自来水厂节能降耗论文

2022-04-20

摘要:为了能够提高自来水厂在市场中的竞争力,就必须要提高其工作效率,而运用自动化控制系统可以降低自来水厂能耗问题,对提高效率有着重要的积极意义。本文将针对自来水厂自动化控制系统展开分析,找出其中存在的问题,并提出解决措施来促进自来水厂节能降耗。今天小编为大家精心挑选了关于《自来水厂节能降耗论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

自来水厂节能降耗论文 篇1:

自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用探析

[摘    要]自来水厂的供水是否稳定以及水质的情况会对人们的用水产生很大的影响,为提高水质和减少运行能耗,自来水厂应当引入自动化控制技术,在自来水厂的运行中使用自动化控制系统。文章分析了自动化控制系统的两个主要构成部分,探讨了自动化控制系统在自来水厂中的实际运用以及系统的节能降耗作用。

[关键词]自动化;控制系统;自来水厂;节能降耗

Probe into the Application of Automatic Control System in Energy

Saving and Consumption Reduction in Waterworks

Wu Yuan-jing,Chang Wei,Luo Jing,Wang Qian

生活用水和生产用水的不断增多要求自来水厂在传统运行模式的基础上应用新的技术手段,通过自动化控制技术的应用对自来水厂进行自动化和智能化的控制,提高自来水厂的运行效率,解决传统运行模式中的能源消耗问题。自来水厂应当加强对自动化控制系统的研究和应用,购入先进的自动化设备,提高技术人员的设备操作水平,降低自来水厂的能耗。

1 自动化控制系统的构成和运行过程

自来水厂中的自动化控制系统由设备及终端两个重要的部分构成。自动化控制设备在运行中有一系列完整的工艺流程,包含了取水过程、制备过程、混凝过程、沉淀和过滤过程、供水过程5个主要的流程。自来水制水工艺可以让设备和系统顺利转化污水并提供自来水。自动化控制与传统的人工控制相比,具有自动化和智能化的优点,可以根据不同的污水量控制系统中的能源资源,以此来实现节能降耗的目标。自动化控制设备的另一个优势体现在污水处理的过程中,可以让污水得到最大程度的净化,提高自来水厂的水质。自动化控制系统应用了先进的技术手段,技术人员只需利用计算机就可以做到远程控制,降低了自来水厂运行中的人工成本。自动化控制设备具有多样化的特征,在自动化技术的不断研发和应用中,设备中的各项功能也会不断丰富。

系统终端具有控制和调整设备的功能,还可以对设备进行监管。自来水厂的几个控制站就是系统终端调控设备的场所,每个控制站都有着不一样的调控功能。自来水厂要想有效运行系统终端,就要利用好不同的系统。例如,系统终端需要数据采集系统的配合,采集自来水制水各个环节中的模拟量;需要自动监视系统的配合,有效监管自来水制水的实际运行过程;需要自动集散控制系统的配合,将控制和调整的信息传输给指定的设备,调控自来水厂的水量。自动化控制系统的两个构成部分使运行更加智能、高效、便捷,在系统的设计和自动化技术的应用中考虑供水需求和能源消耗,做到了节能降耗。

2 自动化控制系统在节能降耗方面的具体运用

2.1 在取水过程中的运用

自动化控制系统在自来水厂取水过程中的应用体现在取水泵站的频率调节上。在传统的取水泵操作中,需要收集并分析水样数据,再按照分析结果来调整水位,这一操作要不断开闸和关闸,每次调整都要花费很长的时间,消耗了大量的电能,取水过程也非常低效。而自动化控制系统的应用,解决了传统取水泵运行的弊端,自动化控制设备可以利用PLC来自动采集取水变频泵的频率区间等数据信息,让取水泵始终能够平稳运行,改变了以往反复调整和长时间调整清水池水位的情况。自来水厂中除了取水泵之外,还有着数量众多且能耗较大的设备,自动化控制系统的引入和应用能够对各个设备实现自动化控制,令各项设备的运行更加智能、精准、高效。

