錢東強
(貴溪冶煉廠，江西貴溪335424)

　　摘　要：流動電流檢測法是一種比較先進的自動加藥控制法，它通過檢測加藥后原水的流動電流值來控制計量泵。SCD儀(流動電流檢測儀)對檢測水樣的要求很高，在水廠實際應用中效果并不理想，就此對其進行了多方面的改進設計，并加強了日常維護。運行三年的實績表明效果很好。
　　關鍵詞：SCD儀；取樣檢測系統；改進設計；維護
　　中圖分類號：TU991.62
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)11-0040-03

1　水廠概況

　　貴溪冶煉廠是目前國內規模最大、技術最先進的銅冶煉廠，冷卻水耗量為(20～30)×10⁴m³/d，配套建有一個規模為40×10⁴m³的水廠，供水能力居江西省第二。
　　該水廠有4座規模為10×10⁴m³的反應沉淀系統，由隔板反應池與斜管沉淀池組成。原水取自信江，混凝劑為硫酸鋁，每年的加藥期為4～6個月。夏季多暴雨，江水濁度變化快，曾經在1 h內由30 NTU上升至300 NTU，由人工調節的加藥量很難跟蹤濁度的變化，從而影響了出水水質。因此，于1997年引進了一套自動加藥系統，主要包括1臺SCD儀與4臺隔膜式計量泵。
　　SCD儀把影響投加量的多種因素用檢測混凝后水的流動電流值這一單一參數取代，通過控制其流動電流最佳范圍，實現單因子自動控制，是一種較先進的技術。
　　其工藝流程如圖1所示。

　　

　　該系統試運行并不順利，SCD儀檢測值混亂，計量泵無法實現跟蹤，外方的國內代理商對此也束手無策。后來，水廠組織技術人員自行攻關，發現問題出在取樣檢測系統中，于是重新設計了一套取樣檢測系統。

2　取樣檢測系統的改進設計

　　SCD儀需要優質的水樣，根據隨機說明書的敘述，水樣應滿足以下五個要求：
　　①水樣應能代表所檢測和控制的過程；
　　②水樣應不含損壞探頭或阻礙水樣流動的異物；
　　③水樣應連續；
　　④從投藥到檢測的系統延遲時間應在2～3 min之間；
　　⑤水樣流量應在2～4 L/min之間。
　　對水樣的上述要求，與取樣檢測系統的設計密切相關，據此對其進行了改進設計。
2.1　利用三通代替水樣預處理裝置
　　SCD儀的入口直徑只有15 mm，很容易被原水中的雜物堵塞(如小塑料片、青苔等)，造成SCD儀斷流，而且泥砂會磨損探頭。為此，外國公司專門設計了一套水樣預處理裝置用來去除泥砂與雜物，但安裝不便、操作繁瑣、價格昂貴。而嘗試用三通對水樣進行預處理，在運行中取得了滿意的效果。
　　三通位于取樣管未端，位置如圖2所示。正常運行時，閥1、4關閉，閥2、5全開，閥3半開，樣水經閥5順取樣管流至三通處，部分向上經閥2流過SCD儀，其余經閥3直接排放。

　　三通的結構與工作方式如圖3所示。由于慣性與重力作用，大部分泥砂與雜物隨水流向前流動，只有少部分拐彎向上流經SCD儀。實際運行表明，安裝三通后，SCD儀從未發生堵塞現象。

2.2設置取樣管反沖洗系統
　　由于取樣管中水流速度低，易沉積泥砂與雜物，減少了過水能力，所以在取樣管末端外接壓力水(如圖4所示)，在取樣管前端設排空閥4(因原水管中有水壓)。反沖時，閥2、3、5全關，閥1、4全開，壓力水經閥1反向沖刷取樣管，廢水經閥4排放。

