加藥間和加氯間閥門(mén)設計

                        上海申弘閥門(mén)有限公司

 摘要：通過(guò)對加藥同和加氯間各種設備的分析，結合設計規范，總結設計體會(huì )。 關(guān)鍵詞：計量泵混凝劑藥劑投加量安全性腐蝕性自動(dòng)控制

 1概述  

加藥間和加氯間是水處理中常見(jiàn)的處理建筑物，在各種設計行業(yè)中都有著(zhù)廣泛的應用。在市政行業(yè)中，加藥間主要為給水廠(chǎng)、污水廠(chǎng)、再生水廠(chǎng)的混凝沉淀服務(wù)，具有配藥、加藥及計量的功能；其中的藥劑分為混凝劑、絮凝劑和助凝劑，混凝劑包括各種低分子和高分子的鋁鹽和鐵鹽，絮凝劑主要指聚丙烯酰胺(PAM)，助凝劑主要來(lái)調節水中的pH值，如氯氣、氫氧化鈉、生石灰等。上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥,電動(dòng)球閥,氣動(dòng)球閥,電動(dòng)閘閥,氣動(dòng)閘閥,電動(dòng)調節閥,氣動(dòng)調節閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。加藥間的投藥方式主要有三種，重力式投加、水射器投加和計量泵投加，隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展和用戶(hù)對自動(dòng)化操作要求的提高，計量泵投加越來(lái)越普遍，本文只討論采用計量泵加藥的加藥間設計。加氯間主要為給水廠(chǎng)、污水廠(chǎng)、再生水廠(chǎng)殺菌消毒服務(wù)，具有投加及計量的功能；主要有投加液氯和投加二氧化氯二類(lèi)，本文只討論使用液氯的加氯間設計。 加藥間的處理基本流程為：

    2加藥間主要設備的選型  使用計量泵投加的加藥間zui主要的設備就是計量泵，依據中華人民共和國關(guān)于計量泵的國家標準(GB／T7782—1996)的規定，計量泵根據“泵頭部分"不同可以分為柱塞泵和隔膜泵；根據“過(guò)流部分"的情況不同分為：活塞式、機械隔膜式；液壓隔膜式；根據“驅動(dòng)方式"的不同分為：電機驅動(dòng)、電磁驅動(dòng)、氣動(dòng)；根據“工作方式"不同分為：往復式、回轉式、齒輪式、液壓隔膜式等。恰當的選擇計量泵非常關(guān)鍵。一般可依據如下原則選擇：

1、被計量液體的流量(L／h)，所需要的壓力(MPa)。

 2、被計量液體的主要特性，液體名稱(chēng)、化學(xué)腐蝕性、黏度(cp)、溫度(℃)、濃度、比重、固體含量等。

 3、系統的背壓，流動(dòng)的穩定性需求、合適的吸升高度。

4、計量泵的工作環(huán)境狀況，例如是否需要耐腐蝕、防爆等。

5、計量泵的計量精度。  對于我們市政行業(yè)來(lái)說(shuō)，常用的藥劑種類(lèi)不多，化學(xué)性質(zhì)相對穩定，輸送介質(zhì)的濃度和粘度不高，其物理特性與水比較近似，所以我們選擇計量泵時(shí)主要關(guān)心的就是被計量液體的流量和壓力及腐蝕性和計量精度。特殊情況下，輸送的藥劑中雜質(zhì)較且容易結垢時(shí)(如CaO)通常采用螺桿泵。  柱塞計量泵是柱塞作直線(xiàn)往復運動(dòng)，直接借助閥的開(kāi)閉達到吸排液體目的的。柱塞泵可以有很多氣缸從而達到很高的壓力(幾百兆帕)，其流量受其工作原理限制一般較小。隔膜泵的工作原理與柱塞泵類(lèi)似，它是依靠夾緊在泵缸之間的隔膜，通過(guò)柱塞或其推動(dòng)的推動(dòng)液壓油使泵缸工作容積交替發(fā)生變化，并通過(guò)排出閥和吸入閥的啟閉來(lái)輸送液體的。隔膜靠靜密封將輸送的液體與外部嚴密隔開(kāi)，所以隔膜泵不會(huì )泄漏，雙隔膜的泵安全性更高。按操作方式不同隔膜泵分為機械操作和液壓(或氣壓)操作兩種。前者靠直接與隔膜相連的柱塞形推桿的往復運動(dòng)使隔膜產(chǎn)生交替的運動(dòng)；后者則靠由外部供人壓力油或壓縮空氣或者通過(guò)柱塞作用于液壓腔中液壓油產(chǎn)生脈沖壓力使隔膜交替運動(dòng)。 三種計量泵的比較見(jiàn)表1。

