Ф100 m 輻流沉淀池排泥閥門改進措施

劉有來，任玉雙，包文杰

（蘭州城市供水（集團）有限公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

蘭州城市供水有限公司第一水廠目前擁有Ф100 m 輻流沉淀池18 座，主要作用是完成對黃河源水的沉淀處理，單池容量30 000 m3，額定產水量3600 m3/h。運行時黃河源水經一級泵站提升后，從沉淀池中央支柱上端流入池內，在向周邊輻射流動的過程中，沉淀水經周邊積水槽匯集后進入下一道工藝流程，泥砂在重力作用下漂移沉積在池底，由旋轉桁架將池底積泥刮入池中心的集泥坑，在水流的沖壓下，通過電動排泥閥的控制將泥水經DN600 排泥管排走（圖1）。排泥系統(tǒng)電動排泥閥門的正常運行是沉淀池安全排泥的基本保證。

圖1 Ф100 m 輻流沉淀池工藝流程示意

1 排泥閥門常見電氣故障

（1）排泥閥門隨機誤動作。蘭州城市供水有限公司先后將18 座沉淀池的排泥閥門全部更換為電動刀閘閥，初期運行時，排泥刀閘閥經常出現隨機誤動作故障。排泥閥電氣控制原理如圖2 所示，接線端子及以下部分由排泥閥電動執(zhí)行器自帶，端子以上部分為現場配置，H1—H5、SB1、SB2、SB3 均設置在集中操作控制室操作屏上，閥門電動執(zhí)行器端子1—19 通過24 芯KVV22-500V-24×2.5 電纜與操作室操作屏上的端子對應連接。初期運行時經常隨機遇到，按下開閥按鈕SB1，閥門開始開啟，但當閥門全開自動停止或在開啟過程中按下停止按鈕SB3 時，閥門在停止運行的瞬間開始向關閉的方向運行。同樣當按下關閥按鈕SB2，閥門關閉自動停止運行或在關閉的過程中按下停止按鈕SB3時，閥門在停止運行的瞬間開始向開啟的方向運行。

（2）排泥閥操作時不動作。閥門在使用過程中，經常遇到按下操作按鈕時，閥門沒有反應，不動作。

2 故障原因分析

（1）沉淀池安裝的排泥電動刀閘閥的驅動裝置為成套的閥門電動執(zhí)行器，采用低電壓、小電流進行控制。集中操作控制室與沉淀池的最近距離100 m，最遠距離800 m，之間敷設的KVV22-500V-24×2.5 聯接電纜擔負著同時向閥門提供動力及控制電源。如圖2 所示，當動力回路工作時，在控制回路端子15、16 及17處隨后產生40 V 左右的感應電壓，超過排泥閥們的啟動電壓，隨機造成排泥閥門誤動作。

圖2 排泥閥電氣控制原理

（2）排泥閥安裝在地下排泥走廊中，環(huán)境潮濕，容易造成接線端子短路，導致排泥閥門誤動作。

（3）KVV22-500V-24×2.5 控制電纜為獨股多芯鋼帶鎧裝銅芯電纜，這種電纜雖能滿足直埋的要求，但因線芯粗硬，與閥門電動執(zhí)行器的接線孔連接較困難，閘門檢修時要反復的拆接線頭，將線纜頭移出檢修區(qū)域，檢修完畢后要拉回重新接線，經過多次拆裝移位后，電纜及各處接線端子容易受損，經常造成電氣連接接觸不良，引起閥門操作時不動作。

