絮凝藥液罐配供管路合理化改造建議初探

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，自正式運行到基本改造完畢期間，在運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、配藥凈水供應管、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。配藥給水管改進前的原裝出水方式，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，應在其上安裝必要數(shù)量的閥門，以保證各泵的正常工作，但這種連接方式應盡量避免，即便此藥泵為自灌式運行，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，引起吸水管路漏氣，藥泵就會因此而吸入空氣，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，在檢收時由于試驗用介質(zhì)為水，其粘性遠小于投產(chǎn)后實際藥液的粘性，所以壓力不足的現(xiàn)象在那時并不明顯；壓泥機進料管放泥閥操作平臺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)在走廊平臺地面上，這樣的設(shè)計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進料管相連，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，導致污泥沿壓液管逆流進入罐內(nèi)，藥液受嚴重污染。積于以上多個原因，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，有相當部分不易且不能改，但仍有必要對常出問題的這些管路進行合理化改造。

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)計和突然停水這三個因素，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)適當位置焊接8個出水可以匯于一點的細短管，理想的圓環(huán)形供水頭部使得8個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，但當出水壓力過大時會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電機帶動藥斗的方式投撒，所以沿振動的往復路線上會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，這時不僅造成一定的浪費而且罐內(nèi)藥液濃度也會有所降低；當突然停水時，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。b所示的出水方式是在 出口端接一圓臺柱形漏斗，水從與圓臺母線垂直的切線進入，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，藥劑在漏斗內(nèi)側(cè)和圓錐帽上表面堆積，這兩種情況除了會造成不同程度的浪費外，前者還會使罐內(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；加工良好的縫隙應使出水呈幕狀，并要求閥門不同開度時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?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倍計算；并且要求出水縫隙不應朝向經(jīng)常過人的通道、扶梯、操作平臺、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，突然停水時也不阻礙藥劑粉顆直接落入罐內(nèi)溶解，藥液濃度此時在配藥池內(nèi)有所升高、外供池內(nèi)保持不變，當恢復供水后會因為開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)等多方面實際因素出發(fā)，對管路進行了重新布置，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用到的閥門，并經(jīng)由其他同事建議，將其中一臺泵由1SW20-160型離心泵改為SCZ32-200型離心泵,由于揚程和流量均加大所以吸水管由覬4cm改為覬6cm，另一臺改為IS50-32-160，此泵與原泵相比由于設(shè)計工況下的各參數(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90度彎頭去掉一個，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是孔口的上沿在同一水平線上，以防液位下降時一臺泵吸風使壓液管進入過多空氣，兩孔口間凈距S可按2倍最大吸液管直徑計算，這可使兩泵同時工作時有良好的水力條件，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，改造后已將兩臺藥泵壓液管的連接方式作了調(diào)整，減少了一個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上表面設(shè)的橫管所在理論平面與操作平臺護欄所在理論平面平行，且橫管貼近護欄內(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進料管相連。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因污泥在藥泵正常運轉(zhuǎn)時躥入供藥管內(nèi)而被嚴重污染。

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 改造后成效與個人結(jié)論

通過改造后的實際運行檢驗，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用，達到了欲期的目的，效果令人較滿意。

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