制水公司运用PDCA循环取水头部清淤方法研究QC成果汇报

2017年度课题成果：取水头部清淤方法研究PAGE0QC成果材料取水头部清淤方法研究制水有限公司维修分公司QC小组2017年3月目录一、概况 11.企业概况 12.取水头部概况 13.小组概况表 24.小组成员表 2二、P计划 3三、P1选题理由 3四、P2现状调查 4五、P3制定目标及可行性分析 51.目标效果 52.可行性分析 5六、P4原因分析 5七、P5要因确认 6八、P6对策措施 7九、D对策实施 71.气提装置 72.实际测试 83.具体安装 94.运行情况 10十、C效果检查 101.清淤效果 102.优势对比 103.降低成本 11十一、A总结 11PAGE11取水头部清淤方法研究概况1.企业概况市制水有限公司隶属于市水务集团，是在市应急备用水厂基础上组建的一家制水企业。市应急备用水厂建成后正式命名为水厂。因此，制水有限公司实际管理的水厂是水厂。水厂作为市县第二家制水企业，正常情况下以工业水厂的运行模式来确保系统的正常，应急情况下作为宋六陵水厂的备用水厂以生活饮用水的标准供应生活用水。水厂设计规模60万吨/日，一期工程20万吨/日。一期工程于2011年10月9日正式投入运行。主要工艺采用高密度沉淀池+V形滤池，并预留了预处理和深度处理工艺。在源水正常情况下出厂水水质完全达到国家最新生活饮用水标准，源水污染情况下通过应急投加工艺保障出厂水达标准。2.取水头部概况取水头部是水厂取水工程的重要组成部分，采用半淹没棱形箱式结构，离岸120米，极限取水水位1.50米，顶部和侧面分层取水。头部内底标高为-2.50m；侧面0.0m标高处设置12台2.0m（宽）*1.0m（高）闸门作取水孔，侧面和顶部2.8m设置格栅，以满足分层取水和防草要求。顶部进水窗上部设操作平台，平台标高7.15m（百年一遇洪水位6.65m）。进水管径为DN1200，管中心标高为-1.10m。图17.15图17.15m平面示意图水流方向25.375.05.07.1507.150±0.00-2.50图2取水头部剖面图-0.502.802.002.40*进水窗口-1.10自流水管取水头部水位随着上游来水量波动，常水位为3.30m-3.90m，汛期和台风前闸上水库预泄，最低水位至1.5m；枯水期时水位也有可能降低。正常3.30m以上水位下，顶部和侧面1.0m-2.0m范围进水窗进水。水位低于3.30m，大于2.5m时，仅侧面2.00m-1.00m范围进水窗进水。水位低于2.50m至设计极限最低水位1.50时，完全清除底部淤泥至标高-0.50m后开启闸门至底标高1.00m,侧面1.00m-0.00m范围进水窗进水。3.小组概况表表1小组概况表小组名称市制水有限公司维修分公司QC小组成立时间2016年3月课题名称改进取水头部清淤方法工作原则高效创新、求真务实、团结协作小组类型攻关型活动时间2016.3-2016.12活动次数10次活动工具因果图小组人数9注册号4.小组成员表表2小组成员表序号姓名职务职称文化程度组内分工活动时间1总工高工大学组长50小时2大专副组长90小时3总经理助理高工大学组织策划60小时4技术部经理工程师大学调查分析50小时5高级技师大专具体实施70小时6组员助工大学资料整理40小时7组员大学具体实施80小时8组员技师大专具体实施80小时9组员大学资料整理30小时P计划为确保活动合理而有序地开展，小组按照PDCA循环原理制定了活动计划如表3所示：表3活动计划表序号项目名称2016年3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1课题选择2现状调查3制定目标4原因分析5要因确认6制定对策7分析总结8效果检查9P1选题理由取水安全取水安全在低水位时能顺利开启闸板阀，内部淤泥不进入进水管运行实际运行实际淤泥沉积快，沉积规律不稳定劳动强度劳动强度人力清淤劳动强度大，有一定水上作业风险效果不能保证选题选题根据实际情况，选择高效简便的清淤方法 P2现状调查原水浊度较高，泥沙含量多，泥砂在取水头部内及周围沉积较快，如果不定时清理将会堵塞进水管道，在低水位时无法打开闸板阀，严重危险了取水安全性，存在较大的安全隐患。由于取水头部外围的淤泥厚度增加到一定值时，将超过闸板阀顶部，在水位低于闸板阀时，闸板阀无法开启，严重威胁取水安全。每月通过超声波测深仪对头部泥位进行测量，经过多月的测量记录，得出图3：图32016年取水头部每月泥位高度测量值经过数据累积分析，平均每月沉积淤泥约20CM，如果不及时清理淤泥将导致进水管进泥量增加使原水浊度大幅升高，在极限水位时闸板阀无法开启等取水安全隐患。为确保侧面闸门能随时打开，保证进水管不被淤积堵塞，取水头部内外需要每月清淤一次，台风前和汛期前都必须清淤。取水头部位于的下游，口门大闸未建成前，属于淡海水交界处，这里的淤泥带有海泥性质，粘度大，沉积时间长了，很难清理；上游泥砂又是采砂和水流冲刷带来，是很细的砂粒；沉积到取水头部周围成了高粘度的粉砂，普通的潜污泵根本无法清除，需要在底部安装绞动装置才能被清除。再加上取水头部外部潜污泵移动困难，造成传统清淤困难。即使采用清淤船，一是影响抛石效果，二是无法清淤至取水头部周边，更不用说清理至内部。