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虹吸滤池辅助虹吸系统的节能改造探讨 张大志 (沈阳铁路局’I：地房产管理处) 摘要：虹吸滤池反冲洗效果关系到滤池的出水水质及最终的出厂水水质是否符合要求，同时 如果对反冲洗过程控制不好，会造成水厂自用水的很大浪费，尤其是不能自然形成而由职工手工操 作，随意性大，反冲洗水浪费也就大，应进行改造。 关键词：虹吸滤池 反冲洗系统节能 改造 1 前言 虹吸滤池是利用滤池内部的水位差，通过辅助虹吸管形成真空，利用水力实现自动 控制的。滤池的自动运行，绶解了给水净水工人的劳动强度，方便了操作管理，但也受 一定条件的限制。以沈阳铁路局山海关净水厂为例：该给水所源水来自石河水库，通过 一条DN600输水管以重力流形式进入水厂，首先经过3座水力环循澄清池处理后，由 过滤池过滤，滤后水进入清水池，由■级泵站供给用户。但自1998年投入运行以来， 滤池不能形成自动虹吸，自动反冲洗不能实现，造成反冲洗水的大量浪费，我们将滤池 各部结构实测并与设计图纸、标准图对照校核，从设计到施工，都是按自动运行方案考 虑的。但投入运行后却未能实现这一目的，本文对自动虹吸形不成问题，从虹吸形成条 件入手，对虹吸系统的结构加以分析，用理论推断后，提出解决方法。 2系统现状及问题 滤池的虹吸真空系统结构，土要山抽气管和辅助虹吸管组成，辅助虹吸管出水端伸 入到水面以下受到水封，其管径DN50外加套管以防止进水抽吸时有空气进入，此种结 构与设计标准图一致，其它各部及封闭性都没有问题。 为找出出I’廿J题的症结，我们反复进行了试验，对滤池采取超负荷运行的方式，使滤 池水位达到最高(即到达池顶)直到水从滤池格内流出，虹吸仍然不能形成，因为是六 个滤池格都作了实验，所以，辅助虹吸管路是不能堵塞的。而要形成虹吸，虹吸管内的 空气必须排出，为了证实辅助虹吸管内存在空气，我们打开了虹吸强制破坏阀，果然有 大量气体从此阀排出。经过分析认为：虹吸不能自动形成，是因为辅助虹吸管排气的路 径不畅。也就是说，山海关净水厂原有设计的虹吸滤池辅助虹吸系统自动虹吸的条件不 具备，必须进行改造。 3分析及改造方案 通过实测和试运，知道排水虹吸管之所以不能形成虹吸，原因是滤池水位上升过程 中，封闭了排水虹吸管及辅助虹吸管内的空气，使排水虹吸管及辅助虹吸管内空气被压 缩，使管内部的空气压力增大。又因排水虹吸管内空系统为全封闭状态，使排水虹吸管 内水位与滤池格水位不能同步上升，使水位无法到达辅助虹吸管进口，则虹吸不能形成， 排水管内空气不能被抽走，虹吸排水不能自动实现，所以说，在滤池水位上升后，两虹 吸管内空气压力增大且空气不能被排出是解决问题的关键，水位到达计时水箱时，系统 被全封闭，直到设计水位。为找出故障原因，做如下推算： (1)假设滤池到达设计冲洗水位时，空气未被排出； (2)辅助虹吸管内水封处水位变化不大，推算时不计在内，则在外界温度相同的 的条件下，由气体方程式得 PoVo=P1(Vo—V。) 式中：P广辅助虹吸及排水系统未封闭时空气压力，即大气压； V广系统未被封闭时的气体体积； Pl——滤池水位到设计水位时的系统内气压； V。——应被，玉缩的气体体积。 o／(1一V Y／Vo) 则Pj=PoVd(Vo—Vy)=P 水柱。但实际上，在池中水位上升到设计水位时，压缩气体体积V。实Vv，则压力增加 一般在2米水柱以下，而滤池的排水堰水封水位超出辅助虹吸管出口在O．5米，又由于 排水虹吸管整体连能通，既使池内水位到达设计水位，系统内存在J土缩气体也是必然， 而只要有J玉缩气体，辅助虹吸管内进气口就无法有水位到达，而不能形成虹吸抽气，所 以消除排水系统内的压缩空气是解决问题的唯一办法和途径。经与技术和现场人员研 究，我们制定出四种改进方案： (1)降低排水堰，使水封水位降低； (2)降低辅助虹吸管入口高度，系统内水位在较低水平即进入辅助虹吸内形成虹 吸； (3)提升计量水箱高度，系统封闭时间延长，压缩气体体积减小； (4)提升辅助虹吸管出口高度，使出口直对大气，变系统封闭式为敞开式。 4改造措施 通过对比和分析后认为第四种方案可行，优点是实