王晨

（安陽鋼廠，河南 安陽 455000）

1 存在問題

安陽鋼廠高爐煤氣洗滌水處理泵站，自正式運(yùn)行到基本改造完畢期間，在運(yùn)行前由于各方面因素的客觀存在，使得本站污泥脫水間絮凝藥液罐相關(guān)管路常有藥液濃度不足等不良現(xiàn)象發(fā)生，對正常生產(chǎn)造成不利影響，并給運(yùn)行及操作帶來諸多不便。

2 問題分析及改造處理建議

2.1 絮凝藥液罐相關(guān)工藝概況及不利因素分析

圖1 配藥給水管改進(jìn)前示意簡圖

圖2 管路系統(tǒng)改造前布置簡圖

圖3 配藥給水管初期改造示意簡圖

圖4 配藥給水管較理想改造示意簡圖

在本站污泥脫水間的第一層設(shè)置有絮凝劑藥液配制供給罐，此藥罐為購買的成套設(shè)備，主要由干藥投加機(jī)、配藥凈水供應(yīng)管、圓維帽、內(nèi)置溶解罐、配藥池、溢流池、藥液外供池、藥液外供泵、曝氣管及其他輔助管路組成。凈水自配水管口流出，將從干藥投加機(jī)撒出于圓維帽之上表面的固態(tài)粉顆藥劑，在內(nèi)置溶解罐里初步溶解，并在設(shè)于其外圍的配藥池內(nèi)稀釋，之后藥液經(jīng)溢流池流入外供池內(nèi)熟化，再由外供泵抽送至藥液投加點(diǎn)。配藥給水管改進(jìn)前的原裝出水方式，如圖1所示，90度彎頭的出水口在圓維帽的正上方，出水基本均勻，較有利于固態(tài)粉顆藥劑的快速溶解，但總有部分粉顆藥劑在彎頭上側(cè)堆積，由于此藥很易受潮，結(jié)塊后其高度不斷累加，很快到達(dá)位于上方距離很近的出藥口，從而減少干藥劑的正常投撒量，導(dǎo)致藥液濃度降低，最終對生產(chǎn)造成不利。外供藥泵吸、壓液管路改造前的布置方式如圖2所示，從圖中可看出吸液總管為兩泵共用，經(jīng)由聯(lián)絡(luò)管、彎頭和三通分別與兩泵各自吸水管閥門相連，規(guī)范要求若設(shè)置聯(lián)絡(luò)管時(shí)，應(yīng)在其上安裝必要數(shù)量的閥門，以保證各泵的正常工作，但這種連接方式應(yīng)盡量避免，即便此藥泵為自灌式運(yùn)行，但從圖中很容易看出，原吸水管路只在總管y形過濾器上游安裝了閥門，在聯(lián)絡(luò)管上卻沒有安裝必要的閥門，這是不可取的；若因閥門在長期操作之后，磨損加大關(guān)閉不嚴(yán)，引起吸水管路漏氣，藥泵就會(huì)因此而吸入空氣，使藥液輸出量減少，甚至吸不上藥液，對正常生產(chǎn)極為不利。壓液管路在出泵后不遠(yuǎn)便合二為一，改造前90度彎頭使用頻繁，改向次數(shù)多，增加了不必要的管路長度，這種做法使局部和沿程阻力損失均增加不少，在檢收時(shí)由于試驗(yàn)用介質(zhì)為水，其粘性遠(yuǎn)小于投產(chǎn)后實(shí)際藥液的粘性，所以壓力不足的現(xiàn)象在那時(shí)并不明顯；壓泥機(jī)進(jìn)料管放泥閥操作平臺(tái)處布置的豎直藥液管在此操作走廊的中部，并且藥液管的就地調(diào)節(jié)控制閥設(shè)在走廊平臺(tái)地面上，這樣的設(shè)計(jì)和安裝既不便于本站職工通行也不利于人員操作。還因本所用絮凝劑為高分子有機(jī)合成物，溶于水形成藥液后其粘稠度較大，且極易粘附在管道和管件內(nèi)壁上，自然干化后不易脫落，不但減小過流斷面面積，而且不利于管件正常開啟；兩臺(tái)藥泵在一般情況下為一用一備，但由于藥液的性質(zhì)使原壓液管路中泵出口閥門下游的止回閥時(shí)而不能正常開啟，且因藥液壓出管未端經(jīng)一水平短管與壓泥機(jī)進(jìn)料管相連，污泥常因所供藥液壓力不足而躥入壓液管，止回閥在經(jīng)歷若干次不易開啟后，便由于閥芯與閥座之間積累過多藥物而不能完全關(guān)閉，導(dǎo)致污泥沿壓液管逆流進(jìn)入罐內(nèi)，藥液受嚴(yán)重污染。積于以上多個(gè)原因，不僅影響污泥脫水間正常生產(chǎn)，而且造成不必要的設(shè)備停運(yùn)和檢修。雖然此絮凝藥液配制罐為購買的成套設(shè)備，有相當(dāng)部分不易且不能改，但仍有必要對常出問題的這些管路進(jìn)行合理化改造。

