羅茨鼓風(fēng)機(jī)|三葉羅茨風(fēng)機(jī)|螺桿真空泵|回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) - 錦工風(fēng)機(jī)有限公司
2010-10-30
說 明
人們對(duì)于過濾工藝的認(rèn)識(shí)，亦是逐步提高的。從慢濾池到普通砂濾池，雙向流濾池，雙(多)層濾料濾池，混合濾池，這一過程大大提高了處理水量。在濾池結(jié)構(gòu)上，創(chuàng)造了雙閥濾池、無閥濾池、虹吸濾他及節(jié)能型移動(dòng)沖洗罩濾池，其形式的發(fā)展與認(rèn)識(shí)的深入是以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，同時(shí)受到各種理論模式的驗(yàn)證。目前，隨著原水水質(zhì)的惡化，濾后水質(zhì)的提高，過濾工藝(子系統(tǒng))在整個(gè)凈水工藝系統(tǒng)中，自身也在不斷的完善與發(fā)展。過濾是水廠凈水工藝的主要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，濾池運(yùn)行狀態(tài)的好壞將直接影響懸浮固體、濁度、細(xì)菌、病毒等的去除率，也直接影響出水水質(zhì)的提高 V型濾池是由法國德利滿公司首創(chuàng)的專利技術(shù)，由于其截污量大，沖洗效果好等明顯優(yōu)勢(shì)，近年來在我國新建的大、中水廠大都采用了這種濾水工藝，特別是廣東省新建的凈水廠幾乎都采用了V型濾池
1.目的為使污水處理工藝在受控的條件下得以有效控制和管理，保證生產(chǎn)過程的有效性，特制訂本規(guī)程。V型濾池是均質(zhì)濾料和氣水反沖洗濾池的結(jié)合體，屬快濾池的一種其優(yōu)點(diǎn)是石英砂濾料粒徑比較均勻、濾層厚、濾層吸附能力較強(qiáng)；以氣水沖洗代替單獨(dú)水沖洗, 利用氣泡的振動(dòng)形成對(duì)濾料的搓洗,從而去除濾料截留物。與其它濾料相比，在同樣的濾速下，過濾周期長，氣水反沖洗有著許多優(yōu)點(diǎn)，除了節(jié)省水外，還可較好地消除濾層中結(jié)成的泥球，達(dá)到極佳的沖洗效果，以提高濾層的過濾性能 濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)如下表：
項(xiàng)目 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)濾速 V=8m/h 濾池有效面積 S=10×[2×(3.5×15)]=1050m2 石英砂濾料 D=0.95 ~ 1.35mmH=1.10m 承托層 D=4~8 mmH=5mm 小阻力配水系統(tǒng) 濾板+長柄濾頭，濾頭個(gè)數(shù)n=56個(gè)/m2 反沖洗強(qiáng)度
和時(shí)間 氣沖3min氣沖強(qiáng)度14L/m2·s
氣水沖5min氣沖：7L/m2·s水沖：2.1L/m2·s
氣沖5min氣沖強(qiáng)度4.2L/m2·s 掃洗強(qiáng)度 Q=1.1 L/m2·s 過濾周期 T=36~48h
目前國內(nèi)水廠對(duì)V型濾池氣水反沖洗技術(shù)的應(yīng)用還存在一些技術(shù)問題，主要是反沖洗強(qiáng)度控制不適合，沖洗歷時(shí)選擇不當(dāng)?shù)?，而且要求濾層不發(fā)生明顯的膨脹現(xiàn)象，保證膨脹率小于10％．V型濾池通常的氣水反沖洗設(shè)計(jì)參數(shù)為氣沖洗強(qiáng)度為13．9—16．6L/m2/s；水沖洗強(qiáng)度為3．6—4．16L/m2/s． 工藝規(guī)程基本要求
1. 在工藝過程和結(jié)果的監(jiān)控中，所要求的進(jìn)水、出水化驗(yàn)分析項(xiàng)目、指標(biāo)及結(jié)論由化驗(yàn)室記錄在。
2. 在工藝過程和結(jié)果的監(jiān)控中，所要求的儀表指示值由運(yùn)行人員在本規(guī)程規(guī)定時(shí)間從現(xiàn)場(chǎng)儀表讀取瞬時(shí)值并記錄在相應(yīng)工藝記錄表格中。
3. 在工藝過程和結(jié)果的監(jiān)控中，本規(guī)程所要求的其它項(xiàng)目由相應(yīng)人員按要求記錄在指定表格中。
工藝調(diào)整 出現(xiàn)以下情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工藝調(diào)整(1) 工藝過程和結(jié)果中出現(xiàn)了不合格品時(shí)；
