- 相關(guān)推薦
虹吸濾池全自控運行應用實(shí)踐
摘要：針對虹吸濾池運行中存在的主要問(wèn)題，在不改造濾池主體結構的情況下，實(shí)現了虹吸濾池全自控運行。就此介紹了新安水廠(chǎng)虹吸濾池全自控改造的系統控制原理、主要設備及其功能。
關(guān)鍵詞：虹吸濾池 全自控運行 應用實(shí)踐
由于虹吸濾池具有基建少，出水水質(zhì)穩定，又可實(shí)現水力全自動(dòng)運行，維修方便等特點(diǎn)，在20世紀80年代中期前建成的水廠(chǎng)較多采用此種池型。深圳市寶安自來(lái)水有限公司新安水廠(chǎng)一、二、三期工程分別于1983年、1985年、1988年建成投產(chǎn)，總設計供水能力為7萬(wàn)噸/日，均采用虹吸濾池。由于虹吸濾池存在水力反沖洗浪費待濾水等問(wèn)題，2000年6月至10月，水廠(chǎng)經(jīng)過(guò)反復摸索和運行調試，成功地實(shí)現了虹吸濾池全自控運行。較好地解決了水廠(chǎng)虹吸濾池存在的主要問(wèn)題，減輕了工人勞動(dòng)強度，且系統運行穩定，維護管理工作極少�，F將有關(guān)工程內容闡述如下。
1 虹吸濾池運行存在的主要問(wèn)題
由于新安水廠(chǎng)虹吸濾池單池面積�。�10.5m2），設計濾速低（6m/h），采用雙層陶土孔板磚配水系統，開(kāi)孔比為1.023%，配水較均勻，單層石英砂濾料厚800mm，粗砂+礫石支承層厚250mm，沖洗水頭1.07m，基本滿(mǎn)足要求。但還存在如下問(wèn)題：
（1）反沖洗時(shí)進(jìn)水虹吸不能破壞，浪費部分待濾水。
（2）不能確保按原有設計意圖，一次最多沖洗二格濾池，經(jīng)常性多格濾池同時(shí)到達期終水頭損失，同時(shí)沖洗。如不人為放空，阻止其反沖洗，沖洗水頭不夠，造成濾砂沖洗不干凈而板結或產(chǎn)生泥球，減少過(guò)濾周期及濾砂使用壽命。
（3）由于清水池設計調節容積為8.57%，超負荷運行時(shí)僅6%左右。多格濾池沖洗，清水池進(jìn)水少，造成清水池水位迅速下降，送水泵房不得不部分停機，使供水管網(wǎng)服務(wù)壓力波動(dòng)較大。
（4）員工勞動(dòng)強度大，且需要較強的責任心。實(shí)際上晚班、早班難以做到，以致于一般情況下，濾砂使用周期僅二年左右。
2 虹吸濾池水力反沖洗系統改造方案設想
（1）由電磁閥代替各格濾池上原有手動(dòng)操作閥，即進(jìn)水虹吸破壞閥，排水虹吸破壞閥，高壓水強制反。
（2）由PLC輸出信號控制各格濾池電磁閥動(dòng)作。
（3）各濾池期終水位由水位計信號傳送至PLC。
3 系統控制原理
系統由PLC可編程控制器自動(dòng)控制，只要各濾池水位超過(guò)水位計所設定的水位時(shí)，水位計開(kāi)始閉合。閉合信號傳到PLC，通過(guò)程序計算，PLC輸出1個(gè)開(kāi)啟信號至進(jìn)水虹吸管上常閉式電磁閥，常閥點(diǎn)開(kāi)啟，虹吸破壞，濾池停止進(jìn)水。延時(shí)3min，待濾池內水位下降1m左右時(shí)，PLC輸出兩個(gè)信號，一個(gè)為關(guān)閉信號至排水虹吸管上常開(kāi)式電磁閥，使常開(kāi)點(diǎn)閉合，逐漸形成排水虹吸；另一個(gè)為開(kāi)啟信號至高壓水常閉式電磁閥，使常閉點(diǎn)開(kāi)啟，高壓水幫助排水虹吸盡快形成。同時(shí)，PLC經(jīng)程序運算，斷開(kāi)其它已到期終水位的濾池沖洗，保持等候狀態(tài)，以確保每組每次只沖洗1格濾池。當排水虹吸形成后，PLC送一個(gè)延時(shí)信號至高壓水電磁閥，使常閉點(diǎn)關(guān)閉，高壓水停止進(jìn)水。高壓水延長(cháng)時(shí)間由人工根據排水虹吸形成所需時(shí)間設定，目前設定為50S。排水虹吸形成后，濾池反沖洗開(kāi)始，沖洗歷時(shí)由人工根據反沖洗出水濁度控制值設定，目前設定為400S左右。反沖洗結束后，PLC輸出兩個(gè)信號，一個(gè)為開(kāi)啟信號至排水虹吸上常開(kāi)式電磁閥，使常開(kāi)點(diǎn)開(kāi)啟，排水虹吸破壞，反沖洗停止；另一個(gè)為關(guān)閉信號至進(jìn)水虹吸上常閉式電磁閥，使常閉點(diǎn)閉合，濾池開(kāi)始進(jìn)水，恢復過(guò)濾狀態(tài)直至下一個(gè)沖洗過(guò)程。如此反復循環(huán)控制各個(gè)濾池工作。程序設計流程見(jiàn)圖1。
