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水處理深度技術(shù)
以PLC為控制平臺的自動控制系統(tǒng)在自來水廠的運行管理中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但對運行工藝理解程度的不同，實際運行中的系統(tǒng)表現(xiàn)出了不同技術(shù)性能和效益指標。對工藝原理進行深度挖掘，有利于提高自來水廠的運行水平。

一、汽水聯(lián)合反沖濾池（V型濾池）
V型濾池已經(jīng)在自來水處理工藝中得到推廣應(yīng)用，其關(guān)鍵要素就是實現(xiàn)濾池液面的恒水位控制和出水口的均勻出水。

恒定平靜的濾池水面和均勻的出水是V型濾池的理想效果

V型濾池的控制水位受進水量、出水量、隨過濾過程變化的過濾性等多方面的影響，特別是液面控制對進水量的變化的反應(yīng)具有很大的滯后性，傳統(tǒng)的PID算法很難適應(yīng)。PID算法我們進行過長期實驗，難以避免出水調(diào)節(jié)閥的來回開關(guān)、液面高度在一定范圍內(nèi)起伏。
為了克服滯后的影響，我們采用了區(qū)域逼近和偏差方向補償?shù)乃惴ㄟM行計算，并且設(shè)置了可變更的離散化取點措施，最終達到了上面圖片所示的平穩(wěn)效果。

二、送水泵房（二級泵房）
送水泵房的作用是將清水池的清水加壓輸送到千家萬戶，目前的普遍方法是采用變頻恒壓供水系統(tǒng)，以穩(wěn)定的供水壓力保證供水品質(zhì)。送水泵24小時不間斷地工作，是水廠生產(chǎn)中的能耗大戶，如能對送水泵房的運行工藝進行深入分析，可以發(fā)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)有很大的缺陷，泵房自動運行原理能進一步優(yōu)化。
1、變流變壓供水系統(tǒng)
恒壓供水保證了自來水廠出水壓力的穩(wěn)定性，但是，一般水廠都位于城外甚至很遠的地方，需要長距離輸送才能把飲用水注入城市管網(wǎng)。
由于管道的阻力特性，隨著每天供水周期的反復(fù)變化造成的流量變化，進一步引起管道損失的變化。對于恒定的出廠壓力反應(yīng)在城市管網(wǎng)上反而成為變壓供水。高峰期間，過大的壓力損失會造成城區(qū)水壓低，難以保證居民用水；如果提高水廠出水壓力，低峰期時由于管道損失變小又會使城區(qū)壓力變大（以至于超過正常需求），這有會給管網(wǎng)安全帶來壓力，同時有大量不必要的電能浪費。

如果根據(jù)實際的瞬時流量、并結(jié)合管道的實際敷設(shè)情況計算出此時的理論管道損失，就可以不斷的修正水廠的出口供水壓力，最后保證：水廠出口壓力-管道損失=城市管網(wǎng)入口壓力是一個基本穩(wěn)定的值
如上圖，紅色曲線是管阻特性。豎直的藍線是變化著的流量值（這取決于用戶的需要而無法控制），與管阻特性相交于水平藍線。隨著水平藍線的變化，控制系統(tǒng)不斷修正水廠出口壓力，最終保證了城市管網(wǎng)入口點的壓力恒定在期望的綠色線水平上。
2008年我公司在威遠糧豐自來水廠和白塔山水廠采用了這種工藝方法，至今已快10年時間，效果良好，不僅節(jié)能效果好，管網(wǎng)的安全性大大提高，用戶十分滿意。
2、三/二表決技術(shù)
無論恒壓供水還是變流變壓，泵房變頻控制系統(tǒng)都是以出水總管的實際水壓為控制目標。因此，出口壓力檢測儀表的精度和可靠性是系統(tǒng)運行質(zhì)量的一個極其重要的指標，傳統(tǒng)方法都有對壓力傳感器的斷線檢測（傳感器故障）。一旦系統(tǒng)檢測到壓力傳感器異常，將會停機并報警，確保設(shè)備的安全。
由于供水企業(yè)關(guān)系到千家萬戶的日常生活，關(guān)系到社會的和諧和穩(wěn)定，所以僅僅考慮到設(shè)備的安全性是不夠的。應(yīng)當(dāng)通過技術(shù)的提升，增強系統(tǒng)的可靠性，保證供水的連續(xù)。我們在水廠的供水出水總管安裝3只壓力傳感儀，均正常時以3只得平均值作為有效壓力值，有一只異常時忽略此只、并報警提示，然后以另外2只得平均值作為有效壓力知道故障傳感器得到處理或更換，這樣可保證系統(tǒng)運行的連續(xù)性。這就是三/表決的方法。三/二表決的關(guān)鍵點在于供水壓力是變化的，也就是說沒有一個固定的標準值作為判斷好壞的依據(jù)，系統(tǒng)必須捕捉到一個基于三只傳感器間的相互比較產(chǎn)生的"浮動基"來判斷壓力傳感器的好壞。
3、自由工藝組合
在許多自來水廠的送水泵房中，水泵的配置功率都偏大并且機型單一，難以適應(yīng)供水量的復(fù)雜變化。
由于變頻運行水泵的頻率不能太低（一般不宜于小于30HZ，如還要求保證水泵的效率，則頻率不要低于40），在增加或減少一臺水泵時，會出功率斷檔區(qū)域。如果此時的供水需求恰好處于斷檔區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)就會出現(xiàn)反復(fù)加泵和減泵的現(xiàn)象，造成供水極其不穩(wěn)定，同時對設(shè)備的傷害也很大。
較為理想的辦法是根據(jù)管網(wǎng)的最大供水需求和特性，分組階梯搭配水泵的功率和供水能力（具有相同或接近的供水揚程）。


對于階梯搭配的泵組，要實現(xiàn)高效、供水能力連續(xù)的運作工藝，關(guān)鍵技術(shù)就是建立一個“自由工藝組合表”（如上圖），在不同的工藝段搭配不同的泵型和數(shù)量定義，通過規(guī)劃不同的上限頻率和下限頻率，可以找出每個工藝段有效的供水流量范圍和與之相對應(yīng)電能損耗。
“自由組合工藝表”的重點和價值所在就是能能夠發(fā)現(xiàn)2個相鄰的工藝段間是否存在恰當(dāng)?shù)牧髁狂詈蠀^(qū)（或稱之為功率耦合區(qū)），如果區(qū)間太小或根本不存在，就會出現(xiàn)上述的反復(fù)切換。出現(xiàn)這種情況就表明泵組配型是不合理的，其造成的后果是原理性的，后期的自動化控制系統(tǒng)無法彌補這一嚴重缺陷。
在工藝規(guī)劃階段如果能借助自由組合表的方法無疑有助于遴選出更合理的泵房配置。如需進一步了解，可參考推薦案例.
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