 3加藥間的設計注意事項 

 1．安裝高度：隔膜式計量泵的泵中心與zui低液位之間高差應小于1米，當可以使泵腔內充滿(mǎn)介質(zhì)時(shí)，泵中心與zui低液位之間高差也應小于3米。 

 2．進(jìn)出管經(jīng)：計量泵前后管道的管徑不應小于泵本身吸入及排出口的管徑。計量泵出水是脈沖型的(非連續流)，不能按連續流查表計算管徑，一般可按設計流量的2—3倍來(lái)查表計算管徑。如果管徑過(guò)小，管道抖動(dòng)幅度大，容易損壞。這一點(diǎn)在加藥間的設計中是一個(gè)非常普遍的錯誤! 

 3．計量泵應靠近吸藥點(diǎn)，吸藥管路應減少拐彎和長(cháng)度，保證脈動(dòng)的計量泵不會(huì )產(chǎn)生局部真空，以避免氣蝕和噪聲，保證隔膜和止回閥的使用壽命；出水管路中應避免局部凸起，造成斷流。 

 4．計量泵加藥時(shí)需要配備一些設備，標準的配套設備有：背壓閥、泄壓閥、脈沖阻尼器、校準柱、角閥、Y型過(guò)濾器等。在泵進(jìn)口設有校準柱，用于標定每臺泵的流量或沖程，許多計量泵可共用一臺；而脈沖阻尼器位于計量泵的出口，用來(lái)平衡出口壓力，該設備高約0．5米，粗細不等20—30厘米，二者都要安裝在立管上，同時(shí)這二種設備容易漏藥，需要考慮排藥液和地面防腐問(wèn)題。Y型過(guò)濾器要安裝在水平的管道上才能起到作用，泄壓閥和背壓法應當安裝在泵的進(jìn)出口附近。 

 5．依據設計規范要求，加藥問(wèn)內應儲存一定量的藥品。我們使用的鐵鹽和鋁鹽的工業(yè)產(chǎn)品絕大多數都是含有結晶水和雜質(zhì)的，當儲存的藥品為液體時(shí)應特別注意該藥液在不同濃度以及在不同溫度下的溶解度，為了不使液體藥品結晶析出必要時(shí)應考慮加熱措施；當使用固體藥品而且純度不高時(shí)應在溶解藥液前增加簡(jiǎn)單的篩分措施(如增加篩網(wǎng))，避免大塊的固體進(jìn)入溶藥罐，卡住和損壞攪拌槳葉。

 6．由于鋁鹽和鐵鹽低分子藥劑的溶解性高，溶解速度快，攪拌槳葉的速度可以高一些，攪拌時(shí)間大約20—30分鐘即可，但是像聚丙烯酰胺這樣的高分子物質(zhì)的水溶液一般都比較粘度，攪拌槳葉的速度應低一些，攪拌時(shí)間大約60分鐘以上，藥劑的水溶液才能達到*均
勻混合。 

 7．加藥間的控制比較簡(jiǎn)單，溶藥罐(池)一般用高、低液位浮球閥控制，計量泵本身具有調沖成和調節流量的功能。 4加氯間主要設備及控制形式 加氯問(wèn)的主要設備是加氯機。我國加氯在早期大多使用轉子加氯機，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和對操作安全的要求越來(lái)越高，目前幾乎都是用自動(dòng)真空加氯機。真空式加氯機其本質(zhì)是“氣體流量調節與測量控制系統"，主要由真空調節器，流量計／控制閥及水射器組成，主要分為差壓穩壓器調節的真空加氯機和音速流原理調節的真空加氯機二種，目前大多為進(jìn)口產(chǎn)品，國產(chǎn)的比較少見(jiàn)。目前比較*是音速流原理調節的真空加氯機。  

真空加氯機配套的主要設備有：氯瓶、液氯蒸發(fā)器、漏氯吸收裝置等。為避免串聯(lián)的氯瓶過(guò)多，液氯蒸發(fā)器只有在加氯量大的場(chǎng)合使用?？紤]經(jīng)濟因素，結合當地的溫度，北方的加氯量大于15kg／h時(shí)就可以使用；南方冬季溫度高，加氯量大于40kg／h時(shí)才使用。漏氯吸收裝置的處理規模分為500kg和1000kg，這與單個(gè)氯瓶的重量是對應的，只有在大中型的加氯間或對安全要求較高的場(chǎng)所才使用該裝置。  自動(dòng)真空加氯機的控制方式有手動(dòng)和全自動(dòng)。全自動(dòng)控制又可分為：流量比例控制、余氯反饋控制、復合環(huán)控制三種。  母流量比例控制：該控制方式是在加氯前設置一臺流量計，測量需要加氯的水量，然后依據設計的加氯量或經(jīng)驗值按流量的比例加氯。該方法適應用在對余氯沒(méi)有要求的場(chǎng)所(如污水處理廠(chǎng)出水)，不能依據水質(zhì)調節，不能控制消毒成本。  