4 系統主要設備及功能
（1）P170觸摸面板。進(jìn)入主菜單后，通過(guò)輸入數字，對高壓水進(jìn)水時(shí)間，反沖洗時(shí)間設置與修改，并記憶各格濾池的沖洗次數，同時(shí)，還可進(jìn)行畫(huà)面設置。
（2）可編程控制器。1臺S7 - 200Micro PLC內有1臺單獨的27 - 224CPU模板，并帶有1個(gè)EM223，2個(gè)EM222擴展單元。S7 - 224CPU模塊內含1個(gè)中央處理單元、電源以及數字量I/0點(diǎn)，這些都被緊奏地置于1個(gè)獨立的設備中。
CPU負責召待程序和存儲數據，控制整個(gè)運行過(guò)程。系統的控制點(diǎn)為輸入輸出部分，輸入部分采集各格濾池水位計信號，輸出部分則控制電磁閥；電源向CPU及其所連接的模塊提供；通訊端口將使S7 - 200CPU同TP170A連接起來(lái)；狀態(tài)信號燈顯示CPU的工作模式，即運行或停止；
通過(guò)擴展模塊EM222、EM223增加CPU的1/0點(diǎn)數。
（3）每格濾池3個(gè)電磁閥。常開(kāi)式電磁閥1個(gè)，即斷電開(kāi)啟，通電關(guān)閉，用于排水虹吸抽氣。介質(zhì)為空氣，直徑25mm，工作壓力0~0.05MPa。線(xiàn)圈垂直向下安裝。常閉式電磁閥2個(gè)，即斷電關(guān)閉，通電開(kāi)啟，1個(gè)用于高壓進(jìn)水，介質(zhì)為水，直徑40mm，工作壓力0.5MPa左右。另1個(gè)用于進(jìn)水虹吸抽氣，介質(zhì)為空氣，直徑25mm，工作壓力0~0.05MPa。
（4）每格濾池1個(gè)電纜式。
5 工程投資
三期工程虹吸濾池（設計供水能力4萬(wàn)噸/日，共28格，每格面積10.5m2）自控系統工程總投資約為9萬(wàn)元。其中PLC系統約為20000元，信號電纜及穿線(xiàn)管約為8000元，電磁閥DN25約為596元/個(gè)共56個(gè)，DN40約為820元/個(gè)共28個(gè)，電纜式196元/個(gè)共28個(gè)。
圖1 程序設計流程
6 結語(yǔ)
目前，虹吸濾池改造方法較多。有改造水力反沖洗系統、配水系統、濾料等。也有采用氣水反沖洗，進(jìn)水排水用閘板控制，濾板濾頭配水系統，整個(gè)過(guò)程采用PLC程序控制。還有的僅留一個(gè)鋼筋砼外殼，內部結構部分按V型濾池改造等等。其實(shí)，虹吸濾池一般單池面積都不大，砂層也僅800~900mm厚，承托層厚250mm左右，若配水系統運作良好，濾砂完全可以被沖洗干凈。而虹吸濾池最大的缺點(diǎn)就是反沖洗時(shí)浪費部分待濾水，水力自動(dòng)反沖洗系統運行欠佳，部分配水系統設計不合理等。因此，筆者認為，對現有虹吸濾池改造，若從、技術(shù)角度考慮，較為合理的方式應為基本不動(dòng)其主體結構，進(jìn)水排水采用自動(dòng)控制虹吸系統（實(shí)際是保持管路處于常真空狀態(tài)，當需要形成真空時(shí)只需打開(kāi)真空管上的閥門(mén)，虹吸管立即形成真空）或氣動(dòng)閘板控制，必要時(shí)改造配水系統，整個(gè)過(guò)程采用PLC程序控制。這樣，即可以克服虹吸濾池的缺點(diǎn)，又可實(shí)現全自動(dòng)運行，且投入較少，一般鎮級水廠(chǎng)都可以接受。
【虹吸濾池全自控運行應用實(shí)踐】相關(guān)文章：
全概率公式的推廣與應用09-23
通信電源的運行管理與應用研究07-23
淺談通信電源的運行管理與應用研究09-14
CTE翻板型濾池06-19
數學(xué)畢業(yè)論文-全概率公式的推廣與應用07-21
環(huán)境科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的構建及運行10-22
探究紅外測溫技術(shù)在配電網(wǎng)運行中的應用07-25
全面預算管理的應用實(shí)踐10-19