(2) 關(guān)鍵工藝設(shè)備出現(xiàn)故障超過本規(guī)程允許限度，影響工藝有效性時(shí)；
(3) 有特殊要求時(shí)；
(4) 工藝過程出現(xiàn)明顯異常時(shí)；
(5) 停電時(shí) 工藝調(diào)整應(yīng)填報(bào)《工藝調(diào)整單》按要求調(diào)整并作好記錄。工藝設(shè)備的啟停、工況調(diào)整、備用設(shè)備更換等操作由運(yùn)行人員按《設(shè)備操作規(guī)程》執(zhí)行。
工藝規(guī)程一、作用及組成
1、作用：2、組成：
二、控制
1、運(yùn)行：門控制分手動(dòng)和電動(dòng)，手動(dòng)時(shí)通過驅(qū)動(dòng)裝置上手輪開啟和關(guān)閉。電動(dòng)時(shí)通過控制，動(dòng)離合。通常采用電動(dòng)，電動(dòng)故障或停電時(shí)可采用手動(dòng)。
2、工藝控制：開度根據(jù)需要量確定，原則上根據(jù)調(diào)節(jié)開度。
開度一、作用及組成1、作用：2、組成：二、控制
1、運(yùn)行：電動(dòng)時(shí)通過控制，動(dòng)離合。通常采用電動(dòng)，電動(dòng)故障或停電時(shí)可采用手動(dòng)。
2、工藝控制：工藝規(guī)程一、組成
V型濾池的半池剖面如上圖
該廠的V型濾池共有四個(gè)池體，分別為1#、2#、3#、4#濾池。每個(gè)池體大小規(guī)格是一樣的。每個(gè)池體具體包括一個(gè)電動(dòng)和兩個(gè)手動(dòng)共計(jì)三個(gè)進(jìn)水閥門、一個(gè)電動(dòng)出水閥門、一個(gè)電動(dòng)反沖洗進(jìn)水閥門、一個(gè)電動(dòng)反沖洗出水閥門、一個(gè)電動(dòng)反沖洗進(jìn)氣閥門和一個(gè)電動(dòng)反沖洗排氣閥門。另外集水渠有個(gè)手動(dòng)放空管和每個(gè)池子包括一個(gè)手動(dòng)放空管及反沖洗排水渠有個(gè)人孔。
除此之外還有附屬結(jié)構(gòu)，包括加藥間、反沖洗泵間和反沖洗風(fēng)機(jī)房。
二、日常操作
1、、、濾速是濾池設(shè)計(jì)的一個(gè)基本參數(shù)，也是決定濾池單位時(shí)間單位面積產(chǎn)水量從而決定濾池造價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。降低濾速，有利于降低濾后水濁度，延長過濾周期。當(dāng)濾速較高時(shí)，濾層水頭損失的增長較快，過濾周期縮短。采用低濾速雖然濾后水水質(zhì)較好，但過濾面積必然因此而增大，濾池造價(jià)必然增加。影響常規(guī)過濾的因素很多，其中助濾劑、濾速和L／d比值L為濾層厚度，d為濾料粒徑)，被認(rèn)為對(duì)過濾性能影響較大。投加助濾劑對(duì)改善濾后水水質(zhì)的突出作用主要是因?yàn)楦叻肿泳酆衔镆愿?img src="http://46740.cn/storage/14042/imagesclass/20201202/youshi.png" alt="" title="">
一、已知條件：
立方米/日
設(shè)計(jì)水量為：
Q=立方米/秒
米/時(shí)
分鐘
表面掃洗強(qiáng)度
升/秒*平方米
第一階段
氣沖洗強(qiáng)度15升/秒*平方米
分鐘
第二階段
水沖洗強(qiáng)度5升/秒*平方米
第三階段
水沖洗強(qiáng)度5升/秒*平方米
升/秒*平方米
小時(shí)
二、設(shè)計(jì)計(jì)算
1、濾池工作時(shí)間：
濾池24小時(shí)連續(xù)工作，其有效工作時(shí)間為：
T=24-t*2/60=2、濾池面積
濾池總面積
F=Q/（V*T）=平方米
f'=3、單池平面尺寸：
L=B=4、校核強(qiáng)制濾速：
V實(shí)際=米/小時(shí)
一格反沖洗時(shí)
V強(qiáng)制=一格檢修，一格反沖洗時(shí)：
5、濾池高度
濾板厚100毫米(混凝土）
承托層厚度
粒徑0.9~1.3毫米
進(jìn)水渠到濾池內(nèi)的水頭損失取
濾池底到水面的高度
濾池總高度
H=6、配水系統(tǒng)
配水系統(tǒng)采用小阻力配水系統(tǒng)（濾頭），每平方米濾板配濾頭
共計(jì)
沖洗水通過濾頭水頭損失為0.23米。
濾板平面尺寸：
予埋d=mm
ABS管
7、洗砂排水槽
單槽排水量
q0=升/秒
8、濾池各種管渠水力計(jì)算
(1）、濾池分二組，每組進(jìn)水渠分二條，每條進(jìn)水渠設(shè)計(jì)流量為：