2.2 初期改造的合理與不理想之處分析

對于配藥給水管而言，在我提出合理化改造建議之前，曾有兩次不很理想的改造方法，有問題之處在于未考慮藥劑粉顆的投加方式、藥液罐自身的多余設(shè)計(jì)和突然停水這三個(gè)因素，現(xiàn)結(jié)合圖3析述如下：a所示的出水方式是在圓環(huán)形出水頭部內(nèi)下側(cè)適當(dāng)位置焊接8個(gè)出水可以匯于一點(diǎn)的細(xì)短管，理想的圓環(huán)形供水頭部使得8個(gè)出水口壓力均勻地將外網(wǎng)自來水噴射到下方圓錐的表面，有利于粉顆藥劑的快速溶解，但當(dāng)出水壓力過大時(shí)會(huì)有水花濺灑到出藥管口，使藥劑受潮結(jié)塊，堵塞出藥管口；另外粉顆藥劑是以振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)藥斗的方式投撒，所以沿振動(dòng)的往復(fù)路線上會(huì)有部分藥劑撒落在圓環(huán)形水管上，使藥劑易受潮結(jié)塊，結(jié)塊后的藥劑不易溶解，這時(shí)不僅造成一定的浪費(fèi)而且罐內(nèi)藥液濃度也會(huì)有所降低；當(dāng)突然停水時(shí)，圓錐帽的存在阻擋了干藥劑可直接落入罐內(nèi)藥液的路線，使藥劑在它的上表面和圓環(huán)形水管內(nèi)側(cè)大量堆積，受潮結(jié)塊后造成浪費(fèi)。b所示的出水方式是在 出口端接一圓臺(tái)柱形漏斗，水從與圓臺(tái)母線垂直的切線進(jìn)入，在內(nèi)側(cè)形成一定厚度的水膜，干藥劑溶解后從下口排出，因粉顆藥劑與前者為相同的投加方式，再加上漏斗下方多余的圓錐帽，使得水量減小或突然停水時(shí)，藥劑在漏斗內(nèi)側(cè)和圓錐帽上表面堆積，這兩種情況除了會(huì)造成不同程度的浪費(fèi)外，前者還會(huì)使罐內(nèi)藥液濃度有所降低。因藥液濃度不足對正常生產(chǎn)很不利，所以這兩種改造方法不很理想。

2.3 改造處理建議及相關(guān)理論依據(jù)

