取水泵房設(shè)計取水量Q=20萬m3 /d,安裝5臺潛水泵,*大運行工況為4用1備。
取水泵房的水泵運行調(diào)度,根據(jù)凈水廠清水池水位高低控制。自控工藝要求:在1號PLC站能顯示凈水廠清水池水位,當清水池水位在2.30m以下時,4臺水泵運行;當清水池水位在2.30~3.20m時,2臺水泵給水運行;清水池水位達3.30m,并溢流延時5min時,取水泵房水泵全部停止運行。
取水泵房的水泵機組每次啟動時應(yīng)啟動累計運行臺時數(shù)少的泵,停止運行則應(yīng)停止累計運行臺時數(shù)多的泵。
該站采集的數(shù)據(jù):長江水源水位,水溫,pH值,原水輸水管壓力,潛水泵電機電流,電機溫度等。對水源水位應(yīng)實時監(jiān)測,并能自動記錄。對水泵不能按程序要求開停,電氣參數(shù)超過設(shè)定值及水泵軟啟動器故障要求報警。報警時要求聲音和屏幕同時出現(xiàn),并顯示報警部位。
2加藥間,絮凝沉淀池2號PLC站
2.1自動加藥系統(tǒng)
自動加藥系統(tǒng)的主要設(shè)備是流動電流監(jiān)控儀,計量泵及其配帶的變頻調(diào)速裝置。加藥間按Q=20萬m3 /d設(shè)計,1臺流動電流監(jiān)控儀和3臺隔膜式計量泵。
加藥的自動控制為前饋控制。根據(jù)測定混合后水中的流動電流值與設(shè)定值相比較,并以此作為控制藥劑投加量大小的依據(jù)。前饋水樣取樣口設(shè)在加藥后經(jīng)過快速充分混合處,即管式靜態(tài)混合器與絮凝沉淀池進口之間的管道上。前饋控制的流動電流設(shè)定值根據(jù)水廠試驗的測定值,設(shè)定值要求可調(diào)節(jié)。藥液投加量的調(diào)節(jié)由配有變頻調(diào)速裝置的計量泵實現(xiàn),投藥點在管式靜態(tài)混合器的進水端。計量泵從溶液池吸取藥液投加到水中。3臺計量泵按遠期需要一次安裝到位,近期輪流使用。
加藥量由SCD儀控制。正常情況時SCD儀控制器直接控制變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)加藥量。若SCD儀故障,則通過2號PLC控制。
加藥間溶液池共3格,每格池均裝設(shè)超聲波液位計,要求第1格液位降至一半時,第2格充滿,第3格調(diào)制備用。工作中的溶液池液位降至設(shè)定下限值(-1.0m)時,加藥計量泵應(yīng)自動切換到另一格池工作。
該站系統(tǒng)具有對源水流量,濁度,pH值及SCD儀的流動電流值,3臺計量泵的投加量,3格溶液池的液位均能實現(xiàn)實時監(jiān)測。
當工作的溶液池液位低于設(shè)定下限(-1.0m)時,另一格池未充滿(達到0.85m),要求報警。溶液池液位低于設(shè)定下限值而切換不了,運行中的計量泵吸不到藥液,計量泵阻尼器壓力下降或上升超過設(shè)定的下限或上限值以及計量泵吸液管上電動球閥故障等,除自動切換備用計量泵工作外,均應(yīng)報警。報警要求同1號PLC站。
2.2絮凝沉淀池
