水閘中控室防水浸自動報警系統的研制

(廣東恒源建設集團有限公司,廣東 東莞 523000)

1 項目概況

塘廈鎮石橋頭污水處理廠河道電動閘門工程，位于東莞市塘廈鎮，該工程為新建污水處理廠節制閘，主要用于截污、排洪，工程為Ⅳ等，電氣負荷等級為三級，設備計算容量為32.88kW，供電電壓為0.38kV。其中電氣工程包括：強電系統、防雷接地系統等。

該水閘處于地勢低洼地段，市政管道稍有堵塞，雨水就會倒流。如有倒流水閘，中控室必定會受水浸威脅。為使水閘中控室受到水浸時能夠自動報警，項目部受業主方的委托，研制一套有效的解決方案，當雨水倒流到水閘中控室時能在最早時間通知值班人員，將損失降到最低。 防水浸自動報警連接圖的原理如圖1所示。

圖1 防水浸自動報警連接圖

2 小組概況

東莞市塘廈電動閘QC小組成立于2016年05月20日，是創新型課題小組。小組成員10人，成員由具有豐富施工經驗的人員組成，是一個技術全面、經驗豐富、整體力量強的團隊。

3 選擇課題

針對項目現場背景進行了調查、數據采集和分析，選題理由如下：

a.水閘建于廣東省東莞市，氣候屬于熱帶、亞熱帶季風氣候，總的特征是高溫多雨臺風多，干濕明顯變化大，也是全國降水最豐沛的地區之一。多數地區年降水量在1500～2000mm，各地年平均降水量在1350～2600mm，年平均雨日114～187天。

b.附近市政管道已使用多年，早已不能滿足現代城市發展的需要。并且該水閘的建設地點在低洼地帶，平均年受浸1～2次。水閘原來采用人工看守的方法進行水浸防范，已無法解決水閘受浸問題。故進行QC小組活動，確定課題名稱為《水閘中控室防水浸自動報警系統的研制》。

4 設定目標及目標可行性分析

4.1 確定課題目標

研制水閘中控室防水浸自動報警系統，確保遇水自動感應報警率達到99%。

4.2 目標可行性分析

a.課題難易。本創新課題切合實際，具有很好的實用價值，屬于低洼地防水浸自動報警防護裝置研制，公司支持，并承擔活動經費和風險。

b.小組能力。本QC小組成員有多年的QC活動經驗、較高的施工一線技術水平和長期合作的施工班組，可以組織操作試驗，進行課題攻關，小組活動開展具備良好的條件。

c.借鑒業主要求與目標值進行對比和分析(見表1)。

表1 設定目標值對比和分析

5 提出方案并確定最佳方案

5.1 提出方案

根據目標要求，QC小組制定活動計劃，于2016年5月24日，由QC小組組長召集小組成員，圍繞水閘中控室防水浸自動報警系統的研制召開專題會議。采用“頭腦風暴法”集思廣益，提出各種方案并進行論證，提出了兩種設計方案，方案一：采用浸水控制器+檢測探頭+報警器的方案和方案二：采用液位測控儀+液位變送器+報警器的方案，如圖2、圖3所示，并做了相應的方案樣板試驗。