采用進(jìn)水渠寬
則進(jìn)水渠流速為
米/秒
(2）、進(jìn)入每個(gè)濾池的孔口計(jì)算
進(jìn)入每個(gè)濾池的流量
進(jìn)入孔口的流速采用
孔口面積為
平方米
反沖洗總水量
孔口尺寸采用
孔口流速為
反沖洗流量
查水力計(jì)算表流速
損失
反沖洗空氣流量
采用總管DN400鋼管
空氣管中流速
單臺(tái)風(fēng)機(jī)出氣管
流速
m/s
從濾池到清水池水頭損失
一個(gè)進(jìn)水口
￡=一個(gè)三通
一個(gè)蝶閥
一個(gè)90°彎頭
一個(gè)漸擴(kuò)管
管長
L=管件總水頭損失
h1=管路沿線總水頭損失
h2=管路總水頭損失
h=選用3臺(tái)反沖洗水泵，2用1備，單臺(tái)反沖洗強(qiáng)度2.5升/秒*平方米
已知條件：
濾池單格面積：
反沖洗強(qiáng)度
設(shè)計(jì)計(jì)算：
立方米/小時(shí)
揚(yáng)程：
2用1備
設(shè)吸水管管徑為
流速為
反沖洗泵房內(nèi)設(shè)廠區(qū)給水泵：
采用自控變頻恒壓供水設(shè)備型號(hào)WHG-50-0.4
Q=50m3/h H=50m
配套水泵50LG*2，單臺(tái)功率5.5KW
升/秒*平方米。
立方米/分
氣量
2058X750
選三葉羅茨風(fēng)機(jī)：
BH250 Q=42m3/min
軸功率N=47.7KW P=0.05MPa r=1000rpm
全無油潤滑空氣壓縮機(jī)2臺(tái)（1用1備），用做控制氣動(dòng)閥門的氣源
WW-0.8/1.0
流量
m3/min
排氣壓力
MPa
驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
rpm
驅(qū)動(dòng)機(jī)功率
Kw
外型尺寸
1520*680*1100
鼓風(fēng)機(jī)房高度計(jì)算
鼓風(fēng)機(jī)房采用手動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)
1、鼓風(fēng)機(jī)+進(jìn)口消音器高度
2、吊鉤至棚頂
3、起重繩的垂直長度0.8（E+F）
梁下總高度
鼓風(fēng)機(jī)房采用手動(dòng)單梁起重機(jī)
規(guī)模：Q=50000萬立方米/日（分兩個(gè)系統(tǒng)）
反沖洗歷時(shí)4分鐘
超高
平方米
升/秒*平方米
考慮濾池反沖洗水量占總水量的=濾池采用8格對(duì)稱布置，單格面積：
分鐘
采用DN900總出水管
采用DN600管進(jìn)入清水池
采用DN500鋼管
單池設(shè)計(jì)水量=米
根據(jù)公式
堰上水頭取0.08米。
堰長b=阻力系數(shù)
流速=局部水頭損失=m
底部反沖洗室高度為800毫米
砂層上水深1250毫米
采用1個(gè)大孔，2個(gè)小孔進(jìn)水
小孔面積
大孔面積
小孔尺寸=大孔尺寸=濾池出水渠堰高的計(jì)算
堰上水頭取0.15米。
濾池溢流水量=溢流堰長=堰上水頭取0.10米。
用1備
吸水池按
格濾池的沖洗水量考慮
單格濾池面積=濾池水沖洗時(shí)間=反沖洗歷時(shí)6分鐘
吸水池的容積=米3
現(xiàn)吸水池的尺寸 長
水深
吸水池實(shí)際容積=實(shí)際吸水池的容積滿足兩格濾池沖洗的水量。
設(shè)計(jì)水量=揚(yáng)程的計(jì)算
反沖洗水泵的揚(yáng)程 H=H0+h1+h2+h3+h4+h5=H0：洗砂排水槽頂與反沖洗泵吸水池最低水位差
h1：反沖洗泵壓水管的沿程與局部水頭損失
h2：配水系統(tǒng)水頭損失
h3：承托層水頭損失
h4：濾層水頭損失
h5：富裕水頭1-2米
發(fā)沖洗泵吸水池最低水位
反沖洗泵壓水管流速=壓水管管長=反沖洗泵輸水管流速=輸水管管長=壓水管管徑為
輸水管管徑
管徑
壓水管沿程水頭損失
輸水管沿程水頭損失
總沿程水頭損失=序號(hào)
名稱
流速（m/s）
局阻
局損
進(jìn)口
異徑管
止回閥
電動(dòng)蝶閥
手動(dòng)蝶閥
異形彎頭
壓水管局部水頭損失
異徑三通
4個(gè)90°彎頭
2個(gè)45°彎頭
2個(gè)四通
等徑三通
輸水管局部水頭損失
總局部水頭損失=取
H1：承托層厚度
q
