市政污水廠運(yùn)行優(yōu)化管理（十）

　　此前討論了關(guān)于進(jìn)水提升泵設(shè)備的一些高液位存在的問(wèn)題，本篇對(duì)進(jìn)水提升泵的優(yōu)化運(yùn)行措施進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的探討。>>>前情回顧<<<
 

　　3、污水提升泵的自控系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。
 

　　水泵的液位控制在合理的范圍內(nèi)，使水泵的工況條件在水泵的高效段內(nèi)，達(dá)到水泵低能耗高效能的運(yùn)行，這是水泵優(yōu)化的方向。在實(shí)際中由于進(jìn)水流量的實(shí)時(shí)變化，使這種優(yōu)化有很大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，有相當(dāng)多的文獻(xiàn)資料對(duì)水泵的高效運(yùn)行控制進(jìn)行探討，也給出了非常多的控制思路，這些控制思路由于對(duì)進(jìn)水流量的敏感更高，人工操控已經(jīng)無(wú)法滿足高精度的運(yùn)行控制，因此都需要自控系統(tǒng)來(lái)完成，自控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初缺少對(duì)進(jìn)水流量、液位的實(shí)際工況數(shù)據(jù)的收集，使自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際相差較大，也導(dǎo)致自動(dòng)控制很難實(shí)現(xiàn)。自控系統(tǒng)的優(yōu)化控制理論的實(shí)踐要如何進(jìn)行的呢？
 

　　總體來(lái)說(shuō)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)能耗的降低，首先需要對(duì)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的收集，這需要污水廠在污水提升泵房?jī)?nèi)設(shè)置足夠多的檢測(cè)儀表：液位計(jì)是參與污水提升自控系統(tǒng)的重要儀表，液位計(jì)的選型要考慮泵房的實(shí)際的工況，提升泵的泵坑上方有污水蒸汽，泵坑液面會(huì)有大量的浮渣垃圾堆積這些都會(huì)對(duì)液位檢測(cè)產(chǎn)生影響，污水廠可以根據(jù)廠內(nèi)泵坑內(nèi)的實(shí)際情況選擇不同種類的液位計(jì)(超聲波、壓力式等)來(lái)提供精確的液位數(shù)據(jù)；對(duì)于流量計(jì)也需要選擇合理的準(zhǔn)確的流量計(jì)，如果在水泵提升后有總進(jìn)口的管道式電磁流量計(jì)可以采用作為控制的數(shù)據(jù)，如果是分管的流量計(jì)就需要做積算以后在進(jìn)行數(shù)據(jù)的采用；對(duì)能耗控制要求較高的污水廠可以在污水提升泵的供電控制柜內(nèi)設(shè)置電度計(jì)量表，作為能耗控制的衡量數(shù)據(jù)；對(duì)實(shí)際安裝的管路凈高度、管件數(shù)量等進(jìn)行水泵揚(yáng)程的核算，并結(jié)合之前統(tǒng)計(jì)的各種工況下的泵坑內(nèi)的液位數(shù)據(jù)進(jìn)行不同工況下的水泵揚(yáng)程核算，做好核算數(shù)據(jù)的收集；對(duì)水泵的運(yùn)行樣本數(shù)據(jù)要收集并分析水泵高效運(yùn)行區(qū)段的揚(yáng)程和流量數(shù)據(jù)，并上下浮動(dòng)5~8%之間作為水泵的高效控制區(qū)間，作為能耗優(yōu)化的自控系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)。以上這些數(shù)據(jù)是作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中需要收集的具體數(shù)據(jù)，污水廠需要在優(yōu)化工作開展之前，對(duì)這些數(shù)據(jù)的采集并整理成自控的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
 