在自动化控制系统对变频泵的频率控制中,对PLC控制系统的应用,能够实时调控频率,让频率保持在合理的区间范围中。技术人员需要在控制系统的人机操作界面中设定具体的频率范围。PLC控制系统能够将设备停止运行时的频率数据记录到系统中,变频泵再次开始运行时会按照上次运行结束记录的频率数据继续运行。自动控制系统对定速泵的运行数量的控制,定速泵运行数量取决于变频泵的运行频率,应当规定两个限定值来确定自来水厂定速泵的数量。第一个变频泵运行频率的限定值是在开启一台定速泵时的数值,第二个变频泵运行频率的限定值是在停止一台定速泵时的数值。当变频泵运行频率大于或等于第一个限定值时,应当确保至少有一台定速泵能夠开启和运行。在停止定速泵的时候,当变频泵的频率比第二个限定值低的时候,要确保至少有一台定速泵还在运行的过程中,这时才能进行停止定速泵的操作。

2.2 加药加氯系统的运用

加药加氯系统通过自动化控制技术的运用能够有效控制药物的使用量,自来水厂的加药系统能够根据实际情况来调整聚合氯化铝的用量,有利于实现自来水厂节能降耗的目的。加药加氯自动控制系统在运作中需要计算氯化铝的使用量,在得到使用量后需要根据药物量来计算药物投入的速度,通过精确的计算得到合理的速度,在系统中按照计算得出的聚合氯化铝的使用量和投入的速度对药物进行控制。在计算速度的时候需要做好设定,确定手动冲程的设定量,对额定投入量进行设定。

另外,自来水厂还存在加氯系统,加氯系统的功能是对自来水进行消毒,加氯系统由三个部分构成:真空加氯系统、气源系统和控制检测仪表系统。

加氯系统还包括三个程序:①前加氯。前加氯控制会用到前加氯机,要避免前加氯控制受到其他情况的影响。前加氯机能够减少破坏,根据水量和流速来决定加氯机的实际运行。②后加氯。后加氯机的主要功能和作用是保证自来水中的氯含量,后加氯还具有一定的消毒功效,后加氯机的运行受到余氯和流量的控制量的影响。③补加氯。补加氯能够保证出厂水和管网水两者的水中含有一定量的氯含量。目前的加氯系统中的液氯经常使用次氯酸钠来代替,次氯酸钠的自动化控制系统在运行中与聚合氯化氢有很大的相似性。以某自来水厂的加氯系统为例,该水厂的加氯系统分别由压力水供给、气源和真空加氯三个系统组成,该水厂将加氯设备与PLC控制系统相结合,对加氯的状况进行监控和检测。

2.3 沉淀池排泥系统的运用

自来水厂的沉淀池排泥系统由排泥车和排泥阀两部分构成。自动化控制技术能够有效控制沉淀池排泥系统中的排泥车。系统自动控制排泥阀有利于自来水厂的节能降耗,系统可以对排水量进行精准调控,还可以控制开启排泥阀的具体时间。如果泥量增多,就会增加排泥阀开启的时间,反之则会减少排泥阀的开启时间。所以,自来水厂沉淀池的排泥系统有很好的排泥效果并能调控排水量和排泥阀的时间,排泥系统的排泥车可以调整排泥的速度,加强节能降耗的效果。

对沉淀池排污自动控制系统的实际运行过程进行分析。①在沉淀池的排泥车控制中,要按照沉淀池沉泥的情况和规律调整进水和出水,沉淀池底部的沉泥应当从厚度较大到厚度较少的顺序进行调整。为了有效控制排泥车的速度并节约水资源,可以使用变频调速电机,让排泥车在沉淀池进水区域以低速状态运行,在出水区域以高速状态运行。也可以使用定速电机,让排泥车在进水区域运行总共的30%,再退回到进水的区域,确保污泥能够从进水区域排放到出水端,并以空车的状态回到原处。②在沉淀池的排泥阀控制中,沉淀池会按照实际的情况来确定排泥的周期,系统可以在监测水质的基础上设置科学的排泥周期,最大程度减少排泥的时间。开启和关闭排泥阀的时间能够通过系统自动调整,各个排泥阀的开关时间能够按照设备的具体运行情况和平流沉淀池的特点进行合理安排。污泥较多的区域要适当增加排泥阀的开启时间,污泥较少的区域可以适当减少排泥时间。排泥时间的合理调整能够降低能耗,且不会影响加药和加氯的效果。