1、V型濾池計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)一）設(shè)計(jì)規(guī)模1、總處理水量Qmax=*1.06=m3/d（水廠自用水量按6%設(shè)計(jì)）濾池共分為兩組，則單組濾池處理水量應(yīng)為：Q0=/2=95400 m3/d=3975 m3/h=1.104 m3/s2、單格濾池處理水量：每組濾池分為五格，則每格處理水量應(yīng)為：Q=95400/5=19080 m3/d=795 m3/h=0.22 m3/s（校核水量）Q=63600/5=12720 m3/d=530 m3/h=0.147 m3/s（設(shè)計(jì)水量）二）濾速設(shè)計(jì)取濾速為：v=8.74 m/s（6萬m3/d水量時(shí)設(shè)計(jì)濾速為5.82 m/s）三）沖洗強(qiáng)度氣沖：Qq=15.0L/sm2 t=。
2、6min水沖：Qs=1.94L/sm2 （氣洗階段） t=6minQs=3.8L/sm2 （氣洗階段） t=6min表洗水（原水）強(qiáng)度1.8L/sm2 持續(xù)沖洗二、設(shè)計(jì)計(jì)算：1、有效過濾面積：F0=Q/v=795/8.74=91m22、取反沖洗排水槽寬度為：b=1.0m3、平面布置取濾池池長L=13.0m，池寬B=8.4m則：濾池有效過濾面積為：F=13*8.4-13*1.4=91m2故符合要求。實(shí)際濾速為：v=795/91=8.74m/s（校核水量濾速）v=530/91=5.82m/s（設(shè)計(jì)水量濾速）（計(jì)算中取反沖洗排水槽壁厚為0.20m）4、反沖洗水量、氣量沖洗階段沖洗強(qiáng)度（L/sm2）單。
3、格濾池面積（m2）沖洗水量、氣量m3/s氣沖（氣量）15.0911.37氣沖（水量）1.940.18漂洗（水量）3.80.35表沖（水量）1.80.165、進(jìn)水孔取過孔流速v=0.9m/s，則空口面積應(yīng)為：Fjk=Q/v=0.22/0.9=0.24m2取孔口尺寸為：LxH=500x500（mm）過孔實(shí)際流速為：v=0.22/0.25=0.88m/s6、進(jìn)水渠道取進(jìn)水渠道內(nèi)流速為0.48m/s，渠道寬為2.0m，渠道內(nèi)最大流量為：Q0=1.104 m3/s，則渠道內(nèi)有效水深應(yīng)為：H=1.104/0.48/2.0=1.15m取超高0.40m，則渠道斷面為BH=2.01.55m7、V型槽V型槽槽底設(shè)。
4、表面掃洗出水孔，直徑取dv孔=0.04m，表掃孔間距150mm，每槽共計(jì)表掃孔86個(gè)，則單側(cè)V型槽出水孔總面積A表孔=（3.140.042/4）86=0.108m2進(jìn)水量為0.11m3/s時(shí)，v孔=1.02m/s表掃水量為0.08 m3/s時(shí)，v孔=0.74m/s8、濾后水出水管（濾后水集水渠與操作間水泵吸水渠聯(lián)通管）：取出水管管徑為DN1200，則出水管內(nèi)流速為：v=Q/F=1.104/（3.140.62）=0.98m/s9、出水總管：出水總管采用鋼管，取管內(nèi)最大流速為1.4m/s，則管徑應(yīng)為D=1400mm。水泵吸水內(nèi)堰頂標(biāo)高為86.8m，反沖洗水泵中心標(biāo)高為85.48m。10、濾料采用均。
5、質(zhì)石英砂，有效粒徑為0.95mm，不均勻系數(shù)K=1.21.4。砂層厚度采用1.20m；墊層采用粒徑為4-8mm粒石，厚度為50mm。11、每格濾池實(shí)際過濾面積為：91m212、濾池豎向布置超高 800mm濾料上水深 1250mm濾料厚度（含墊層） 1250mm濾板厚度 100mm配水區(qū)高度 900mm濾池總高 4300mm三、反沖洗系統(tǒng)計(jì)算一）氣沖：Qq=15.0L/sm2水沖：Qs=1.94L/sm2 （氣洗階段）Qs=3.8L/sm2 （氣洗階段）表洗水（原水）強(qiáng)度1.8L/sm2二）反沖洗水量、氣量沖洗階段沖洗強(qiáng)度（L/sm2）單格濾池面積（m2）沖洗水量、氣量m3/s氣沖（氣量）15.。
6、0911.37氣沖（水量）1.940.18漂洗（水量）3.80.35表沖（水量）1.80.16三）1、反沖洗水系統(tǒng)1）選泵反沖洗過程分為三個(gè)階段，第一階段為氣沖階段，先開一臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，再開一臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)；第二階段氣水沖階段，停一臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，開一臺(tái)水泵，此時(shí)以一臺(tái)水泵供給反沖洗水；第三階段為漂洗階段，此時(shí)風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，開兩臺(tái)水泵，以兩臺(tái)水泵供給反沖洗水。因此，單臺(tái)反沖洗水泵選定如下：Q=1.=635m3/h，揚(yáng)程11.0m，電機(jī)功率35kW，轉(zhuǎn)速=1450r/min2）反沖洗水干管管內(nèi)最大流量為漂洗階段，Q=0.35m3/s=350L/s取管內(nèi)流速為v=1.8m/s，得管徑為。