头部内水深达到5至6米，使得水下清淤难度加大，当前使用的清淤方法为，在取水头部内简单的利用行车将潜水泵沉入水底，来回拖行将淤泥排出头部外，但是此种方法操作繁复，效率低下，对取水头部边缘无法有效清理，并且由于需要人力参与，受天气情况影响较大，在绵长雨季或台风天气无法及时有效的进行清理。同时人工清淤是涉水带电作业，还存在着较大的安全隐患。P3制定目标及可行性分析1.目标效果取水头部内部淤泥不超过30cm，闸板阀外部淤泥不超过50cm，低水位时能正常开启北面闸板阀取到水源。2.可行性分析（1）技术上可行。水厂是国内第一家在高密度沉淀池中应用气升提泥装置的水厂，取得了二项实用新型和一项发明专利。因此，我们认为气升提泥装置也能应用于取水头部清淤中。（2）公司和部门重视此次QC活动，对活动所需提供了大力支持。（3）水厂维修车间QC小组成员，朝气蓬勃，学习能力强，渴望接收新的业务知识，迫切希望掌握业务素质来提高自身技能。综合以上三点，我们认为，通过小组人员集体努力攻关，设定的目标是可行的。P4原因分析从现状调查知，影响清淤的主要问题在于清淤的效果、效率以及稳定性，为全面了解此原因，我们从环境、人力、设备、效果、方法五个方面入手展开分析，如图4所示：图4原因分析图P5要因确认根据原因分析，小组从现状调查、现场监测等方面对7项末端因素进行确认，如表5所示。表5要因确认序号末端因素确认方法确认过程结论1淤泥沉积快现场调查原水泥沙含量高江水流速低冲刷慢非要因2经验不足,涉水作业现场调查相关清淤经验不足、人力参与无法避免涉水作业非要因3底部泥沙硬化现场调查淤泥长时间淤积导致底部淤泥硬化非要因4淤泥沉积规律不确定性现场调查大闸放水及台风暴雨天气带来大量泥沙非要因5受天气因素制约现场调查在雷雨、高温等恶劣天气下无法正常清淤非要因6排泥泵清理难度大现场调查水位高，人力水上作业难度加大非要因7清淤方式落后现场调查效率低，效果差，受到的制约因素多要因要因确认：当前使用的清淤方法为，在取水头部内简单的利用行车将潜水泵沉入水底，来回拖行将淤泥排出头部外，但是此种方法操作繁复，效率低下，对取水头部边缘无法有效清理，并且由于需要人力参与，受天气情况影响较大，在绵长雨季或台风天气无法及时有效的进行清理。因此，决定改进为将气提装置安装在取水头部内部及闸板阀外部，利用自控系统可定时定量的对取水头部内外淤泥长期进行有效清理。此方法可有效控制取水头部淤泥沉积情况，且不受天气影响，基本不用维护，保证气压就可进行清淤工作。P6对策措施表6对策措施表要因对策措施时间清淤方式落后由传统的清淤方式改进为气提式清淤2016.11D对策实施1.气提装置气提装置主要由①气提主管②气提支管③进气支管④组合吸泥头等几部分组成。如图5所示：每个气提支管带1个吸泥头装置，每两个吸泥头为一组，利用PLC控制电磁阀开关供气支管，从而使吸泥装置有序运行。图5气提装置工作原理：气升提泥装置，它的主要原理是根据气体的射流原理和压缩空气随着压强的减小体积膨胀的特性；在提升管靠近底部的侧面，通入压缩空气，压缩空气在提升管内由低向上跑动，体积不断变大，在气升管内、外压强平衡的情况下，管内造成提升的动力，带动管内液体沿着管子向上提升的运动，从而实现将管底的泥水混合液提升到管顶，流入管顶排泥槽。这种装置不需要其他动力，只要提供4kgf/c㎡的压缩空气。运行模式：1.空压机运行，使存储罐压力达到0.4MPa。2.打开气冲管的供气支管，搅拌底部淤泥，使淤积尽量减少。3.打开吸泥口的供气支管，排出泥浆水。4.按顺序一组组运行气提装置。优点：1.能耗低，一台15KW的空压机即可满足供气需求2.免维护，气提装置本身不用维护，节省后续维护保养成本3.效率高，较短的时间即可完成清淤工作4.控制简，可远程通过PLC控制，定时定量的进行清淤工作2.实际测试制作单个吸泥组合装置用于实际测试，如图6所示：图6单个吸泥组合装置实际测试过程图6为单个吸泥头的测试效果图，供气压力为0.4MPa，可轻易的将池底淤泥抽出。经过实际测量，单个吸泥头的有效吸泥范围为直径1.2米，因此对于组合型4口气提装置的有效吸泥范围为直径2.4米，安装时单个组合气体装置可以覆盖单个进水管口及单个闸板阀。3.具体安装将在取水头部内部进水管管口及闸板阀外部分两期安装总计16个组合型气提装置，可有效清理进水管口的淤泥沉积，在低水位时确保能正常开启闸板阀，保证取水安全。图7-图10分别为取水头部气提系统安装示意图、排泥设备布置图和剖视图。图7取水头部气提系统安装示意图图8排泥设备布置示意图图9C—C剖视图图10D—D剖视图4.运行情况一期安装8套组合型气提装置在4根进水管管口及北面4扇闸板阀外口处，将气提上来的泥浆水通过U型槽顺流排放。整个系统由2台空压机提供气压，一套PLC装置进行控制，可根据实际需求灵活改变程序达到各种形式的排泥要求。C效果检查1.清淤效果在安装完成后，试运行4个月，每月运行2次气提装置，且记录内外泥位，从图11可看出，在气提装置所能覆盖的范围内，可有效清理沉积的淤泥，并且对已形成的板积淤泥有一定的冲刷减少效果，在清淤效果方面已能完全满足取水安全的需要。图11改造后清淤效果2.优势对比表7从六个方面对改进后的气提