2.4 在送水过程中的运用

自动化控制系统在送水过程中的应用主要体现在送水泵的控制上,送水泵和取水泵在应用过程中有很多相似之处。送水泵同取水泵一样由工频泵和变频泵2部分组成。送水泵在运行时要让变频泵稳定持续运行,当其中一台变频泵结束运行,系统就会立即开启另一台变频泵。在调整变频泵的时候需要利用出水厂的压力,如果出水厂管道的压力比用户设置的压力数值低,自动化控制系统就会增加变频泵的频率。另外,送水泵中工频泵数量的确定方法同取水泵相同。在送水泵对自动化控制系统的具体运用中,加压变频泵的频率要按照自动控制系统记录的实际出水压力值进行调节,根据PID参数来调节频率。PLC控制器能够通过变频泵在运行过程中的压力来控制频率,当实际压力值小于设置的压力值时,会增加变频泵的频率,反之则要降低变频泵的频率。自动控制系统在确定送水过程中的定速泵数量时,与取水过程的数量确定方法相同,同样要选择两个限定值,根据限定值和变频水泵的实际运行频率来确定定速泵的运行数量。

2.5 监控系统的运用

自动控制系统的监控系统主要是对中央控制器的供水量数据进行监控。传统的自来水制水工艺在调控供水量时往往要非常多的操作人员来调整控制闸的参数,在调整的同时还要保证制水设备的正常运行,这一过程消耗浪费了大量的能源。而且一旦在调整的时候发生设备故障的情况,就会使污水无法彻底处理,在正常运行之后,还要再次处理污水,这种情况也会消耗和浪费大量能源。而监控系统的应用能够有效解决上述问题。自来水厂的中央控制器能够通过监控系统来调节控制站。系统能够利用记录的数据进行仿真模拟,通过模拟水量调整来得到最佳的设备调整参数,根据模拟结果来调整控制站的设备。监控系统的应用使控制站设备的调整更加优化和迅速,还不会影响其他设备的正常运行,为自来水厂节省了大量的能源资源。

3 结语

自动化控制系统在自来水厂中的应用能够满足节能降耗的要求,通过自动化控制技术使自来水的取水过程实现了频率的自动调控,让加药加氯系统合理控制药物的使用量和投入频率,让沉淀池排泥系统控制排泥阀的时间和排泥车的速度,让送水过程能够自动调整频率,让监控系统能够实时监控供水量数据。

参考文献

[1] 李骏.自动化控制系统在自来水厂供水工艺中的应用研究[J].现代商贸工业,2020,41(32):152-153.

[2] 王英姬.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用[J].造纸装备及材料,2020,49(2):39.

[3] 柴文军.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用探讨[J].中国设备工程,2019(14):209-211.

[4] 張利伟.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用[J].山东工业技术,2019(3):156.

作者:吴媛静 常维 罗静 王倩

自来水厂节能降耗论文 篇2:

自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用

摘要:为了能够提高自来水厂在市场中的竞争力,就必须要提高其工作效率,而运用自动化控制系统可以降低自来水厂能耗问题,对提高效率有着重要的积极意义。本文将针对自来水厂自动化控制系统展开分析,找出其中存在的问题,并提出解决措施来促进自来水厂节能降耗。

关键词:自动化控制系统 自来水厂 节能降耗

1.自动化控制系统概述

自动化控制系统是指在没有人直接参与的情况下让生产过程或者是其他的过程按照预想或者是预定的程序进行的控制系統,实现自动化的主要手段就是自动控制系统。自动化控制系统主要由三大系统组成,包括数据采集、集散型控制系统还有监控控制系统。这种系统由PC端和逻辑控制器共同组成。监控控制系统主要通过输出量和期望值之间的偏差进行实时控制,集散控制是由执行结构、检测元件还有被控对象这些组成,一般应用在机械工程领域。自动化控制系统随着科学技术的不断发展逐步应用到了我们生活中,应用范围也不断扩大,应用价值不断上升。该技术主要应用在工业方面,包括化工冶金这些,同时也应用在了军事技术方面,在航天航空以及导航系统方面,它的应用领域在不断扩大,逐步应用到我们日常生活当中,涉及到经济、社会、还有医学等各个方面。它可以大幅度的提高生产效率,使产业管理更加规范,同时还可以将信息统计到一个系统当中,实现信息共享,促进资源的优化配置。