7、DN5002、反沖洗氣系統(tǒng)1）鼓風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)要求鼓風(fēng)機(jī)流量為：Q=1.37m3/s=4932 m3/h選用3臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)（2用1備），每臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量2450m3/h、排氣壓力49kPa。2）空氣干管取干管管徑為DN350，支管管徑為DN250v支=13.8m/s，v總=14m/s。3、反沖洗排水1）取排水管管徑為DN700，管內(nèi)最大流量為：Q=0.35+0.16+0.18=0.69m3/s=690L/sv=1.81m/s2）排水槽排水槽按一般集水槽計(jì)算。槽寬為1.00m，槽內(nèi)最大流量Q=0.51 m3/s，取槽內(nèi)流速為0.7m/s，則水深為：h=Q/vB=0.51/0.71=0.73m考慮堰上跌。
8、水，排水槽起端深為0.95m。排水槽底板底面最低處高出濾板底100mm，底板坡度為0.046，排水槽最低處深為1.55m。排水槽頂端高出濾料層頂面0.5m四）1、反沖洗水管路損失1）反沖洗水管管底至排水槽頂?shù)母卟顬?.6m。2）沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失h1。反沖洗配水干管用鋼管，管徑DN=500，管內(nèi)流速v=1.8m/s，布置管長L總計(jì)70m。用海增威廉公式計(jì)算反沖洗總管的沿程水頭損失為hf=0.57m。局部水頭損失（沖洗管配件及局部阻力系數(shù)見表）hj=v2/（2g）=9.071.82/（29.8）=1.5m配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)大小頭（DN300-350）10.05止回閥（。
9、DN350）13.0伸縮接頭（DN350）220.21=0.42蝶閥（DN350）220.3=0.6三通（一端封堵）331.5=4.5三通550.1=0.5合計(jì)149.07反沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失h1=hf+hj=2.07m。3）濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2。氣水分配干渠的水頭損失按氣水同時(shí)反沖洗時(shí)計(jì)算。此時(shí)，渠上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿流，n=0.013）近似計(jì)算。此時(shí)氣水分配渠內(nèi)水面高h(yuǎn)=0.18/（0.881.0）=0.20m水力半徑=1.00.2/（20.2+1.0）=0.14m水力坡降=（nv/R2/3）2=1.810-3渠內(nèi)水頭損失=1.810-313。
10、=0.023m氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失。配水方孔的實(shí)際總面積=2260.01=0.52m2（兩側(cè)沿程各布置26個(gè)配氣小孔和26個(gè)布水方孔，孔間距0.5m，共52個(gè)配氣小孔和52個(gè)布水方孔）?？卓诎囱蜎]出流公式Q=0.8A，v=Q/0.8A配水方孔水頭損失=0.18/(0.80.52)2/(29.8)=0.01m反洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失。根據(jù)有關(guān)資料，反洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失0.22m。氣水同時(shí)通過濾頭時(shí)增加的水頭損失。氣水同時(shí)反沖時(shí)氣水比k=7.73。濾帽縫隙總面積與濾池過濾總面積之比為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度為0.18/（1.25%91）=0.16m/s通過濾頭時(shí)增加的水頭。