· 余氯反饋控制：該控制方式是開(kāi)始加氯時(shí)不考慮其它因素，按照一個(gè)適中的固定量加氯，在該加氯點(diǎn)附近的下游區域取樣，通過(guò)余氯分析儀將余氯量的信號反饋給加氯機，讓其與設定好的余氯量(依據經(jīng)驗得到)進(jìn)行比較，從而調節加氯機的加氯量。該方法適用于對余氯要求的場(chǎng)所，但是控制的度不高，加加氯受水質(zhì)和水量的影響大．同時(shí)存在滯后性．對控制消毒成本不強復合環(huán)控制是前面二者的結合，該控制采用二點(diǎn)加氯法，分別位于進(jìn)入清水池(接觸池)的前后。進(jìn)人清水池的采用流量比控制，并且把加氯量信號傳到加氯機，在清水池的出水采用余氯反饋控制．并且依據余氯情況和管網(wǎng)的經(jīng)驗數據進(jìn)行補氯，從而很好的控制加氯量，該方法適用于對余氯要求的場(chǎng)所，控制的度高，加氯量不受水質(zhì)和水量的影響大，可以很好控制消毒的成本，但是控制系統的投資略高。

    5加氯間的設計注意事項 

 加氯間的設計在新舊規范中有了很大不同，新規范已經(jīng)把加氯間的安全性提到了一個(gè)新的高度．在62—63頁(yè)中用黑體字標出，但是還有好多設計細節需要審視。  水射器放在加氯點(diǎn)旁邊，將負壓(氯氣不會(huì )泄漏)的氯氣管引到該處，管徑很小，外加套管的管徑也小。我們以前的設計中，經(jīng)常將水射器放在加氯間內，離清水池距離較遠這樣做使混合液出水管徑較大，外加套管或做纜溝的價(jià)格較貴，不經(jīng)濟而且距離較遠時(shí)水利器的需要較大的壓力才能正常工作，小盡合理’  2水射器應安裝豎直的管道上，還應保證水射器處水壓高于投加點(diǎn)壓力！加氯機加氯量在4kg／h或以下的用DN20管、加氯量在10 kg／h，的用DN25管或DN32管。  3依據我國國標一“氯氣安牟操作規程"中 6 .3.1 .2條的規定，氯庫中的吊車(chē)荷載應當是氯瓶總重的二倍以上，這點(diǎn)在設計中經(jīng)常被忽視。 

 4．氯瓶和加氯機連接一律采用銅管，它們之間的閥門(mén)必須是特殊的閥門(mén)，鋼的和不銹鋼材質(zhì)的閥門(mén)很快被銹蝕；加氯機以后的加氯管道大多采用PVC的，一般埋地時(shí)需要加套管保護，或設置的纜溝。 
5．漏氯吸收系統的吸收點(diǎn)也要平均分布在室內，否則吸收效果不好，濃度降低速度就慢，而且該裝置應靠近氯庫，距離遠時(shí)風(fēng)阻過(guò)大，吸抽的負壓過(guò)大，速度慢；報警裝置的感應探頭應均布在整個(gè)氯庫。

 6．氯瓶的擺放應在鞍型支架上，有橡膠緩沖墊；氯瓶周?chē)械販匣驀?，泄漏時(shí)將氯氣通入地溝中。 

 7．氯庫的大門(mén)一定要考慮卡車(chē)能過(guò)進(jìn)入，且室內空間要能足夠停下運送氯瓶的卡車(chē)。 

 8．加氯管與鋼管連接時(shí)要保證一定的深入長(cháng)度；氯氣加到管道中時(shí)應與插入管呈45度斜口，管道插至水流中心并且背向水流方向，插入深度為管徑的一半；且送氯管道應標明走向，以便維護。

9．加氯問(wèn)中吊車(chē)的電源要采用雙制動(dòng)裝置。

 10．真空調節器前后應各配置一個(gè)減壓閥，形成兩級減壓，更加安全。 

11．由于水射器的真空度情況是設備運行及故障檢查時(shí)非常重要的指標，一般在加氯機上增設水射器真空表。

6結語(yǔ)

 本文總結了加氯問(wèn)和加藥間常見(jiàn)的設計問(wèn)題，供設計人員在工作中參考，共同提高我們的設計水平。與本文相關(guān)的論文有：礦山電動(dòng)插板閥