淺談速閉閘門改造的重要性

姜 威

吉林市七家子污水處理有限責任公司 吉林吉林 132200

社會生產生活過程中會產生大量工業廢水和生活污水,污水當中含有多種多樣和數量龐大的污染物質,這些污染物質如果不經處理,直接排入水體,將使水體遭受污染,導致水資源環境遭到破壞。吉林市地理位置特殊,在松花江的上游,因此必須建設污水處理廠,應用污水處理技術,降解處理污水中的污染物質,減少其排入水體的數量,保護人類賴以生存發展的水資源環境。讓江城人擁有一個清澈的松花江,建設污水處理廠是城市發展的必要,污水處理是利國利民造福子孫的事業。

速閉閘門是污水流入污水處理廠的第一個閥門,是污水處理廠的門戶,速閉閘是污水處理廠的一個重要的設備。

速閉閘門是污水處理廠為了避免可能出現的災害情況,設置在進水泵站前的重要設備。當供電系統全部不能供電或其他情況,污水處理廠不能對污水進行正常處理時,速閉閘能夠在要求時間內快速關閉,保護格柵及水泵等設備。

一、速閉閘門的結構原理和使用

速閉閘的閥體部分與普通閘門沒有區別,只是在啟閉部分不同。啟閉機部分由如下結構組成:手動制動裝置、電磁制動器、驅動裝置、單向離合器、離心限速器、緩沖裝置。關于速閉閘的啟閉機部分結構簡圖見圖1。

(一)單向離合器

為了能讓閥門能快速關閉起到速降的作用,就要使閥門在關閉時與驅動裝置脫開,提升時使驅動裝置與閥門連接。所以速閉閥門選用了單向離合器。

單向離合器的工作原理是當內座圈固定時,外座圈順時針方向可以轉動,楔塊不鎖定,外座圈可自由轉動;當外座圈逆時針轉動時,楔塊鎖定,外座圈不能轉動。電動閥頭見圖2。

圖2 速閉閘門電動閥頭

(二)離心限速器

閥門利用滑動螺桿依靠其自重快速關閉,完成快速關閉,所以速閉閥門使用了離心限速器。其原理是利用偏心楔塊式棘輪機構。偏心楔塊式棘輪機構的工作原理,是用偏心扇形楔塊代替棘爪,用摩擦輪代替棘輪。利用楔塊與摩擦輪間的摩擦力與楔塊偏心的幾何條件來實現摩擦輪的單向間歇轉動。這里偏心扇形楔塊在離心力作用下,限制閥門的關閉速度,使其關閉速度在一定的范圍以內,關閉時不會將閥門擊碎。

(三)手動制動裝置

為了檢修閥門的方便或清理閥門底部的污泥,為了保證檢修作業安全必須有一套手動制動裝置,速閉閥門設計了一種手動制動裝置。常用棘輪機構可分為輪齒式與摩擦式兩大類,速閉閥門采用輪齒式外嚙合單向形式。

(四)電磁制動器

為了實現自動化控制,可以用電力將閥門停止,速閉閥門選用了電磁制動器,本產品主要應用于輕工、起重、電機等機械設備及自動化控制系統中,可在機械傳動中實現快速制動;該產品的主要特點是安裝方便、無空載力矩、動作靈敏、性能穩定且使用壽命長,是機械傳動系統中理想的執行元件。

電磁制動器屬干式單片,主要有彈簧片、磁軛、導磁板、摩擦片、線圈等部分組成。當磁軛中線圈通電時產生電磁吸力,使旋轉的摩擦盤與固定的磁軛吸合發生摩擦,產生摩擦力矩達到制動效果。電磁制動器原理見圖3。

圖3 電磁制動器原理圖

(五)速閉閘門的使用

在通常情況下(非緊急情況),對速閉閘不要采用速閉操作,應采用電動或者手動方式操作,速閉操作應當在緊急情況方可使用,一個月內盡量控制在三次以內。

如果速閉閘的操作長時間沒有使用,要每個月進行測試,以確保速閉系統可以正常運行,為突發情況做好準備。

使用手動操作速閉閥門時,要用力均勻,緩慢開啟緩慢關閉,不要在起升和關閉時用力過猛,防止損傷定位機構。

在手動開閉閥門時應注意,一般用力不要超過15kg,如果感到很費勁就說明閥桿有生銹、卡死或者閘桿變形等故障,應當及時報修處理,這時如果加大臂力就會損壞閥桿,應在排除故障后再搖動電動手輪。