11、損失為9810k（0.01-0.01v+0.12v2）=870Pa=0.087m濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2=0.34m4）砂濾層水頭損失h3。石英砂濾料容重1為2.65t/m3，水的容重為1t/m3，濾料膨脹前的孔隙率m0為0.41m，濾料層膨脹前的厚度為1.2m。濾料層水頭損失h3=（1/-1）(1- m0)H=1.17m5）富余水頭h4取1.5m，反沖洗水泵的最小揚(yáng)程H泵=2.6+2.07+0.34+1.17+1.5=7.68m反沖洗水泵揚(yáng)程11.0m滿足要求。2、反沖洗氣管路損失1）長柄濾頭的氣壓損失P濾頭。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗用氣量為1.37m3/s。每格濾池濾板78塊，每塊濾板安裝。
12、72個(gè)長柄濾頭，共計(jì)安裝長柄濾頭數(shù)為5616個(gè)，每格濾頭的通氣量為0.244L/s。濾頭在該氣體流量下的壓力損失考慮3kPa。2）氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失P氣孔。配氣孔直徑為0.05m，共52個(gè)配氣小孔反沖洗時(shí)氣體通過配氣小孔的流速為1.37/52/0.0020=13.2m/s。流量系數(shù)取0.6，氣水分配渠配氣小孔壓力損失P氣孔=981v2/（2g2）=2.42kPa3）配氣管道的總壓力損失P管配氣管道的局部壓力損失P1。反沖洗空氣管長度為75m，干管管徑為DN350，支管管徑為DN250v支=13.8m/s，v總=14m/s。查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)表6-2，空氣管道的比摩阻為i氣為3.。
13、82Pa/m，空氣溫度30時(shí)濁度修正系數(shù)為0.98.配氣管線沿程壓力損失P1=0.983.8275=280.77Pa=0.28kPa反沖洗配氣干管用鋼管，管徑DN=350，管內(nèi)流速v=14m/s。局部水頭損失（沖洗管配件及局部阻力系數(shù)見表）hj=10v2/（2g）=1013..205/（29.8）=1.68kPa配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)大小頭（DN250-350）10.15止回閥（DN250）14.5伸縮接頭220.21=0.42閘閥（2個(gè)DN350，1個(gè)DN250）320.07+0.08=0.22三通（一端封堵）331.5=4.5三通660.1=0.690彎頭440.89=3.56合計(jì)2021.95配氣管道的總壓力損失P管=0.28+1.68=1.96kPa4）氣水沖洗室中的沖洗水壓。反洗時(shí)沖洗室水壓等于：排水槽堰上水頭（0.05m）+排水槽頂?shù)綖V板高度（1.75m）+濾板厚度（0.10m）+濾層水頭損失（1.17m）+濾頭損失（0.22+0.087）3.3779.81=33.13 kPa5）空氣管入口壓力P=3+2.42+1.96+33.13+4.9（富余）=45.41kPa羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力49kPa滿足要求。
《江西建材》2021年第4期
黃草根
引言
日供水規(guī)模為8萬噸的德興第二水廠工程由上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，水廠給水工藝流程為：水庫水→靜態(tài)混合（加礬、前加氯）→折板反應(yīng)→平流沉淀池→V型濾池（后加氯）→清水池→吸水井→二級(jí)泵房→用戶。德興第二水廠V型濾池單組尺寸L*B為11m*8.3m，共有六組。為了保證自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性，主要設(shè)備和主要儀表均選用國外進(jìn)口品牌。眾所周知，在水廠的水處理工藝中，濾池對(duì)水的凈化起到了關(guān)鍵性作用。延長濾池濾料的使用壽命、降低生產(chǎn)成本、提高濾池的工作效率、確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)，關(guān)健在于控制好濾池的濾速，實(shí)現(xiàn)恒水位運(yùn)行。以往有的水廠的型濾池，雖然采用了自動(dòng)控制，但忽略了對(duì)濾池恒水位控制的問題，造成了濾速不穩(wěn)定，效率降低，濾料使用周期縮短的不良影響。怎樣結(jié)合實(shí)際情況，采用PLC控制技術(shù)對(duì)濾池進(jìn)行自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)恒水位過濾，是文章探討的重點(diǎn)。