2.我国自来水厂自动化控制系统发展历程

水是人类生存与发展的必要条件,是人类赖以生存的基本资源。但是目前由于人们对水资源开发不当,浪费严重这些问题都造成了水资源短缺,尤其是目前城市供水问题更加严峻。自来水之间的竞争也越来越激烈。我国自来水厂通过应用自动化控制系统,使得自来水厂的供水率大幅度增加。我国自来水的自动化控制系统主要经历了三个阶段:分散控制阶段、综合自动化阶段和综合自动化控制阶段。分散控制阶段时水厂各个程序分别进行自动控制,水厂各个系统独立不相关,独立工作。在综合自动化阶段,整个水厂作为一个整体来进行自动化控制,但是里面的各个独立系统也能独立进行工作。在综合自动化控制阶段,一个区域作为了自动化控制系统中的一个整体,整个城市的自来水厂都能实现信息共享,使得城市供水系统更加清晰明确,实现一个地区的供水系统的自动化。

3.当前水厂节能降耗存在的问题

3.1水厂电能损耗严重

目前在自来水厂中,主要采用的设备是水泵机组。在水的生产过程以及供水过程当中,水泵机组消耗大量电能。但是我国水泵机组由于资金和技术问题的制约,造成技术低下,管理不完善,造成水泵机组效率较低能耗偏大,经济效益低下。随着我国城市的不断发展,供水量需求不断增大,但是水泵机组的技术水平没有提高,效率偏低,造成大量的电能损耗。同时我国自来水厂的许多水泵机组,都是很多年前建造的,并不能适应当前的供水情况,水泵机组的选择也不合适。另外由于我国尚未建立起来完善的仪表控制和计算机控制系统,在水处理过程当中由于加药还有排泥处理技术不完善,造成电能损耗严重。水厂的清水池的电能损耗也较为严重,主要是由于在建造清水池过程当中,很少考虑通过抬高清水池内水位来节能,只是单纯的考虑容量,所以造成很多清水池有效容积不够,因此造成了耗能严重。

3.2水厂药耗较高

水中加药的剂量国家并没有严格的规定,自来水处理中,由于技术人员水平素质较低,并不能根据水量来推算出合适的加药量,水厂的运行人员需要用很长的时间才能计算出合适的加药量。工作人员为了保证水的质量,一般都会增加药量,这样就增加了药的耗用量。我国的自来水消毒系统还没有实现自动化,主要是依靠工作人员,这样就造成了药量的不稳定性以及是工作人员容易增大剂量。同时我国自来水厂,采用的主要是液氯消毒,但是清水池体积一般较大,并且与外界的接触面积广,而氯气很非常容易挥发,这样也造成了大量的药物消耗。我国政府一定要出台相关的药剂添加规定,同时一定要实现自动化控制,尽量减少人工操作出现的不规范性以及随意性。

4.现代自来水自动控制系统技术应用

4.1PLC水厂自动化系统应用

PLC是一种可编程逻辑控制器,可以开展编程工作,它是一种具有微处理的数字电子设备,是自动化控制中的逻辑控制器,通过规范化的运动控制接口和标准化的运动控制编程规范,实现了系统运动控制的兼容性以及标准化。PLC有六大功能模块,包括扩展功能块、协同运动控制块、液压扩展功能块、运动控制功能块、回零过程控制块还有用户指导这六大功能块。因为自来水的生产具有连续性和不可替代性,并且生产过程中各个程序中的生产技术不同,设备分散以及结构复杂。为了能够让自动控制系统更加稳定可靠和高速的运行,应该将原有系统更改为增强型处理器,这种处理器支持结构化文本和顺序流程控制编程方法,可以进行高速处理。生产工艺在系统当中要求的全部参数都可以用PLC进行采集控制,这样可以大幅度提高系统地可靠性。同时这项技术也可以显示工艺流程图,可以监控整个自来水厂的各个设备的工作状态还有系统状态。出现问题可以进行报警,同时还可以分析系统状态记录,以往自来水信息以及报表打印,自动化系统在一定程度上可以代替人工,可以实现整个自来水厂的无人值守。这在一定程度上降低了生产的人力成本,同时也避免了因信息不充分而造成的盲目供水問题,供水能够符合实际情况来调节,增强供水的科学性以及针对性。