絮凝沉淀池為柵條絮凝池與斜管沉淀池合建,分為4組,每組水量Q=5萬m3 /d,可單獨運行。每組絮凝池設(shè)有9根排泥管,每組沉淀池安裝有一臺桁架泵吸式刮泥機和一套超聲波泥位計,泥位計安裝在沉淀池進水端。刮泥機根據(jù)泥位計測出的泥位自動控制運行,刮泥機只能停留在沉淀池的進水端。當泥位達到設(shè)定積泥高度(0.60m)或絮凝沉淀池連續(xù)不排泥時間超過12~24h時(該值可調(diào)),開始排泥。排泥方式為:絮凝池9個氣動排泥閥按編號輪流排泥,每個排1~2min(該值可調(diào)),間隔0.5min;沉淀池刮泥機沿沉淀池全程運行一次,始,終點均為沉淀池進水端。每組排泥系統(tǒng)不可同時工作,如同時達到設(shè)定值時則一組排泥,另一組隨機等待。
該站系統(tǒng)能提供以下數(shù)據(jù):刮泥機的運行工況及累計運行時數(shù),絮凝池氣動排泥閥的運行工況,沉淀池出水濁度(NTU),pH值,電氣設(shè)備的參數(shù)。
當刮泥機桁車故障(不能按設(shè)定行程運行和停止),刮泥機排泥泵故障,沉淀池泥位超限(Hh>0.6m),絮凝沉淀池連續(xù)不排泥超時,絮凝池排泥閥故障及電氣設(shè)備故障,應(yīng)報警。報警要求同1號PLC站。
3氣水反沖洗濾池,加氯間3號PLC站
3.1氣水反沖洗濾池
該工程采用氣水反沖洗濾池,共16格,雙排布置,中間管廊,反沖洗泵房設(shè)于濾池中部。濾池自動控制系統(tǒng)包括過濾自動控制,自動反沖洗控制和空壓機站自動運行控制。
濾池要求達到恒水位恒速過濾自動控制,該目標通過超聲波液位計實時監(jiān)測水位變化,根據(jù)水位變化控制濾池清水出水閥開度,調(diào)節(jié)出水量從而調(diào)節(jié)濾池水位高度在微小的范圍變化實現(xiàn)。
濾池反沖洗采用氣沖,氣水聯(lián)合沖洗,單獨水漂洗3個階段。濾池滿足以下任一條件即進行反沖洗:單格濾池水頭損失達1.8m(可調(diào));連續(xù)運行時間超過48h(可調(diào));在清水閥全開的狀態(tài)下,池內(nèi)水位超過*高控制水位(標高3.20m);根據(jù)運行需要進行某格或逐格濾池強制沖洗。一次只允許一格濾池反沖洗,當幾格濾池同時達到反沖洗條件時,按先后秩序等候。每兩格濾池沖洗間隔10min.
1)反沖洗時閥門啟閉程序。關(guān)閉濾池進水閥,延時1~1.5min,打開排水閥;關(guān)閉濾池出水閥;打開鼓風(fēng)機出風(fēng)閥,打開鼓風(fēng)機,打開濾池進氣閥進行氣沖,氣沖歷時3min(可調(diào));啟動反沖洗水泵,依次打開反沖洗泵出水閥,濾池反沖洗進水閥(氣沖閥門不關(guān),繼續(xù)進氣),進行氣水聯(lián)合反沖洗,歷時4min(可調(diào));關(guān)閉鼓風(fēng)機,關(guān)閉濾池反沖洗進氣閥,單獨進行水漂洗,歷時4min(可調(diào));依次關(guān)閉濾池反沖洗進水閥,反沖洗水泵出水閥,反沖洗水泵,關(guān)閉濾池反沖洗排水閥;打開濾池進水閥,打開濾池清水出水閥;打開濾池進氣管上DN50電磁閥,釋放殘余空氣,時間約10s.