出于以上分析，我對配藥給水管的改造建議如圖4所示：先將圓錐帽連同周圍的內(nèi)置溶解罐一起割掉，并在出口端被堵死的水平放置且管段的軸心線與藥粉理論撒落區(qū)域所在平面平行的直管段側(cè)下方，沿母線方向割出一定長度的縫隙；加工良好的縫隙應(yīng)使出水呈幕狀，并要求閥門不同開度時(shí)在能形成水幕的情況下，噴出的水幕所在有限曲面與藥粉理論最大撒落區(qū)域所在有限平面相交所形成的線段，應(yīng)基本處于水幕寬度的中部；由于配藥供水管在出藥口下方，且距下方藥液最高液位有一適當(dāng)?shù)木嚯x，所以縫隙長度可按藥粉撒落在靜止最高液位上形成理論最大線段長l的0.8至1.2倍計(jì)算；并且要求出水縫隙不應(yīng)朝向經(jīng)常過人的通道、扶梯、操作平臺(tái)、設(shè)備及相關(guān)附件等，以避免水壓突然增大，藥液或水飛濺到罐外后，造成不必要的人員傷害及設(shè)備、相關(guān)附件的故障或損壞。經(jīng)此措施處理后粉顆藥劑在水幕的沖擊下溶解速度依然很快，突然停水時(shí)也不阻礙藥劑粉顆直接落入罐內(nèi)溶解，藥液濃度此時(shí)在配藥池內(nèi)有所升高、外供池內(nèi)保持不變，當(dāng)恢復(fù)供水后會(huì)因?yàn)殚_啟配藥池的另一供給水管使藥液稀釋，再經(jīng)溢流池流入外供池，使之液位逐漸上升，恢復(fù)正常，但濃度可基本保持穩(wěn)定。對于藥泵吸、壓液管則根據(jù)藥液物理性質(zhì)等多方面實(shí)際因素出發(fā)，對管路進(jìn)行了重新布置，具體改造方案是：為了盡量減少吸水管路的總阻力損失，并有利于單泵的高效良好運(yùn)行和降低出事的可能性，把兩泵吸液管分設(shè)，去掉聯(lián)絡(luò)管和安裝在泵吸水口處的閥門，只在吸水管y形過濾器與藥罐出口之間安裝便于檢修時(shí)用到的閥門，并經(jīng)由其他同事建議，將其中一臺(tái)泵由1SW20-160型離心泵改為SCZ32-200型離心泵,由于揚(yáng)程和流量均加大所以吸水管由覬4cm改為覬6cm，另一臺(tái)改為IS50-32-160，此泵與原泵相比由于設(shè)計(jì)工況下的各參數(shù)值相差不是太多，所以吸水管直徑?jīng)]有加大，仍是覬4cm；但由于設(shè)計(jì)安裝此成套設(shè)備兩外供藥泵的空間有限，不易通過調(diào)整它們的方向來實(shí)現(xiàn)藥液的直接吸入，所以我建議只能把各泵吸液管上的兩個(gè)90度彎頭去掉一個(gè)，另外再用一段直管與過濾器出口相連接，這樣此管段是升坡安裝，使得吸水管路不易積氣。再者為了防止藥泵吸入空氣后在壓液管形成氣栓影響藥液正常出流，對生產(chǎn)造成不利，從而采取了三種措施：(1)為了防止藥泵直接吸入自曝氣管吹出的空氣，可適當(dāng)割去不小于吸液口直徑4倍所在半圓柱面范圍以內(nèi)的曝氣管，之后重新封堵端口；(2)兩吸液口在池壁上的相對高度應(yīng)是孔口的上沿在同一水平線上，以防液位下降時(shí)一臺(tái)泵吸風(fēng)使壓液管進(jìn)入過多空氣，兩孔口間凈距S可按2倍最大吸液管直徑計(jì)算，這可使兩泵同時(shí)工作時(shí)有良好的水力條件，以防小泵吸入藥液量不足，如圖5a、b所示；(3)若偶爾吸入了空氣可通過增設(shè)于每臺(tái)泵壓出管上的快開球閥和膠皮軟管來檢查藥液出流是否連續(xù)正常，并可及時(shí)排出空氣。壓液管路改用覬6cm鋼管代替原覬4cm鋼管，并以盡量少改向、減少管路總長、不影響工作人員通行和操作為原則重新布置，且取削原管路中設(shè)置的止回閥，如圖6所示；于圖2比較很容易看出，改造后已將兩臺(tái)藥泵壓液管的連接方式作了調(diào)整，減少了一個(gè)90度彎頭，經(jīng)垂直三通匯合后壓液總管貼近墻壁設(shè)置，經(jīng)過吊物孔的立管和沿操作走廊平臺(tái)上表面設(shè)的橫管所在理論平面與操作平臺(tái)護(hù)欄所在理論平面平行，且橫管貼近護(hù)欄內(nèi)側(cè)布置，經(jīng)垂直三通分出支管后在便于操作的高度，離平臺(tái)地面約1.5m處設(shè)調(diào)節(jié)控制閥，再經(jīng)不小于135度的彎頭將藥管斜向下與壓泥機(jī)進(jìn)料管相連。改造后因壓液管改向次數(shù)減少，管路總長降低，使得局部與沿程阻力損失之和減小許多；合理的布置與敷設(shè)既有利于通行也有利于操作；以斜向下方式把藥液管未端與污泥管相接，使得藥罐中的凈藥液不會(huì)因污泥在藥泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)躥入供藥管內(nèi)而被嚴(yán)重污染。

圖5 防吸氣措施示意簡圖

圖6 管路系統(tǒng)改造后布置簡圖

3 改造后成效與個(gè)人結(jié)論

通過改造后的實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，證明了針對本站此絮凝藥液罐成套設(shè)備的合理化改造較為成功，不但節(jié)約了藥劑，而且節(jié)約了不必要的管件，還使通行和操作更便利，也有利于裝卸、維修和管理；改造后可能不如以前美觀但較實(shí)用，達(dá)到了欲期的目的，效果令人較滿意。

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