4.2控制和管理系统

管理和控制系统地不断完善,逐步实现一体化,可以完整的建立起一个对生产现场的控制与监督机制。自来水厂通过对自动控制系统的应用,使水厂控制管理信息化趋势愈发明显,众所周知,在自来水厂中对于水的管理工作相当重要,因此就要把自动控制系统应用于中,充分满足现代自来水厂的实际需求。可以将自来水厂供水情况与水厂的管理信息相结合,将水厂控制和企业的综合管理结合起来,实现综合自动化系统管理。水厂只有形成完整的信息系统,才能够及时的了解供水情况,不仅能够提高水厂的供水效率,而且能够实现整个区域范围内的信息资源共享。控制和管理系统的工作原理,主要是将检测到的数据传输到数据库当中,并与互联网相结合,对传输上来的数据进一步分析,然后选择合适的方法解决检测当中的问题。在生产实际过程当中,由于不同季节不同时期,用户对用水需求都有很大的差别,用水量也有高峰期以及低峰期,从取水到送水的各个环节都存在水量波动较大的问题。自来水厂会根据实际用水量,会对水厂的供水量作出相应调整。所以就要有强大的监测系统以及高速运算的分析系统来对实际供水量做出分析,可以减少不必要的浪费。可以改变水泵机组的频率调节转速,他能够有效的节约用电量,并且减少由于水量变化引起的供水需求不稳定。这样可以使调节机组高效率运作,并且降低损耗,降低生产成本。

5.结束语

自来水厂作为城市发展和人民正常生活的有力保障,城市自来水厂中应用自动控制系统,为城市供水工作带来了很大的便利性,提高了供水的科学性。这有利于自来水厂供水质量与效率的有效改进,实现自来水厂节能降耗,提高自来水厂自身的处理能力,促进自来水厂健康持续发展。

参考文献:

[1]刘智杰.自动控制在自来水厂污泥处理系统中的应用[J].民营科技,2014(16):133-135.?

[2]张文峰.自动化控制系统在自来水厂中的应用浅析[J].数字技术与应用,2014(26):314-316.?

[3]王啸.城市自来水厂自控系统的设计与实现[D].华东理工大学,2013.

作者:赵再能 杨文青 汪梅

自来水厂节能降耗论文 篇3:

自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用

摘要:近年来,城市供水问题日益严峻,自来水厂的建设也不断加快,各种控制设备相继得到应用。随着自动化水平的不断提高及其在社会各个方面的应用越来越广泛,PLC自动控制系统在自来水厂也发挥了其强大的优势。文章结合广东省佛山市顺德区乐从水厂自控系统具体工程实例,介绍了自动控制系统如何实现自来水厂节能降耗情况。

关键词:自来水厂;节能降耗;自动化控制系统;加药加氯;智能排泥;恒压供水 文献标识码:A

乐从自来水厂自动化工程位于广东省佛山市顺德区,乐从水厂建设规模为20万m3/d,水厂采用北江水源,为保证水厂能达到节能降耗,要求我公司对其水厂进行自动化控制设计。

水厂工艺:取水泵房→加药、前加氯→反应池→平流沉淀池→V型滤池→后加氯→清水池→补氯→输水管网→用户。

水厂主要的能源消耗包括电量、水量、加药量及消毒氯气消耗量等,为更好地控制能源的消耗,必须对水厂各工艺进行相应的节能控制。

1 取水泵站自动化控制系统的设计

取水泵站一共有4台取水泵(其中2台变频泵及2台定速泵,3用1备),主要為整个水厂进行原水的供应,是电量的主要消耗站之一,也是水厂控制电量的关键部位。为保证最大限度降低电耗,需把水泵分为两个组:运行的变频泵设定为变频泵组,另一台变频泵及定速泵设定为定速组。每次运行均至少开启一台变频器,当运行变频泵设定时间到时,且另一变频泵不运行时,将自动切换至另一变频泵。自控系统将根据清水池水位增减相应的水泵。

