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磁翻板液位計與進水電動閥在水箱液位監測控制方面的優化

在設計階段,給排水專業提出了供水控制的要求,而電氣控制往往由設備供貨商進行完善設計,由于涉及多個專業及設備供應商,一旦相互之間未協調到位,則會給設備的正常運行造成影響。

1、項目概述

某項目位于上海市虹口區,總建筑面積13萬m2,地下3層,地上有1棟23層辦公塔樓和1棟4層商業樓,水泵房設置在地下3層,由3個原水箱供塔樓、裙房及商場日常用水,每座水箱上各有1個進水管電動閥,此電動閥與水箱液位聯動。在調試中發現,給排水圖紙中水箱設計了進水電動閥,但電氣專業未進行詳細設計。由于涉及水箱液位、磁翻板液位計、電動閥、水泵控制等的聯動,系統控制采用樓宇控制系統進行控制。物業部門根據現狀及今后的使用情況,對液位監控磁翻板液位計、進水電動閥的控制提出了要求,因此需對磁翻板液位計的功能需求、控制閥的控制進行調整。經過和專業廠家的協商以及現場條件的勘查,對生活水箱液位監控用到的磁翻板液位計、進水管電動閥控制系統進行了優化。

2水箱進水電動閥控制問題分析

該工程原水箱進水由市政直接供水,水箱外側安裝側裝磁翻板液位計帶遠傳4-20mA信號、水箱進水管設電動閥(圖1),通過原水箱液位進行控制。當原水箱處于低水位時,水箱進水電動閥打開,由市政管網對原水箱補水;當原水箱處于高水位時,原水箱進水電動閥關閉,原水箱停止進水。該電動閥由泵房內動力控制箱直接供電,原方案是通過BA系統進行液位監測和控制。屋頂水箱由生活水泵從原水箱供水,當原水箱水位處于低液位時,水泵停止向屋頂水箱供水。

水箱控制原理

在系統調試過程中,使用單位提出如下問題:

1)水箱進水管電動閥和水箱液位狀態信號由BA系統監視,BA監控中心設置在一層消防控制中心內,遠離水泵房,當系統發生故障時,工作人員無法在現場進行應急處理,給供水系統造成不穩定的因素。

2)原設計生活水箱進水管電動閥直接由配電箱進行供電,BA系統控制啟停,當電動閥發生故障導致無法關閉時,水箱滿水溢出,因現場無警報裝置,會造成維保人員巡視時不能及時知曉,也無法及時進行處置。

3)當水箱需進行清洗時,工作人員無法手動暫停水箱供水,不便于進行水箱清洗。

3系統的調整及解決方案

針對以上問題,必須對原電動閥的控制方案進行優化調整。通過對原系統原理的分析,是具備系統改造可行性的。根據現場設備的安裝條件,增設的控制設備是有擺放位置的。下面對每一項問題進行了研究,提出了可行性方案。

3.1水箱控制系統的調整

為了解決現場應急控制和水箱清洗時手動關閉的需求,在水箱進水電動閥附近增設電動閥控制箱,控制箱電源由原電動閥供電電源回路引來,將原系統直接連接到DDC箱的進水電動閥,水箱液位等的信號先連接到電動閥控制箱,再連接到DDC箱。通過增設的電動閥控制箱來實現水箱供水就地控制,其原理如圖2所示。

調整后的水箱控制原理

3.2增設超高及超低水位報警警鈴

為了便于巡視維保人員知曉水箱液位情況并且及時作出應急措施,在水箱附近增設2組警鈴,信號由電動閥控制箱引來,警鈴與水箱液位計進行聯動,監視水箱液位狀態。當水箱液位處于超低水位或超高水位時,及時發出聲音報警,現場巡視人員能第一時間趕到,避免造成重大設備損失。