2)空壓機站自動運行控制。該工程濾池及絮凝沉淀池排泥閥均采用氣動閥,氣源由設(shè)在濾池旁的空壓機站提供??諌簷C站壓縮空氣儲氣罐的氣壓需要穩(wěn)定在一定的壓力范圍內(nèi)以保證氣動閥的正常工作。當儲氣罐的壓力低于*低壓力時,自動啟動空壓機工作,儲氣罐的壓力達到設(shè)定壓力時,自動關(guān)閉空壓機。
濾池沖洗水泵,鼓風(fēng)機要求均能定時輪流運行,空壓機能自動輪換開停,使設(shè)備工作時間均勻。
3)數(shù)據(jù)采集及報警要求。該站能提供的參數(shù)為:各格濾池水頭損失,過濾時間,濾池水位高度;各格濾池氣動閥開閉狀態(tài),清水出水閥開啟度;沖洗水泵運行工況(包括沖洗水泵壓水管上氣動蝶閥開閉狀態(tài)),并累積計時;鼓風(fēng)機運行工況并累積計時;空壓機運行工況并累積計時;電氣參數(shù)。
系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障應(yīng)能報警:沖洗水泵故障(包括沖洗水泵壓水管上氣動蝶閥故障);鼓風(fēng)機故障(包括其閥門故障);空壓機故障;各格濾池氣動閥故障;濾池反沖洗工藝參數(shù)控制值(水頭損失,*高限制水位及運行時間)超值;清水池水位超限(3.3m)報警,并關(guān)閉濾池清水出水閥;電氣參數(shù)超限報警。報警要求同1號PLC站。
3.2加氯系統(tǒng)
采用濾后一次加氯,投加點設(shè)在濾池至清水池管道上。加氯系統(tǒng)采用復(fù)合環(huán)路控制,即濾池出水流量配比和余氯反饋控制。清水池進水流量信號由設(shè)在其進水管上的電磁流量計提供,余氯反饋取樣點設(shè)于加氯點后10倍管徑處。復(fù)合環(huán)路控制器在失去余氯反饋信號時自動降為流量配比控制。
系統(tǒng)設(shè)3臺加氯機,2用1備,輪換使用,每臺加氯機運行一段時間后能自動切換;運行中的加氯機出現(xiàn)故障也應(yīng)能自動切換。兩組氣源,1用1備,工作氣源用完氯瓶壓力下降至設(shè)定值時,停止其工作并能自動切換到備用氣源繼續(xù)工作。
該站能提供的參數(shù)為:加氯機運行工況,并累積計時;兩組氯瓶的自動切換信號;出廠水余氯量設(shè)定值與實測值;加氯點后取樣點的余氯量;每小時加氯量。
系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障應(yīng)能報警:運行中的加氯機出現(xiàn)故障,自動切換備用機投入運行,同時報警;如切換不了亦報警;工作氣源用完時,自動切換備用氣源投入運行,同時報警;如切換不了亦報警;氯瓶間或加氯間空氣中的氯氣含量超過設(shè)定值報警;出廠水余氯與設(shè)定值相比,超出或不足均應(yīng)報警(以20%為準)。
4送水泵房4號PLC站
送水泵房5臺水泵,*大運行工況為4用1備。清水池水位在1.0m以下時2臺水泵運行;清水池水位降至0.5m時停止水泵運行;出廠水管道壓力突然大幅度下降時,停止水泵運行;5臺水泵要求能夠均勻輪換運行。
該站能提供下列參數(shù):出廠水流量瞬時值和累計值,出廠水壓力,濁度,余氯,pH值,要求實時監(jiān)測并能記錄儲存;水泵機組的運行工況(開,停臺數(shù)),并累計臺時數(shù);清水池水位;水泵機組運行的電氣參數(shù);高低壓開關(guān)柜的電氣參數(shù)。
系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障報警:出廠水壓力低于設(shè)定值,濁度超過設(shè)定值(設(shè)定值為1NTU),余氯超過設(shè)定值(設(shè)定值為0.5~0.8mg/L);水泵機組不能按程序自動開,停;電氣設(shè)備故障。報警要求同1號PLC站。
5結(jié)語
黃岡市第三水廠從1999年投產(chǎn),10余年生產(chǎn)運行實踐表明,采用自動控制,加強了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的合理運行,降低能耗,減少藥耗,降低生產(chǎn)成本。水廠自動控制系統(tǒng)運行良好,出水水質(zhì)均達到國家標準。
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