1.1 取水变频泵的频率调整

原水变频泵的频率将根据清水池水位设定值调整。PLC不断调整变频泵的频率。变频泵的频率及频率阀值以百分比表示。原水变频泵的运行频率要介于最小和最大频率之间,频率限定值在SCADA系统中设定。PLC记录变频泵停止前的频率,以便于变频泵再次启动后保持之前的频率。

1.1.1 增加变频泵频率。PLC连续每分钟采集清水池水位,计算清水池水位差Q趋势(液位以厘米计算)。

Q=Lnow[当前值]-Ltime[一分钟前值]

如果下面条件满足则增加变频泵频率:

设定清水池标准液位(Lset)>清水池水位,且Q<0,则每分钟增加变频泵频率2Hz。

1.1.2 减少变频泵频率。如果下面条件满足则减少变频泵频率:

设定清水池标准液位(Lset)<清水池水位LIT401A,且Q>0,则每分钟减少变频泵频率2Hz。

1.2 定速泵的启动数量

定速泵的启动数量由变频泵的运行频率决定,为了更好地控制定速泵的数量,需要定义两个限定值:

限定值1:启动一台定速泵时变频泵频率

限定值2:停止一台定速泵时变频泵频率

启动一台原水定速泵,当变频泵的频率高于等于限定值1(例如48.5Hz)并且至少有一台定速泵可用时启动一台定速泵。

停止一台原水定速泵,当变频泵的频率低于限定值2(例如35Hz)并且至少有一台定速泵运行时停止一台定速泵。

2 加药加氯系统自动化控制设计

2.1 加药系统

加药系统主要节能控制点在于控制药耗。水厂加药系统主要用于控制聚合氯化铝的投加,为保证系统的节能降耗,主要控制在于精确计算氯化铝的投加量。乐从水厂设计3台加药计量泵,计量泵的速度需通过PLC计算并直接通过通信进行速度控制给定。

聚合氯化铝投加泵的速度设定由PLC按照以下因素计算而来:聚合氯化铝投加泵的额定投加流量,单位:L/h;聚合氯化铝投加泵的手动冲程,单位:%,由操作员录入;聚合氯化铝的浓度,单位:g/L,由配药完成后系统自动计算;聚合氯化铝的投加量,单位:mg/L,由操作员录入;沉淀池进水流量,单位:m3/h,由PLC计算,取原水流量计连续10s的平均值。

如果投加浓度、原药浓度、泵的冲程固定,那么投加泵的频率和沉淀池进水流量之间是线性关系。为保证节能效果,设计时将根据不同的原水浊度进行投加比例的动态调节。

如图1所示:

图1

根据上面列出的工艺参数,投加泵电机的频率计算公式如下:

2.2 加氯消毒站程序设计

整个水厂的加氯系统由气源系统,真空加氯系统,压力水供应系统,电气、控制检测仪表系统,氯气泄漏检测及安全防护系统组成。

为了掌握加氯是否处在手动或自动加氯状态,在加氯机中引出了加氯机的手动/自动选择信号。

2.2.1 前加氯控制设计。

前加氯机的控制方式:

前加氯的作用主要是防止藻类和破坏胶体,所以前加氯一般根据原水流量按比例投加:

加氯机开度控制=源水流量(m3/h)*投加量(kg/km3)/1000

本工程共设置两台前加氯机,一用一备。当使用加氯机故障时,在SCADA上发出警报,并自动切换至另一台备用前加氯机,

2.2.2 后加氯控制设计。

后加氯主要作用是保证出厂水中余氯含量,起到清水池及出厂水管道消毒作用。控制方式如下:

加氯机开度控制=流量主控制量+余氯控制量

流量主控制量=滤后水流量或源水流量(m3/h)*投加量(kg/km3)/1000

余氯控制量根据滤后水余氯高低进行控制,控制范围规定在流量主控制量的±5%。

当余氯高于SCADA中设定的余氯值时,每分钟余氯控制量-0.2kg(可以SCADA中设置)

