水厂V型滤池的阀门改造

【摘 要】当前大部分水厂采用的是气、水反冲洗v型滤池，这种滤池有运行周期长，出水质量好，便于自动化控制和反冲洗效果好等特点。某厂v型滤池气水反冲洗出水调节阀采用电动密封蝶阀，阀门的设计和质量问题，导致水位过滤与反冲洗的效果难达预计期望，为了使v型滤池可靠稳定的运行，需要对水厂v型滤池的自动控制系统和阀门进行一定的改造。本文以某水厂为例，总结近些年阀门出现的问题及相关的改进措施，希望有一定的借鉴意义。

【关键词】水厂v型滤池；阀门改造

一、引语

水厂的阀门在整个水厂工作运作中有着调节水位，控制水量，保证出水质量等作用。某水厂是我国一个比较有代表性的水厂，其供水力为38万m3/d，选用的出水调节阀门为电动密封蝶阀，经过多年的使用，我们发现电动密封蝶阀存在着一定问题，我们将从这些问题中发现改造的办法。

二、电动密封蝶阀存在的问题及影响

（一）阀杆易断裂

水厂v型滤池恒水位过滤决定了调节阀门运作频繁，电动执行设备出现故障的概率很高，由于设计和材质的原因，在不到两年的使用时间内，水厂先后有3个调节阀杆断裂，给生产运行和设备维修带来诸多影响。

（二）信号不稳定

气水反冲阀的开关信号不稳定，难以到达自动控制的要求。为了让水厂v型滤池能稳定可靠的运行，实现自动反冲洗的功用，必须更换所用的蝶阀。

（三）密封性能问题

由于v型滤池采用的是反冲蝶阀的密封形式为金属硬密封，密封的性能得不到很好的保证。在滤池进行反冲过程中，有些气体进入其他工作的滤池，出现气顶托的现象，影响滤池的正常运作。

三、故障的原因及检测方法

导致上述问题的出现源于机器质量不稳定以及人为疏忽。plc是检测阀门故障的主要手段，当plc在30s里监测到风压没达到40kpa，就可以判定风机气动失败，这种情况下，plc就进入滤池反冲洗失败程序处理中。排水阀是电动控制的，开启需要120秒，如果plc在150秒内没有监测到开启的信号，就可以判定排水阀开启不成功，plc也转入反冲洗失败程序处理中。此外，反冲洗水泵的功率为75kw，启动时间5秒。如果plc在10秒里检测水压并没有达到20kpa，就可以判定水泵启动失败。气水反冲阀由于都是气动的，开启时间只需5秒，如果plc再10秒里没有检测到开启的信号，也可判定阀门开启不成功，plc转入反冲洗失败程序处理中。按照程序，当滤池反冲洗出现各种故障，plc进入失败程序处理中，将停止反冲洗过滤的状态，同时还要关闭水泵，风机，并发出警报，通知相关人员进行检查维修。

四、改造方案和注意点

（一）改造方案

为了使水厂v型滤池可以高效，稳定的运行，我们将12格滤池调节阀，气水反冲阀等36个蝶阀都更换成相应规格要求的进口气动蝶阀，保留排水，进水方阀。新增空气压缩机为气动蝶阀提供气源。此外对原来的阀门控制器进行重新的设计改造。

（二）阀门控制柜

我们设计在每一个滤池中安装一个控制柜，包括排水、进水电动阀控制电路，水冲阀，气冲阀，出水调节阀电路等各一套，同时依照分散控制，集中管理的思想，在每个控制柜里安装一台小型plc，既可以实现自动控制也可以手动控制。此外，两台反冲洗泵和风机也在plc控制下交替使用。在v型滤池5个阀门中，气动出水调价阀门是控制的关键所在，它直接影响v型滤池水位过滤的能力。为了保证这个阀门安全，可靠的运行，我们考虑设计两套不同的控制电路，一电路将滤池水位信号送往plc，再由plc对水位进行相应的运算，并输出结果，达到控制调节阀出水的开度；另外一电路，把滤池水位信号送往数显仪，这个仪器可以显示滤池水位和调节阀开度，也能对水位信号进行运算，在运算之后将结果以4—20ma的形式输出，达到控制调节阀开度的目的。这两种不同的控制方法可以通过一个开关来进行选择使用。为使在水冲洗中可以尽量清除滤池底层的相关气体，我们在气反冲洗阀门后面安装了一个排气电磁阀，其控制装置和水反冲阀闭点和开点互锁。

（三）滤池反冲洗

为了保证滤池能够稳定有序的进行自动反冲洗，我们将12个控制柜中的plc互相连接，且接入水厂里的mb网，把其中1个控制柜中的plc作为反冲洗调度，就是当某个滤池要进行反冲洗的时候，可以向那个滤池的plc发出相应的请求，那个滤池可对要进行反冲洗

池进行排序，依据先进先出原则对各个滤池进行反冲洗工作。滤池反冲洗条件为水位和工作时间。当滤池反冲洗工作中出现问题和异常情况时，plc将会迅速的做出反应。根据相关的设计规定，停止反冲洗也需要按照一定的步骤，首先应关闭水反冲阀，再关闭反冲洗水泵。由于水反冲阀关闭较快，其导致的巨大水锤将对阀门造成不良的影响，缩短其使用寿命，所以在操作过程中，应该先关掉反冲洗水泵，延迟10秒，再关闭反冲阀。在滤池反冲洗进行到最后几十秒的时候，排水渠内大多已是干净的清水，为了防止清水的流失，排水阀应该提前关闭。电动排水阀关闭的时间为120秒左右，实践证明应该提前70秒关闭。

五、总结建议

水厂v型滤池在经过相应的改造之后，运行效果良好，v型滤池的水位过滤功能非常突出，通常可以将水位差控制在1cm之内，在plc控制下也能很好的进行自动反冲洗工作，达到改造的预期效果。建议水厂v型滤池阀门的元件应该根据使用情况进行对比选用，以增加阀门元件的寿命，减少维修的成本。由于进口设备价格高，进货周期较长，当国内有技术稳定的产品时，应及时更换。

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