3 改進措施

（1）排泥閥電動裝置加裝中間繼電器轉換裝置（圖3）。KA1、KA2、KA3 為AC 220 V 中間繼電器，安裝在閥門附近的專設防水接線盒內構成中間轉換裝置。操作室內按鈕SB1、SB2、SB3 通過24 芯電纜分別向KA1、KA2、KA3 的線圈提供AC 220 V 電源，KA1、KA2、KA3 線圈的公用線通過24 芯電纜與操作室零線聯接；KA1、KA2、KA3 的常開觸點一側分別與執(zhí)行器內15、16、17 號端子聯接，公用線與執(zhí)行器內19 號端子聯接。當按下SB1 按鈕時KA1 線圈帶電工作，其常開觸點閉合，執(zhí)行器15、19 號端子瞬間接通，閥門開始開啟，KA2、KA3 線圈上雖有一定的感應電壓，但遠遠低于其工作電壓，執(zhí)行器不會動作；同理當按下SB2 按鈕時KA2 線圈帶電工作，其常開觸點閉合，執(zhí)行器16、19 號端子瞬間接通，閥門開始關閉，KA1、KA3 不會動作；當按下SB3 按鈕時KA3 線圈帶電工作，其常開觸點閉合，執(zhí)行器17、19 號端子瞬間接通，閥門停止工作，KA1、KA2 不會動作。

圖3 排泥閥電動裝置加裝中間繼電器原理

（2）排泥閥電動裝置加裝電壓轉換模板（圖4）。電壓轉換模塊安裝在閥門原電動執(zhí)行器上，操作室內指示燈及按鈕SB1、SB2、SB3 通過24 芯電纜分別與電壓轉換模塊上的相應端子聯接。當按下SB1 按鈕時，閥門開始開啟，SB2、SB3 下側雖有一定的感應電壓，但遠遠低于電壓轉換模塊工作電壓，執(zhí)行器不會動作。同理當按下SB2 或SB3 按鈕時，閥門開始關閉或停止，執(zhí)行器都不會動作。

圖4 排泥閥電動裝置加裝電壓轉換原理

以上兩種改進措施，操作室按鈕在接線時，充分利用原有24 芯電纜的備用芯，不再專門敷設新的線纜，通過控制中間轉換裝置或電壓轉換模塊實現閥門電動執(zhí)行器的開、關、停功能，有效防止了電動排泥閥的誤動作故障。

（3）加裝防水中間過渡接線箱如圖5 所示，選用具有防水功能的配套航空插座，實現閥門控制電纜與電動執(zhí)行器的快速連接與脫離。①制作一個中間過渡接線箱，接線箱外殼安裝固定航空插座，箱內布置的接線端子排，一頭通過軟件與固定在接線箱外殼的航空插座對應針腳焊接聯接，一頭與24 芯電纜接頭對應連接，所有焊點及線纜穿箱處都做防水密封處理；②航空插座要根據電動執(zhí)行器電纜穿線孔的孔徑、針腳數大于或等于電纜芯數、容量滿足電氣要求的原則選擇，將電動裝置內部接線端子通過軟線焊接引至航空插座上，將航空插座按防水要求固定在電動裝置外殼穿線孔上；③將兩個與航空插座相配套的航空插頭用軟線將對應針腳焊接聯接，用專用密封材料及蛇皮管做好防水與保護。閥門電動執(zhí)行器與中間過渡防水接線箱之間用兩頭帶有航空插頭的軟線連接或脫離。閥門檢修時，只需操作帶航空插頭的軟線，不再拆裝和移位24 芯線纜，實現控制電纜與排泥閥執(zhí)行器之間的電氣快速連接或脫離，減輕檢修接線工作量，避免多次接拆線給接線端子及線纜頭的帶來的損傷，有效防止接線頭損傷與電氣接觸不良造成的排泥閥不動作故障。

圖5 排泥閥電動裝置加裝防水分接箱

（4）在加裝的中間過渡接線箱中增設加熱除潮裝置，消除潮濕環(huán)境造成的電動排泥閥誤運作故障。

4 結束語

通過以上改進措施，在不另外增加屏蔽電纜及施工工作量的情況下，有效防止潮濕環(huán)境下因感應電壓造成的排泥閥門的誤動作，減少因頻繁接線造成接線頭損傷或接觸不良引起的排泥閥不動作故障，實現220/380 V 電壓對排泥刀閘閥的遠程與現場的安全操作與控制，降低操作工人的勞動強度，減小檢修接線工作量，有效預防因排泥閥門故障而造成大量的生產水浪費，保證沉淀池的安全運行。