管道液氯探测在自来水厂中的应用

Application of detecting ducted liquid-chlorine in water supply factory

周柱荣  陈超明  潘立

(南海发展股份有限公司，广东南海528200)

 　　摘要  分析介绍了氯瓶隐蔽性故障导致液氯流进加氯管道的检测情况和解决方案并进行相应的设备选型、报警设定和报警处理措施的分析。

     Abstract: Analyze and introduce project of solveing and detecting liquid-chlorine inpour to ducting of chloration supply system because of malfunction of liquid-chlorine`vessel inside.And prosecute corresponding device, warning set point and warning operation.

     关键词   液氯泄漏  检测温度  真空调节阀  报警

一、概况

    安全用氯一直是自来水厂安全生产的一项重要内容，特别是在国家对安全生产的日益重视，安全用氯在自来水厂生产中更显得举足轻重。在泄氯检测方面，一般自来水厂都使用真空加氯机并安装了漏氯报警仪和漏氯吸收安全装置，这些装置主要是针对氯库的泄漏问题，在时间上是滞后的即是在泄漏的氯气散发到空气中才开始运作，目的在于减少事故造成的损失。然而在自来水厂生产过程中发现，特别是使用气氯出口进行投氯的水厂，氯瓶本身一些隐蔽性故障难以发现，如氯瓶内的吸气铜管A根部穿孔是很难发现的隐蔽性故障（见图1），这些故障在自来水厂可能一年遇不到一次，但故障会使液氯流进加氯真空管道和加氯机，情况严重将会撑爆加氯机，从而发生液氯泄漏的事故。

                                    图1

　　二、检测方案

　　1、故障现象分析

　　由于上述隐蔽性故障在我厂已发生过，而且值班人员及时发现才没有发生泄氯事故。针对此种故障发生及相随出现的现象，我们发现温度急剧变化是此种故障的最大而且是最易检测的特征。这是由于液氯在高真空状态下，会急剧汽化同时吸收大量的热量，使得真空管段迅速结冰。此时，流出真空调节阀的液氯尚能完全汽化，液氯暂时流不进加氯机。但当真空管段完全结满冰后，液氯不能再通过管道向外界吸收大量的热能，液氯也就不再完全汽化，部分液氯直接流进加氯机，在加氯机内迅速汽化并形成一定压力可将加氯机某些部件撑爆，从而损坏加氯机并造成液氯泄漏的事故。

　　2、检测方案及设备选型

　　根据以上分析，为了及时发现液氯流进加氯真空管道，我们采取了真空管段温度检测的方案，而且温度传感器只能安装在真空管段的表面。在设备选型方面，我们选用的设备参数如下：温度传感器采用PT100（卡箍背夹式即管道表面安装方式，直径由用户真空调节阀出口管道决定）测量范围：-50℃~ +50℃，温度变送器采用DLFZPT100—02，输入为24VDC电源，输出为4~20MA。                            信号处理方面，将4-20MA信号送到PLC（水厂已有一个Modicon  PLC网络），由PLC监测检测点的温度变化及报警并在上位机生成历史曲线。

　　3、检测点的确定

　　经上述分析此种故障真空管段的温度变化最急剧、最明显，因而检测点定在真空管段是最合理的。从检测时间上，越早发现越有利于事故的控制。而压力管段与真空管段的交汇点是汽化最为剧烈，在检测时间上是最早的。所以，检测点确定在真空管段靠近真空调节阀出口处的C点（见图2）为最合理。

图2

4、报警设定值的确定

   报警设定值有两种方法可确定，即定点温度报警和温度变化的斜率值报警。对于象我厂的南方气候，采用定点温度报警，报警值设为0℃~5℃（我厂常年气温很少低于5℃，排除气温因素影响，此值在上位机上可由值班人员根据季节的不同而改变报警值），同时由于故障的刚出现，检测点迅速吸热而结冰，这时液氯还不能流进加氯机，此时报警处理可防止事故的进一步发生。采用温度变化斜率值报警时，可设定为单位时间内检测温度下降到设定值并延时后输出报警，以防止其他因素影响。根据我厂的实际，选用定点温度报警并在中控室上位机输出声音、文字报警的同时，加氯间亦输出声光报警以通知值班人员及时处理故障，见图3。

图3

　　5、报警处理措施

　　经过以上方案的处理，只要液氯一流出真空调节阀，传感器即时检测出液氯流进了加氯真空管道，立即通过PLC及上位机进行报警，通知值班人员处理。这时值班人员需将投入运行的氯瓶立即关闭，用加氯机将管道内的液氯完全抽出，并切换到备用氯瓶组。再根据氯瓶连接的出气铜管的冒汗、结冰情况查出故障氯瓶。这样，在没有发生泄氯事故的情况下就能检测并处理因氯瓶问题而造成的液氯通过出气氯管流出的事故，防止了液氯泄漏的事故发生。

　　三、效果

　　以上方案，于2002年中在我桂城水厂已实施应用。2002年12月22日我厂第三期工程投氯系统一组2号瓶在投入使用半小时后，该报警系统动作发出现场声光报警和上位计算机声音文字报警通知值班人员。值班人员到场检查发现氯瓶出气口、氯气高压管段以及检测C点结霜，加氯机仍能正常投加。值班人员迅速按照报警处理措施进行处理。后将事故氯瓶送返厂家检测，发现氯瓶的确存在损坏，图1 A管在接近出气阀弯管段弯折断裂。应用结果表明，此方案设备性能稳定、抗干扰能力强、事故反应迅速。在液氯泄漏到空气之前就检测出液氯流出真空调节阀并进入到加氯真空管道，并立即报警通知值班人员进行处理，将事故发现并处理于萌芽阶段，为自来水厂的安全生产提供了保证。而且，这种方案具有投资少，效果良好等特点。 

周柱荣zhou zhu rong（1974- ），男，汉族，广东南海人，机电工程师。工作于南海发展股份有限公司，联系电话：0757-6366254，Email：nhzzr@TOM.COM，联系地址：广东省南海市桂城水厂，邮编：528200。