系統(tǒng)的工作原理
PLC通過模擬量輸入模塊讀取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)（濾池水位4號(hào)）和數(shù)字量輸入模塊采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開、停、故障狀態(tài)，經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新，由數(shù)字量輸出模塊或模擬量輸出模塊輸出運(yùn)行指令，完成濾池恒水位過濾和反沖洗的自動(dòng)控制。
2.1系統(tǒng)的組成
V型濾池自動(dòng)化程度要求高，不僅需要較高的自控系統(tǒng)硬件配置，更需要較好的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和信號(hào)采集等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括閥門、鼓風(fēng)機(jī)、反沖洗水泵等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中閥門包括進(jìn)水氣動(dòng)閘板閥、氣動(dòng)出水調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)排水閥、氣動(dòng)水反沖洗閥、氣動(dòng)氣反沖洗閥。德興第二水廠每組濾池安裝了進(jìn)口超聲波液位計(jì)，濾池氣動(dòng)閥門的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用德國費(fèi)斯托（FESTO）產(chǎn)品，空氣壓縮機(jī)選用阿特拉斯GA11（控制智能化），干燥機(jī)是冷凍式干燥機(jī)，氣路系統(tǒng)采用多級(jí)汽水分離器，鼓風(fēng)機(jī)采用高效能三葉羅茨風(fēng)機(jī)，子站采用施耐德Modicon Premium PLC。選用先進(jìn)的設(shè)備，是為了滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件的可靠需要，是保證各項(xiàng)設(shè)備的有效聯(lián)動(dòng)，確保濾池的正常運(yùn)行。
2.2系統(tǒng)的硬件配置
?。?）工控機(jī)（IPC）。工程中選用DELL戴爾系列工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，以保證系統(tǒng)的可靠性以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。
?。?）可編程序控制器（PLC）。工程中選擇施耐德TSXPM PLC作為下位機(jī)，作為系統(tǒng)的控制核心，其特點(diǎn)是體積小、功能強(qiáng)、可擴(kuò)展性好，有多種專用功能模塊，可滿足不同特殊場(chǎng)合的需要，具有較高的性價(jià)比。
2.3系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
（1）集中管理。上位機(jī)監(jiān)控站具有豐富的圖形顯示、參數(shù)設(shè)置、報(bào)表處理、報(bào)警管理、打印輸出等功能。
?。?）可靠性高、技術(shù)先進(jìn)。主要部件采用法國Schneider產(chǎn)品，處理信息響應(yīng)快，且較穩(wěn)定，PLC等硬件使用壽命較長。
（3）操作方便?，F(xiàn)場(chǎng)控制箱及PLC柜的安裝位置、操作面板等均緊密結(jié)合工藝特點(diǎn)，一體化設(shè)計(jì)，操作十分簡便。反沖洗周期、反沖洗過程中各步驟的時(shí)間均可通過程序設(shè)定，滿足工藝及實(shí)際要求。整套設(shè)備既可以全自動(dòng)運(yùn)行，也可以針對(duì)某臺(tái)設(shè)備或某個(gè)閥門在現(xiàn)場(chǎng)控制箱進(jìn)行手動(dòng)控制，還可以在觸摸屏界面進(jìn)行控制。上位機(jī)監(jiān)控站人機(jī)界面友好，全中文顯示，操作簡便。
