一种新型氯气泄漏气动关闭装置在自来水厂的研究应用_段建锋.pdf

2023 年第 1 期 25 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备一种新型氯气泄漏气动关闭装置在自来水厂的研究应用段建锋 （舟山市自来水有限公司，浙江舟山 316021）摘要：氯气是一种剧毒气体。对于消毒药剂仍在使用氯气的自来水厂，当氯气在歧管系统中泄漏时，处理方式是人工手动关闭氯瓶上的出口角阀，这种方式处理时间长且带有安全隐患。为了更加快速、安全和有效地处理氯气泄漏，对出口角阀的自动关闭系统进行了研究。通过新增气动角阀，将其启闭信号与控制继电器相连接，达到氯气泄漏时，依靠氯气泄漏检测装置的信号同步动作，达到自动关闭的效果。该应用已获得成功且获得了专利。关键词：氯气；气动角阀；自动关闭；快速、安全、有效氯气是一种化学活泼性很强的剧毒气体，可损害人体全身器官和系统。当前大多数自来水厂的消毒药剂仍在使用氯气，氯气被压缩后盛装在钢制氯瓶内，经过出口角阀和歧管系统接入到加氯机。在生产过程中，一旦歧管系统出现泄漏的情况，需要净水工人进入现场手动关闭出口角阀，给净水工人的人身安全带来极大的隐患。因此，一种快速、安全、有效的出口角阀自动关闭系统是值得研究的。1.研究思路加氯车间的氯瓶间和加氯机放置地均安装有氯气泄漏检测传感器和泄氯吸收中和装置（泄氯吸收中和装置主要包括控制箱、NaOH 存储箱体、吸风机、碱泵），一旦歧管系统发生泄漏，氯气泄漏检测装置发出控制信号，泄氯吸收中和装置控制箱内的 PLC 接收到控制信号后，对控制箱内的继电器进行得失电操作，从而给出启动信号，接收到启动信号的吸风机及碱泵启动，泄氯吸收中和装置开始工作。控制阀门的新增的氯气泄漏气动关闭装置的思路：将氯气泄漏气动关闭装置安装在氯瓶出口，将氯气泄漏气动关闭装置的启闭信号与泄氯吸收中和装置控制箱中的继电器相连接，使氯气泄漏气动关闭装置也可接受到启动信号，与吸风机及碱泵同时启动。氯气泄漏关闭装置可以是电动控制或气动控制，考虑到直接安装在氯瓶出口上，电动控制在动作过程中可能产生电弧或火花，优选为气动控制。2.研究设计2.1 所用设备及元器件氯气泄漏气动关闭装置由电源模块 TSF、小型继电器 KA、二组气动电磁阀 YM、常闭DOI:10.14143/ki.czgs.2023.01.0022023 年第 1 期 26 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备型单作用气动角阀等组成。装置中控制继电器线圈供电来源于泄漏吸收中和装置中信号触发启动继电器 KM 的一副常开、常闭触点；气动电磁阀及气动阀门的气体由一台小型的空气压缩机提供。2.2 装置工作原理如下图 1 和图 2，氯瓶的出口上依次设有手动角阀和气动角阀，气动角阀连接有电磁阀，电磁阀控制通向气动角阀的气流，使气动角阀打开或关闭，电磁阀的 P 口为进气口，气源从加矾间空压机用一根气管连接而来，电磁阀的 A 口和 B 口分别连接气动角阀的关闭口和开启口，电磁阀线圈串连接至微型继电器常闭触点，微型继电器的线圈连接在中和装置控制箱报警信号继电器的常开触点上。图 1氯瓶泄漏气动关闭装置图 2 气动角阀所连接电磁阀气路图如下图 3，装置的工作原理如下：水厂加氯系统正常投加时，氯瓶上的手动角阀和气动角阀为开启状态，泄氯吸收中和装置控制箱中继电器 KM 为常开状态，装置中小型继电器KA 为失电状态，连接到 24V 开关电源模块中的两位五通电磁阀 YM 为得电状态，气源由 P口进气 B 口出气，使气动角阀保持开启状态，整个水厂的加氯系统保持正常的投加。