，開(kāi)啟閥門(mén)。正常過(guò)濾情況下，當(dāng)閥門(mén)已調(diào)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(jié)合圖1，對(duì)以上濾后水出水閥控制過(guò)程進(jìn)行分析，若要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)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(diào)整，即原PLC輸出“得電”信號(hào)變?yōu)?ldquo;失電”信號(hào)；原PLC輸出“失電”信號(hào)變?yōu)?ldquo;得電”信號(hào)。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(hù)，現(xiàn)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(yàn)，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(xiàn)了邏輯“非”的轉(zhuǎn)換，具體改造原理圖見(jiàn)圖3。

4、運(yùn)行效果及結(jié)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(xiàn)全廠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(yùn)行，所對(duì)應(yīng)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(xiàn)故障的幾率很小，當(dāng)某一過(guò)濾單元故障后，其他過(guò)濾單元仍有一定的調(diào)節(jié)能力，不至于很快溢水。對(duì)于進(jìn)水閥沒(méi)有進(jìn)行改造是因?yàn)槊總�(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(yùn)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(jì)運(yùn)行達(dá)到了預(yù)期目的。