2.4控制程序設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)定
該水廠有6組濾池，并聯(lián)運(yùn)行。濾池控制分為正常運(yùn)行控制和反沖洗運(yùn)行控制兩個(gè)部分，文章主要講述的PID恒水位過濾。
濾池水位的變化是受進(jìn)水量的變化、待濾水濁度等因素影響的。濾池恒水位的過濾要求是保證待濾水流量與濾后水流量基本恒定，因此轉(zhuǎn)化為各個(gè)濾格的水位保持恒定。用PID閉環(huán)控制可以根據(jù)水位的變化實(shí)時(shí)控制出水閥的開度，把所有影響水量變化的條件轉(zhuǎn)化為對(duì)濾格水位的控制。濾格水位的控制是一個(gè)典型的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制過程是：具有參數(shù)可調(diào)的PID方程根據(jù)設(shè)置值和過程變量輸入之間的誤差，經(jīng)運(yùn)算后把輸出信號(hào)傳送給輸出附加處理程序，再輸出給控制閥，對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行控制。即實(shí)現(xiàn)水位比設(shè)定水位的值越大，輸出的的開度就越大。開度增大的數(shù)值是由一定的累計(jì)時(shí)間內(nèi)水位上升速度及實(shí)際水位和設(shè)定水位的差值共同決定的，表現(xiàn)為進(jìn)水流速越快，出水閥開度越大，反之亦然。
其中e(t)=PV-SP，Kp為比例參數(shù)，1/Ti為積分參數(shù)，Td微分參數(shù)。
由于被控對(duì)象（出水調(diào)節(jié)閥）采用的是蝶閥，蝶閥的開啟度與蝶閥的流量成線性關(guān)系，故增加了恒水位調(diào)節(jié)的難度，那么怎么設(shè)置PID數(shù)保證濾池恒水位過濾是工程需要解決的一大難點(diǎn)問題。
根據(jù)工藝要求，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)PID系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，PID參數(shù)整定尤為重要。在參數(shù)設(shè)定中考慮到工程中的液位信號(hào)滯后不大，在實(shí)際調(diào)試中加入微分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)出現(xiàn)了震蕩，出水調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)頻繁動(dòng)作，因此對(duì)水位的調(diào)節(jié)最終選擇采用了PI調(diào)節(jié)，即Td=0。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)首先是預(yù)選擇一個(gè)阻夠短的采樣周期(Ti)，讓系統(tǒng)工作，即確定PID參數(shù)中的I(1/Ti)。其次只加入比例控制環(huán)節(jié)，經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多次調(diào)試，最終確定了Kp=80%，I=0.2。系統(tǒng)投入運(yùn)行后其響應(yīng)較快，運(yùn)行穩(wěn)定，誤差較小，濾池液位基本維持在1.2m，誤差范圍在5cm以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了濾池的恒水位控制，且濾后水濁度保持在0.7NTU以下，滿足工藝需求。
結(jié)束語
德興第二水廠的V型濾池自投入運(yùn)行以來效果良好，系統(tǒng)的控制可靠準(zhǔn)確、操作方便靈活，極大的降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了型濾池有效的恒水位自動(dòng)化控制。實(shí)踐證明，V型濾池采用自動(dòng)化恒水位控制在供水工藝的應(yīng)用，既能保證供水水質(zhì)，又能節(jié)約生產(chǎn)成本、提供生產(chǎn)效率。
基于物聯(lián)網(wǎng)的城鎮(zhèn)污水處理監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究
關(guān)于城市供水管網(wǎng)管理信息化解決方案探討
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