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建立雙河水廠自動加藥系統

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建立雙河水廠自動加藥系統

水廠加藥系統的自動控制屬于大滯后過程。由于調節過程的滯后增加而使超調增大,大滯后會降低加藥控制系統的穩定性。解決純滯后系統問題對水廠實現加藥自動化的重要性不言而喻。我們采用前饋 - 反饋控制結構,設計自動加藥PLC控制站,采集水廠進水量和濁度,PLC 根據進水流量自動調整加藥計量泵的工作頻率,調節混凝劑拒絕投加量。其控制過程實施方案原理圖:

blob.png


水廠進水量m3/h

投藥濃度

加藥泵工作頻率Hz

投藥量L/h

150

2.5%

41

20

200

2.5%

43

35

250

2.5%

45

40

300

2.5%

48

50

350

2.5%

50

70

2、建立澄清池排泥系統,濾池反沖洗系統

設計澄清池排泥,濾池反洗PLC控制柜,根據原水水質濁度的變化實現澄清池定時排泥自動控制,實現定時、定量排泥。根據濾池水位實現濾池反洗自動控制??刂乒δ茏詣?、手動可以互相切換。


澄清池排泥頻次的設定

原水濁度

底部排泥次數

邊斗排泥次數

3-5

1次/天,10min/次

1次/天,10min/次

5-15

2次/天,10min/次

2次/天,10min/次

15-20

4次/天,10min/次

4次/天,10min/次

20以上

根據需要自行設定排泥次數


澄清池排泥頻次的設定濾池反沖洗頻次的設定:當每格濾池的水位達到4米時立即進行自動反沖洗,反沖洗時間為5分鐘,并根據實際運行情況,沖洗時間可調節。

3、建立二氧化氯設備自動投加控制系統

目前水廠采用慮前加氯,根據二氧化氯的測定值手動設定二氧化氯發生量。由于手動設定投加量不能及時跟蹤供水量和余二氧化氯的變化,往往造成投加量不足或過多,既不經濟,又不能很好的保證水質的需要。該項目利用二氧化氯發生器現有的PLC控制接口,實時采集進廠水流量和余氯值,并根據進廠水流量和在線余氯值,實時控制兩臺二氧化氯發生器設備(系統設定為一用一備模式)的工作狀態??刂葡到y構成如下:

blob.png

當進廠水流量小于150m3/h,且持續時間達到60min以后,開始執行控制發生量為100g/h;當進廠水流量大于150小于200m3/h,且持續時間達到60min以后開始控制投加量為150g/h;當大于200小于250m3/h,且持續時間為60min以上時,控制投加量為200g/h,當進水量大于250小于300m3/h,且持續時間為60min以上時,控制投加量250g/h.確保以上各個階段出廠水二氧化氯值在0. 1mg/L—0.3mg/L。

  進水量

投加量

150m3/h

150--200

200-250

250-300

二氧化氯設定投加量

100 g/h

150

200

250

當出廠水二氧化氯值超過0.3上限值時,監控系統報警并自動將加氯機投加量切換到設定的最小投加量。在以上動作執行中,加氯機的運行狀態、流量設定、投加量的設定均可人為修改。為防止人為誤操作,設置操作權限。

4、建立水廠泵房供水泵運行遠程監控系統

 泵房安裝壓力、電流、電壓、流量變送器,并將這些水泵運行狀態模擬信號遠傳至水廠監控中心平臺,用于實時監控水泵運行狀態。監控平臺通過軟件對泵房水泵運行實現遠程啟、停、故障報警等運行管理。其主要功能:(1)根據需要,隨時起、停泵;(2)故障停機;當水泵工作狀態(電流,電壓、供水壓力)異常。

5、建立水廠自動化監控平臺

水廠監控平臺作為監控操作的主要界面提供如下操作顯示功能:

(1)實時監測水廠的工藝流程狀況及工藝參數(進出廠水流量,濁度,ph值,CLO2,清水池、濾池水位)

(2)實時澄清池排泥,濾池反沖洗工作界面及運行參數;

(3)實時監測水廠二泵房供水泵的供水壓力和流量;

(4)實現清水池液位,出廠水濁度、供水壓力的越限報警;

(5)泵機設備的報警;

(6)泵機設備運行/停機記錄;

(7)液位,流量,壓力、水質參數工況趨勢圖;

(8)報警事件處理、告示和記錄;

6、系統運行環境及要求

(1)操作系統:支持Windows XP、 Windows7及以上版本;

(2)數據庫權限:開放數據庫管理員權限;具備數據備份和導入功能;

(3)P4 2.8G/256M/40G/光驅/軟驅/100M網卡/鍵盤/鼠標 。

2、項目研究技術路線及關鍵技術

2.1技術路線

第一階段:根據雙河水廠的工藝流程圖和供水設備、設施現狀,制定出水廠自動化控制系統開發方案。

第二階段:根據制定的方案,開展自動化系統的建立。包括澄清池自動排泥,濾池自動反沖洗及混凝劑加藥自動控制等。水廠供水泵的自動啟停、加氯消毒設備的自動調整。

第三階段:建立水廠自動化監控系統平臺,并安裝調試。

2.2關鍵技術

(1),采用前饋-反饋控制結構 ,PLC 根據沉淀池進水流量和沉淀后水濁度自動調整計量泵的工作頻率,根據人工輸入或利用 經驗公式計算出的投藥濃度和混凝劑濃度自動控制計量泵的沖程。

(2),二氧化氯發生器配有計量泵投加消毒劑,計量泵的運行采用變頻器調節,變頻器頻率由PLC設定,消毒劑投加量由原水流量和出廠水余二氧化氯綜合確定,原水流量為比例控制,出廠水余二氧化氯為反饋控制,流量比例與反饋控制由PLC實現。

3、主要技術經濟指標

工藝運行數據采集準確率100%;

控制系統響應時間≤2s;

澄清池出水濁度≤5NTU,濾池出水濁度≤1NTU;

出廠水余二氧化氯控制在0.1—0.3mg/l之間。

4、技術創新點

本項目所涉及研究內容的技術創新點如下:

原水濁度和原水流量前饋控制自動加藥控制技術。

三、項目計劃

序號

時間計劃

工作內容

1.      

2017.8

完成雙河水廠工藝運行現狀的摸底和測試

2.      

2017.8-2017.9

制定雙河水廠主要工藝自動化研究內容

3.      

2017.9-2017.10

編制水廠自動化控制系統技術方案

4.      

2017.11-2017.12

水廠工藝自動化的實施,安裝及系統聯機調試

5.      

2017.12

提交成果報告

四、預期提交的主要成果資料

項目的研究與建設主要形成以下成果:

1、雙河水廠自動化控制技術應用設計方案;

2、雙河水廠監控平臺,《雙河水廠自動化控制應用程序》一套;

3、雙河水廠自動控制系統安裝設計圖紙和控制系統工作原理圖;

4、監控中心監控平臺操作說明書;


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