一旦加氯车间从氯瓶出口到加氯机所用的歧管泄漏，泄氯吸收中和装置氯气监测探头立即检测到空气中氯气浓度，监测信号传入中和装置控制器，控制器立刻输出信号给控制风机启动的继电器 KM，继电器线圈得电从而风机启动，把加氯房间的空气抽入 NaOH 存储箱体进行中和反应。同时，该继电器 KM 常开触点闭合使得氯瓶泄漏气动关闭装置中小型继电器 KA线圈得电，继电器 KA 的常闭触点断开，使两位五通电磁阀 YM 失电，此时，气源由 P 口进气、A 口出气，使气动角阀关闭，氯瓶不再向管路输出氯气。吸收装置工作至整个房间空气中氯气浓度降低，氯气监测探头检测不到氯气时，中和装置控制器不再输出信号给控制风机启动的继电器 KM，该继电器线圈失电，整个系统恢复正常。图 3氯瓶泄漏气动关闭装置控制原理图2.3 可靠性氯气泄漏气动关闭装置依靠于氯气泄漏检测装置的控制信号和泄氯中和装置的启动信号，它们的可靠性决定了氯气泄漏气动关闭装置的可靠性。氯瓶间和加氯间都装有氯气2023 年第 1 期 27 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备泄漏检测装置和泄氯中和装置，安装位置在氯瓶附近和加氯机附近，数量一般为各一个。氯气泄漏检测装置的检测浓度和微小泄漏预警浓度可根据实际情况设置，以氯气泄漏气动关闭装置实验性应用的水厂为例，检测浓度为0.5ppm，微小泄漏预警浓度为 0.1ppm，每月水厂会例行检查，用相应浓度的氯气来测试氯气泄漏检测装置和泄氯中和装置是否运行正常，保证其可靠性。3.装置应用效果及优势该氯气泄漏气动关闭装置设计制作完成后，在自来水公司的其中一个水厂进行了实验。在模拟氯气泄漏达到检测浓度 0.5ppm 的情况下，氯气泄漏检测装置和泄氯中和装置依次启动，氯气泄漏气动关闭装置同时完成了自动关闭，成功切断了氯气供给。实验成功后，对氯气泄漏气动关闭装置进行了专利申请并取得了专利证书。总结该装置的优势如下：1、可控性强：该装置的控制系统可安装在氯瓶间外，仅用两根气管连接到氯瓶出口的气动阀门上，人员对控制系统的操作及维修降低了氯气泄漏的安全风险。2、及时性强：该装置和泄氯吸收中和装置监测和控制系统联动，一旦出现氯气泄漏，可第一时间对氯瓶进行关闭，大大降低了氯气从氯瓶泄漏的风险。3、通用性强：该装置所用材料及元器件都是通用产品，均可在市场上购买，因此装置造价成本低，可推广性强。4、扩展性强：根据现场实际情况和需要自行调整检测浓度阈值，报警信号取自泄氯浓度传感器的警告报警输出 A1 点，关闭动作取自报警输出A2点，A1和A2报警点浓度（阈值）设置可根据内部二进制编码进行设置。或者取自内部 4 20MA 信号输出，加二次显示仪表，通过设置二次仪表报警输出功能进行警告、告警控制输出，也可以将 4 20MA 信号接入 PLC 模拟量模块，上位机计算机设置泄漏浓度报警，（泄漏报警仪以美国 ATI/A14/A11 为例）。作者通联：（上接第 103 页）四、结论新时代首都供水企业廉洁教育引入信息化手段的关键在于，通过常态长效、便捷灵活的优化模式，实现教育组织、培训效果与管理效能的有机统一，潜移默化建立全员认同的廉洁理念，形成健康、文明、和谐的企业环境，倡导自觉、自律、自控的行为规范和崇廉、倡廉、促廉的文化氛围，从而最大限度地避免各类违纪违法现象的发生，为新时代首都国企高质量发展提供坚强纪律保障。参考文献：1 刘宇辰，张扬.基于信息化技术，提升廉政教育学习效果N.教育论坛，2021.2.20：1661672 汪晓.智慧纪检监察平台建设的价值、困境及优化路径 N.山西科技报，2022，5，9：B06 版3 张平.浅析新时期下纪检监察工作的信息化建设 N.东方企业文化，2019：67 68作者通联：