武汉市某水厂活塞式池底排泥阀故障研究

童屿

摘要：研究导致活塞式池底排泥阀故障的原因并加以解决，保障水厂出产水稳定且高质量。

关键字：活塞式池底故障原因故障解决

随着城市的不断发展，人民生活水平不断提高，人们对生活饮用水的要求也越来越高。1、提高净水构筑物运行可靠性和稳定性，保证出厂水质。2、活塞式池底排泥阀（以下简称盖阀）是某水厂三期反应池主要的排泥设备，其运行的可靠性直接关系着三期净水构筑物运行的经济性和稳定性。3、提高盖阀运行的可靠性，降低其故障发生率，是对设备管理的要求，同时也可以优化水质，减少设备维修费用，降低生产成本。

某水厂净水构筑物共有4期，含8组反应沉淀池及52组滤池，反应沉淀池共有10台排泥行车和260台排泥阀（其中盖阀56台，蝶阀204台）。查阅了2018年2月—5月的运行报表，统计出1—4期净水构筑物计划运行状况可以看出，该厂3期半成品水浊度高于1、2、4期。我了解到3期净水构筑物在制水负荷小于其他1、2、4期的情况下，滤池冲洗、放空清洗、排泥的频次及半成品水浊度反而高于其他各期，下面具体调查一下三期净水构筑物的设备运行情况。

该厂三期有反应沉淀池2组，滤池16组。反应沉淀池含排泥行车2台，排泥阀112台（其中盖阀24台，蝶阀88台），滤池含清水阀16台，反冲阀17台。查阅了2018年2月—5月的运行报表及维修单，统计出不能正常运行的设备，具体数据如下：

2018年2月——5月三期设备运行情况调查表

根据以上调查可以看出三期反应池盖阀的故障频次和时间明显高于其他设备，故障率达到了：N=（24+23+38+32）小时／【（28+31+30+31）天*24小时】*100%=4.1%。针对三期盖阀的高故障率，查阅了2018年2月—5月的运行报表及维修单，统计出故障原因，具体数据如下：

2018年2月——5月影响三期盖阀正常运行的因素一览表

通过现状调查发现三期反应沉淀池盖阀故障的主要原因是阀体无法正常开启。如果能解决阀体无法正常开启这个问题，就可以降低盖阀的故障率，从而提高三期净水构筑物运行的经济性和稳定性。

三期反应池盖阀动力源为两台空压机，装设地点在三期，供气范围包括：三、四期滤池清水阀，反冲阀，排泥阀等所有的用气设备，采用一备一用的运行状态，即一台通过设定好的压力上下线限值自动运行，另一台则处于关闭状态作为备用。根据2018年2--5月份的调查数据，空压机运行的气压值上下限设置为0.40--0.60Mpa，实际运行情况如下：

2018年2--5月供气压力值调查表（单位：Mpa）

通过上述调查可以看出由于空压机运行压力上下限设置不合理，且供气范围较大，存在一定的漏气点，导致盖阀驱动气源的压力现场值波动较大，其区间在0.32—0.50Mpa之间，压力不稳定且一直处在中下限的数值中，无法满足盖阀气缸0.35—0.60Mpa的工作气压，影响阀体无法正常开启。

经调查三期24台盖阀（属于气动阀）均安装在反应池底部，正常情况下沉积的泥沙向排泥口聚集，盖阀开启后，在水压的作用下泥沙被迅速排出，完成整个排泥过程。如果排泥时泥沙未排清，就会堆积在阀体周围，将气缸、阀杆、活塞板淤塞，并挤压输气管。下次排泥时盖阀将无法开启或开启困难，影响半成品水浊度。由于整个阀体安装在水底，维护十分困难。

反应池池底盖阀模拟图

2018年7月，为了保证三期反应池盖阀驱动气源的稳定性，采取了以下措施：

1、针对三期反应池盖阀气缸0.35－0.60Mpa的设计工作压力，将空压机运行压力的上下限由0.40--0.60Mpa调整到0.45—0.65Mpa，并且将另一台处于关闭备用状态的空压机，调整到待机状态，并将它的运行压力上下限调至0.35—0.65Mpa，当用气量突然增加，压力偏低时（小于0.35Mpa），备用空压机会根据压力变化情况，及时启动，两台空压机同时运行以保证供气管道内的压力处于中上限的稳定状态，从而满足三期反应池盖阀气缸的设计工作压力。

2、为减少漏气点，在运行车间实行用气设备漏气情况巡检制度，即对滤池清水阀，反冲阀，反应沉淀池排泥阀要求每班检查两次，并作好相关记录，以保证漏气点的及时发现和处理。

设备漏气情况检查记录表

针对盖阀阀体运行环境差，极易被泥沙淤塞的问题，通过前期的实地勘察，在斗型结构的池底一但被泥沙淤结，盖阀就很难开启，并且无法观察到池底的实际情况，为维护工作带来了巨大的阻碍。进行反复磋商及实验之后。在2018年8月初，将三期24台盖阀更换阀杆，长度由原来的500mm加长到4500mm，以增加活塞板与气缸之间的距离。将盖阀的气缸全面上升到水面之上（并固定在钢制基座上），避免气管因挤压或与格栅摩擦破损而不能正常传输动力等问题。这样，通过加长阀杆来控制活塞板的启闭工作。既保证了盖阀正常工作，又便于运行人员监视盖阀的开关状态、便于维修人员进行定期维护保养以及维修。

2018年8----9月影响三期盖阀正常运行的因素一览表

从上表可见：三期盖阀故障率为8小时／（31天*24小时）*100%=1.1%，即9月份三期盖阀故障率为1.1%。

通过解决了三期盖阀无法正常开启的问题，我厂三期净水构筑物的运行工况明显好转。调度人员及时调整了三期滤池冲洗及排泥的周期。

2018年9月三期净水构筑物运行现状一览表

对策实施前后三期净水构筑物运行情况对比表

从上表可看出，每日节水量为5042m3，有效的减少了厂用水量的消耗。节约水量：W=9208－4166=5042m3／日在水厂维护措施实施后确岗位职责，落实到每个人。每月考核出厂水浊度、半成品水浊度等指标的完成情况。如出现考核不合格，将追究当事人的责任。进一步完善三期净水构筑物在不同季节、不同源水水质、不同负荷的情况下的运行状况，确保三期运行的稳定性和可靠性。做好净化设备的巡检，维护保养工作，继续提高净化设备的完好率。

措施实施后的巩固期，小组成员对影响三期盖阀故障率的因素再次进行了调查和分析，排列图如下：

可见，阀体无法正常开启的影响已消除，二位四通阀、气源系统故障等次因，变成了造成盖阀不能正常运行的要因，说明对策实施是有效果的。