当余氯低于SCADA中设定的余氯值时,每分钟余氯控制量+0.2kg(可以SCADA中设置)

本工程共设置2台前加氯机,一用一備。当使用加氯机故障时,在SCADA上发出警报,并自动切换至另一台备用前加氯机。

3 沉淀池排泥系统自动化控制设计

沉淀池排泥系统主要由排泥阀、排泥车组成。该环节的节能控制关键点在于排泥过程中合理排水,在污泥排放时尽量减少不必要的排水。

3.1 沉淀池排泥阀控制

沉淀池排泥阀周期性排泥:排泥周期可设定;各排泥阀开阀时间可设定。

排泥周期可设定:用户可根据原水水质进行排泥周期的设定,合理减少排泥时间。

各排泥阀开阀时间可设定:用户可根据平流沉淀池的具体特性,设置各阀门的相应开启时间。泥多的位置可以设置排泥时间大些,泥少的位置可设置排泥时间小些。两种排泥时间设置可充分节约用水,不影响加药效果。

3.2 排泥车控制

沉淀池排泥车的过程控制:由于沉淀池长度约100m,长度较长,而按照沉淀池的沉泥规律,从沉淀池的进水到出水,池底所沉积的泥厚度按从多到小逐步递减的规律进行,因此,为了达到排泥车的排泥效果而又减小不必要的排水浪费,排泥车的行走电机可采用变速电机,在沉淀池的进水端采取慢速行走,而在沉淀池的出水端采取快速行走,或排泥车的行走电机为定速电机,排泥车从沉淀池的进水端前行全程1/3,后退至沉淀池进水端,再从进水端排泥至出水端,空车返回。

4 送水泵站自动化控制设计

送水泵房一共有4台清水泵,分别为2台变频泵及2台定速泵组成。正常使用时为3用1备。

每次运行均至少开启一台变频器,当运行变频泵设定时间到时,且另一变频泵不运行时,将自动切换至另一变频泵。系统分为两个组:运行的变频泵设定为变频泵组P401A/C,定速泵P401B/D设定为定速组。

运行的变频泵的频率根据出厂水压力设定值调整。定速泵启动的个数根据变频泵的频率决定启动台数。

4.1 加压变频泵的频率调整

加压变频泵的频率根据SCADA设置的压力值进行PID恒压控制,PLC不断调整变频泵的频率。变频泵的频率及频率阀值以Hz表示。

4.2 增加变频泵频率

变频泵频率由用户设定压力值及实际管道压力计决定。PLC通过PID运算调整变频泵频率,当管道压力小于用户设定压力时,变频泵频率将增加。

4.3 减少变频泵频率

PLC通过PID运算调整变频泵频率,当管道压力大于用户设定压力时,变频泵频率将减少。

4.4 定速泵的启动数量

定速泵的启动数量由变频泵的运行频率决定。

为了更好的控制定速泵的数量,需要定义两个限

定值:

限定值1:增加一台定速泵时变频泵频率

限定值2:停止一台定速泵时变频泵频率

4.5 启动一台送水定速泵

当变频泵的频率高于等于限定值1(例如48.5Hz)并且至少有一台定速泵可用时启动一台定速泵。

4.6 停止一台送水定速泵

当变频泵的频率低于限定值2(例如35Hz)并且至少有一台定速泵运行时停止一台定速泵。

5 结语

总而言之,PLC自控系统在自来水生产中的应用可以实现自动化生产、降低药耗和能耗,减轻工人劳动强度、减少了员工数量,同时还能提高管理水平和水质,给企业创造了很好的经济效益和社会效益,因此,该技术在自来水厂中具有很好的推广前景。

参考文献

[1] 林洁.PLC控制在水厂自动化控制中的运用[J].科技风,2011,(8).

[2] 李友善.自动化控制原理(上册)[M].北京:国防工业出版社,1994.

作者简介:容得宇,广东佛山市顺德科力给排水工程发展有限公司开发部经理,信息系统项目管理师高级职称,一级注册建造师,研究方向:净水厂、污水处理厂相关电气、自动化监控、工艺、仪表;西门子、美国AB、施耐德等多家PLC编程、网络及监控组态等软件。

(责任编辑:秦逊玉)

作者:容得宇

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