2.3　改彎頭為帶堵頭的三通
　　彎頭處易堵雜物，所以應盡可能減少取樣管的彎頭，并改彎頭為帶堵頭的三通，以利于人工打開堵頭清通管路。
2.4　取消探頭室沖洗管
　　起初，按照SCD儀說明書，在SCD儀探頭室下面安裝了沖洗管，定期沖洗探頭。但運行中發現SCD信號經常無故發生大幅波動，后查明原因：探頭室中的小銹塊引起探測電極短路。這些銹塊來自于沖洗管，因此取消了沖洗管。實際運行表明，只要定期(1～3個月)拆洗探頭與探頭室，SCD儀就能正常運行。
　　如果原水很臟，確實需要安裝探頭室沖洗管，最好加裝一套過濾器以過濾壓力水，或者從二泵房單獨設一根不銹鋼管(或塑料管)。
2.5確定取樣管直徑
　　①計算最小管徑
　　取樣管的長度L=12 m，水樣流過取樣管的時間近似等于系統的延遲時間T，設水樣的流量為Q，流速為V，取樣管的過水斷面面積為S，管徑為D，則：
　　　　S=Q/V=QT/L
　　　　D=2（S／π）^1/2=2(QT/Lπ)^1/2
　　根據SCD儀對水樣的要求，Q值至少應為2 L/min，T在2～3 min之間，如果Q與T都取下限值(Q=2 L/min，T=2 min)，就可算出最小管徑：
　　　　D=2（2·2·10^-3／12·π）^1/2=0.02 m=20 mm
　　考慮到水管會因生銹而縮小過水斷面，故選擇直徑為32 mm的鍍鋅鋼管。
　　②校核取樣管最大輸水能力
　　由于取樣管利用原水管的壓力進行輸送，必須校核輸水能力。已知取樣管起點壓力至少為49 kPa(以5 m計)，SCD儀距地面1 m，末端自由出流，那么取樣管的水頭損失為39.2 kPa。當閥門全開時，取樣管輸水能力最大，如果取樣管的沿程水頭損失以總水頭損失的70%計，則水力坡度I=4×70%12=0.23，從設計手冊上可查出對應的流量為1.6 L/s，折合為96 L/min，遠超過所需水量，能夠滿足要求。正常運行時，可通過閥門3調節流量。

3　運行維護

　　系統的正常運行需要日常維護。
　　①正確調節增益。
　　增益的調節很關鍵，如設定過高，會放大一些不重要的小變化，造成顯示值與控制信號的恒定波動，還會造成SC值溢出量程；如設定過低，SCD儀將檢測不出工藝過程中的一些小而重要的變化。
　　那么，增益設定以什么為依據呢？
　　說明書中無相關內容，運行經驗顯示將原水的SC值調到-50～-70之間時增益比較合適，相應的最佳混凝狀態的SC值在-15～-25之間。
　　②加強日常檢查。
　　　因SCD儀容易出故障，所以至少應每小時檢查一次，內容包括：a.SCD儀有無斷流，流量是否在2～4 L/min之間；b.探頭抽動聲音是否正常；c.系統延遲時間是否在2～3 min之間；d.SCD信號是否正常，有無出現大幅波動；e.沉淀池中礬花絮凝情況是否良好。
　　③定期(1～3個月)拆洗探頭與探頭室，反沖取樣管。
　　④冬季注意防寒。
　　說明書規定SCD儀的環境溫度應在0～50 ℃之間，如低于0 ℃時，SCD儀內電路工作不正常，輸出的SC值出錯，徘徊在零附近(如3、-3等值)，所以冬季一定要注意防寒，一般在室內安裝電加熱器。
　　當環境溫度低時，判斷SCD儀工作是否正常的簡單方法是：用手掌捂住SCD儀的下底面，如果SC值發生較大變化，說明SCD儀工作不正常。

4　存在問題

　　①當水流量變化迅速時，需人工預先調節加藥量。
　　SCD儀是單反饋系統，當水流量變化迅速時，計量泵的調整速度太慢。以實際運行為例，如水流量由2 500m³/h猛增至5 000m³/h，計量泵需要7～10 min才能調到最佳值。因此，當水流量變化迅速時，先手動將計量泵沖程調到大致位置，等SC信號穩定后再切換為自動。
　　②取樣管易生銹。
　　鍍鋅鋼管日久生銹，管內壁布滿了疏松的銹蝕物，減小了過水能力；同時，當反沖洗時阻礙了雜物排出。鐵銹還容易沾在探頭與探頭室表面，干擾SCD信號。因此宜將鍍鋅鋼管改為UPVC管。

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　　收稿日期：2001-06-20