圖2 浸水控制器+檢測探頭+報警器的方案

5.2 總體方案試驗及對比分析

根據以上提出的2個總體方案，小組決定在現場具有代表性的位置分別安裝4個點位進行試驗，在試驗過程中分析出每個方案的技術特點(見表2和表3)，以便最佳方案的選定。

圖3 液位測控儀+液位變送器+報警器的方案

表2 報警系統的外觀和組成持點

兩個方案系統靈敏度及穩定性試驗分析見表3。

表3 系統靈敏度及穩定性試驗分析

根據上表測試結果統計，方案一的報警及信息發出時間比方案二要快，信號更為穩定，且顯示儀表的最長距離更長，所以此項方案一比方案二更優。

5.3 方案經濟性分析

兩個方案的經濟性對比見表4。

方案經濟性對比結論：方案一比方案二有優勢。

5.4 選定方案

兩個方案的綜合情況對比見表5。

表4 方案經濟性對比分析(按單個測點費用計算) 單位：元

表5 方案對比

經過方案對比分析，方案一的優勢明顯，同時小組成員在權威網站進行了課題查新，未發現有“水閘防水浸自動報警系統” 相關文獻報道，選定方案一作為最佳方案。

通過對最佳總體方案(方案一)展開分析對比，確定了分級方案。詳見圖4。

圖4 選定后分級方案展開分析系統圖

6 制定對策

2016年6月21日根據選定的最佳方案及分級方案，小組再次開展討論并分別制定了落實對策表，詳見表6。

表6 對 策 表

7 對策實施

7.1 自動報警系統設備質量控制

a.設備儀器品牌選擇(如圖5所示)。

圖5 浸水控制器

b.制定貨物采購驗收流程圖(如圖6所示)。

圖6 貨物采購驗收流程圖

c.質量控制。

?執行國家標準；?施工前應對浸水控制器、探頭、系統主機、報警器、電線電纜、光纖光纜、預埋線管等原材料按國家及省現行標準規范的規定進行復驗，復驗合格的原材料才允許投入使用；?線纜回路應進行絕緣測試，電源線與信號線應分槽或管敷設,以防干擾。采用聯合接地時,接地電阻不大于1Ω；?系統采用監控中心統一供電；?利用建筑物已有的防雷接地網，接地電阻歐姆；?做好線纜及管槽控制；?防浸水自動報警監測系統安裝完成后，對施工質量進行檢查，并填寫檢查記錄。

d.進行產品型式試驗：所有的儀器設備經過試驗合格方能投入使用。

e.設備貨物驗收。

實施一效果驗證：通過嚴格的品牌篩選及嚴格的貨物驗收，設備儀器檢驗，進場的儀器設備外觀完好，美觀大方，產品質量合格率達到了100%，達到對策表的分項目標。

7.2 自動報警系統監控站建設

a.查找本地區專業水平比較高的、信譽好的單位編寫系統程序：?2016年6月3日小組組長李權經過反復篩選，最終選擇了廣州歐科信息技術股份有限公司作為系統程序編寫合作單位；?委派專門人員全過程跟蹤；?按項目功能要求進行編寫，并進行驗收。

b.自動報警系統監控工藝原理。本防水浸自動監測報警系統，既可獨立運行(采集本地監控單元的數據及發送控制命令)，也可以向上與遠端監控站傳輸數據和向下對現場監控中心采集數據。實時監測各點浸水報警狀態，并能通過聲音、電子郵件、手機短信等多種方式發出報警信息，及時告知維護管理責任人。

在監控中心服務器上安裝計算機機房集中監控軟件，實時集中地監測建筑物浸水狀態。

實施效果驗證：通過專業單位對系統程序的編寫，設備系統運行穩定，接收信號強，并通過第三方驗收，合格率達到100%。為系統以后的運行質量打下了良好的基礎，方便了檔案的運營管理，節約了80%的管理成本。根據系統運行評估報告結論，系統程序達到對策表的目標。

8 效果檢查

8.1 目標效果

QC小組成員對活動中防水浸自動報警系統使用情況進行歸納統計，檢查結論：本項目創新活動目標效果明顯，運行正常率100%，達到目標要求。

8.2 經濟效益

防水浸自動報警系統，因其科學性強，使用方便，操作簡單，節省了管理人員工作，保證了水閘的安全，以系統使用周期為5年計算，可節約87萬元經費。

8.3 美觀性

防水浸自動報警系統，體積小，不占用空間，外觀精致大方，與室內裝修能融為一體，整體效果良好。

9 標準化

本次QC小組活動水閘防水浸問題得到了妥善解決，受到業主及使用單位一致好評。

a.本次QC小組活動獲得中國水利工程協會2017年度水利工程優秀質量管理小組Ⅰ類成果，課題名稱為《水閘中控室防水浸自動報警系統的研制》(SLQC20172601011)。

b.為鞏固成果成效，小組成員對本次活動所取得的施工經驗進行總結歸納，并于2016年10月30日形成書面文件《水閘防水浸自動報警系統作業指導書》,并將其推廣應用到其他工程項目中。

c.2016年10月23日，編制《水閘防水浸自動報警系統作業指導書》(HY/JG-P-ZYZDS-11-2016)，納入公司ISO9001 質量管理體系中。

d.鞏固期系統功能和主要性能運行情況良好，并通過廣東省科學技術情報研究所出具《科技查新報告》和公司的企業工法。

10 總結和下一步打算

通過本次QC小組活動，小組成員對QC理論和方法有了更進一步的認識和了解，并成功解決了水閘防水浸問題。在專業技術方面、管理水平方面、小組綜合素質進行總結，小組不僅解決了水閘經常受水浸問題，同時積累了開展QC活動的經驗，在今后的工程施工中將更加積極地開展各種QC活動，以提高工程質量為最終目的，建成更多的精品優質工程。