3.3水箱的液位顯示及傳輸原理

為方便現場直觀監視水箱液位及控制,在水箱側使用了磁翻板液位計[1],便于巡視人員查看以及定時做好記錄,同時可以提供液位控制信號。磁翻板液位計工作原理如下:磁翻板液位計是根據浮力原理和磁性耦合作用研制而成。磁翻板液位計本體管一側面上下各有1根聯通管,側面管末端裝設法蘭,通過法蘭可與容器的側面聯通管進行相連,形成連通結構,容器內的液體通過側面聯通管直接流進液位計主導管內。根據聯通管原理,磁翻板液位計主導管內的液位高度與容器內液體的高度一致。磁翻板液位計主導管內設有浮子,浮子可以隨液位同步升降,浮子內有永久磁鋼,前部設有紅白色磁翻柱,在磁耦合的作用下,前部的磁翻柱隨浮子的上下運動翻轉。當液位上升時,翻柱由白色翻轉為紅色;當液位下降時,翻柱從紅色翻轉為白色,通過翻柱的紅白分界可顯示容器內液位的實際高度。通過安裝磁性開關可以在任意點輸出開關量信號[2],并將該信號接到電動閥控制箱。

3.4電動閥的電氣控制工作原理

原方案進水管電動閥只能通過BA系統進行監控,就地不能進行有效控制。原水箱的進水管電動閥與水箱液位計進行聯動。正常運行時,水箱水位達到高水位時電動閥自動關閉,水箱水位達到超高水位時通過BA系統自動報警;當水位逐漸下降至低水位時電動閥開啟,當水位下降到超低水位時通過BA系統進行自動報警;當水箱水位超過低水位但不到高水位時電動閥保持開啟狀態,水箱進水。通過增設就地控制箱,實現就地手動控制和液位自動控制,在水箱處于超高液位和超低液位時,警鈴就地鳴響,通知巡視人員進行應急處理,BA系統起監視和遠程報警作用。

3.5優化后的系統分析

經過協調溝通以及結合現場實際情況,對電動閥控制系統進行了管線及系統優化,形成了水箱進水電動閥控制箱原理(圖3)。

水箱進水電動閥控制箱原理

在生活水箱附近設置進水管電動閥控制箱,水箱液位計與控制箱聯動,控制箱再控制電動閥。在控制箱上設置水位指示燈、電動閥運行及停止按鈕、電動閥運行及停止指示燈、超低水位警鈴報警器、超高水位警鈴報警器。水箱液位計上設置4個限位觸點,分別為超低水位信號觸點、低水位信號觸點、高水位信號觸點、超高水位信號觸點。進水管電動閥控制箱處于自動狀態時:

1)當水箱水位低于超低水位時,由磁翻板液位計的超低水位限位觸點提供信號給控制箱,電動閥開啟,控制箱超低水位指示燈亮,并進行超低水位警鈴報警。2)當水箱水位高于超低水位但低于低水位時,超低水位警鈴報警結束,電動閥仍在開啟,控制箱低水位指示燈亮。

3)當水箱水位逐漸上漲,水位高于低水位但未到高水位時,仍持開啟狀態。

4)當水箱水位達到高水位時,由磁翻板液位計的高水位限位觸點提供信號給控制箱,電動閥關閉,控制箱高水位指示燈亮。

5)當水箱水位達到超高水位時,磁翻板液位計的超高水位限位觸點提供信號給控制箱,電動閥仍為關閉狀態,超高水位指示燈亮,水箱進行超高水位警鈴報警。所有液位信號均遠程至BA系統,當水箱液位處于超低液位時,超低水位信號傳至屋頂水箱供水泵控制箱,強制供水泵停止供水。進水管電動閥控制箱處于手動狀態時,可手動關閉水箱進水電動閥,定期對水箱進行放水、檢查、清理。清理結束后,可手動開啟電動閥補水。

4結語

綜上所述,原水箱供水系統存在的問題都得到了妥善解決,保障了整個供水系統能夠高效、順暢地運作,確保了用戶的生活用水能夠更加持續穩定地供應,為物業更好的管理提供了有效的幫助,也為其他項目水箱控制提供了有效的參考。

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