二、速閉閘門的改造

以下為兩次設備現場故障案例。

(1)工作中對資料整理幾天后,筆者對速閉閘門進行改造,到速閉閘門現場了解現在的運行情況,速閉閘電氣控制損壞大概有兩年多的時間了,在這兩年里粗格柵值班人員,每天都要去速閉閘現場人力操作。有的時候趕上雨天,可能需要人力搖動手輪2000多圈,而且速閉閘門動作還很緩慢,有時很難滿足控制水位要求。有一次我在現場拆解速閉閘門電氣控制部分,正好趕上提升泵繞組超溫保護,提升泵停止工作。粗格柵工作人員馬上到速閉閘門現場搖動手輪,想要關閉速閉閘門,減少粗格柵進水量,降低提升泵蓄水池液位。但是人工操作明顯跟不上進水量,眼看著粗格柵間的水慢慢地上升大家著急也無能為力,可是水位還是在上升,在水面距離粗格柵螺旋輸送機電機還有30厘米的時候水面停止上升,慢慢退去了水位通過現場這次體會,我們決心要把速閉閘門電氣控制修好。

(2)由于某次七水線進廠高壓電線桿上的一個瓷瓶破裂導致高壓一相接地斷電,得知斷電消息我們馬上去變電所進行切換操作,啟用進廠備用電源化水線,從斷電到切換完成用時不到15分鐘,廠區恢復供電。就在恢復供電的時候粗格柵工作人員打來電話,告知螺旋輸送機電機被水浸泡不能正常使用。

我們決定對速閉閘門進行修理,經過5天的時間對速閉閘門電氣控制部分進行徹底的拆解,把每一個電氣原件進行編號處理,然后自行手動繪制以前的電氣圖紙,繪制完成之后到單位檔案室調取原有圖紙和相關資料,由于建造時間久遠,在檔案室只找到了一個簡易的控制圖紙和一個操作手冊,完全沒有什么太多有用的內容。回到車間把手繪圖紙和原有檔案圖紙進行比對,發現原有圖紙上面有兩個離合器,但是我自己手繪的圖紙上面只有一個離合器,那個離合器在哪里?是怎么控制的?成為一個難題。聯系廠家,廠家回復由于年代太久,設備型號不詳,他們也無法提供電氣控制原理和圖紙。

我們決定不再考慮如何對原有電氣進行維修,決定自己根據速閉閘門現場運行情況,重新配置一個現場電氣控制箱。速閉閘門常年在水下運行,所以就要使用安全電壓,防止操作人員有觸電的可能,所以經過跟單位領導匯報,同意采購一批直流24V的電氣設備,包括控制電源,交流接觸器,時間繼電器,直流限位開關,小繼電器,線序保護器。然后根據現場運行情況繪制了一個電氣控制圖紙。

然后根據電氣控制圖配置控制箱(控制盤見圖2),剩下的工作就是去現場找到原有設備的兩個離合器的位置,想辦法用電氣控制離合器,再去水面位置安裝好新購置的直流限位開關,經過和車間教師傅商量,教師傅決定親自去水面焊接固定限位開關,我把具體限位開關位置告知教師傅,然后由教師傅固定,限位開關安裝完畢,耗時兩個工作日。接著去查找離合器具體位置,經過反復的實驗和現場比對,用了三個工作日終于找到了離合器的位置。最后,電氣控制箱的安裝,將控制箱控制二次線都連接完畢,進入現場調試階段,反復實驗速閉閘門電氣控制就是不動作,手輪控制完全好用,可是電氣控制就是不動作。這次我去請教了主管維修的副經理,他親自帶領我們去現場實地研究,將速閉閘門機械部分進行拆解,這次終于找到了離合器的控制原理,然后對離合器機械部分清洗,加注潤滑油。最后進行通電實驗,可是離合器還是不動作,我突然想到給離合器提供的電壓是不是不對呢?要進行電壓測試太危險了,容易把離合器線圈燒壞,經過和領導討論分析,決定用從低到高的升壓順序進行實驗,直流24V不行,就用直流36V,經過實驗直流36V依舊不動作,這次將直流電換成交流電,用交流24V,離合器還是沒有反應,將交流24V換成交流36V,此時離合器轉動了,當離合器轉動的時候我們終于有了收獲。離合器動了,電氣控制箱安裝完畢,經過兩個星期14天的時間南側速閉閘門電氣控制部分終于改造完畢了,經過10天的現場操作實驗和1個月的現場工作實驗。速閉閘門工作一切正常。速閉閘門改造完畢之后發生過1次進廠高壓突然停電,3次廠區內部切換進廠電源,5次提升泵保護跳閘。工作人員利用電動控制及時調整速閉閘門控制進廠液位,沒有再發生過污水進入粗格柵和浸泡電機的現象。充分解決了因為速閉閘門控制問題對廠里造成的不必要的財產損失。

結語

速閉閘門電氣控制箱是根據速閉閘門日常生產工作需要,結合手動操作與自動控制于一身的控制箱,它可以根據實際工作對液位的要求,實際調節進水液位,保證粗格柵、提升泵以及整個廠區進水污水量,讓廠區可以根據實際處理能力隨時調節進廠污水水量。大大減輕了一線操作人員的實際工作量,讓員工有更多的時間投入另外的工作中,同時速閉閘門實現電氣控制以后,可以有效避免污水進入粗格柵的現象和污水浸泡電機的現象。

通過本文把速閉閘門電氣改造工作進行了系統的分析總結,讓我對以后其他設備的改造工作有更好的實踐經驗。