　　控制系統(tǒng)的硬件設(shè)施除去在線收集的數(shù)據(jù)儀表外，還有水泵的變頻控制系統(tǒng)，水泵變頻控制系統(tǒng)是保持水泵能夠平滑的進(jìn)行流量調(diào)整的控制系統(tǒng)設(shè)備，僅靠工頻運(yùn)行的水泵可調(diào)整的流量是矩形分布的，變頻的控制水泵可以實(shí)現(xiàn)平滑的曲線分布，這樣在進(jìn)廠污水逐步上升的過(guò)程中，水泵也能保持在高效的范圍內(nèi)平滑增大流量，這樣可以降低依靠水泵開停臺(tái)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的流量調(diào)控，節(jié)能的效果會(huì)顯著提高。
 

　　作為自控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，具有一個(gè)PLC控制器也是必不可少的，針對(duì)污水提升泵房是需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)PLC控制單元的，并且需要針對(duì)水泵的能耗曲線和工況特點(diǎn)進(jìn)行編程，并能夠根據(jù)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水泵進(jìn)行控制，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝的PLC最終實(shí)現(xiàn)水泵提升的能耗優(yōu)化的自動(dòng)控制。
 

　　具備了上述的硬件以后，就需要對(duì)軟件部分進(jìn)行條件的設(shè)定，由于污水廠的運(yùn)行人員大部分不是自控專業(yè)，對(duì)自控系統(tǒng)的理解并不是很到位，這里也不展開對(duì)自控系統(tǒng)內(nèi)部核心程序的講解，只從污水廠運(yùn)營(yíng)管理的角度提出相應(yīng)的自控要求。
 

　　a、確定水泵運(yùn)行的控制方式，恒定液位還是恒定流量。兩種方式帶來(lái)不同的控制策略，這需要污水廠根據(jù)外管網(wǎng)的實(shí)際要求來(lái)進(jìn)行確定，外管網(wǎng)對(duì)液位控制要求比較高的，就需要恒液位控制優(yōu)先；沒(méi)有特別的要求的，可以考慮在盡可能低的最高液位下恒流量運(yùn)行。恒流量運(yùn)行對(duì)污水廠的生化系統(tǒng)的友好性更強(qiáng)，但是恒液位往往是管理部門的重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的，污水廠要結(jié)合自身的優(yōu)化需要，靈活采用水泵控制方式。
 

　　b、將收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供到自控程序編寫人員，程序人員必須使用現(xiàn)有真實(shí)的基礎(chǔ)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行程序編寫，這樣才能在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能時(shí)能夠準(zhǔn)確的與實(shí)際工況吻合，而不是滿足控制但是與實(shí)際不相符，最終也導(dǎo)致控制不能實(shí)時(shí)到位。
 

　　c、提出控制要求。污水廠需要實(shí)現(xiàn)水泵的高效運(yùn)行，需要在不同的控制策略下實(shí)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)水泵的自動(dòng)啟停和頻率調(diào)整，并且每一臺(tái)水泵的揚(yáng)程和流量在水泵樣本的高效段內(nèi)，這就是水泵能耗優(yōu)化的自控系統(tǒng)的具體要求。這需要運(yùn)行人員和自控編程人員深度交流水泵高效段的含義，每天進(jìn)水流量的時(shí)變化情況，恒液位或者恒流量運(yùn)行的控制目標(biāo)等內(nèi)容，才能讓編程人員編制合理的控制程序。
 

　　d、目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)液位計(jì)數(shù)據(jù)、電度表數(shù)據(jù)、流量計(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行單臺(tái)至多臺(tái)水泵的流量和揚(yáng)程的核算，復(fù)核水泵運(yùn)行區(qū)間是否在設(shè)定的高效段內(nèi)，如偏差較大，應(yīng)進(jìn)行程序調(diào)整，直至最終實(shí)現(xiàn)不同工況下，各臺(tái)水泵的高效運(yùn)行。
 

　　污水提升泵的高效低耗的運(yùn)行優(yōu)化不是簡(jiǎn)單的水泵提升疊加，而是對(duì)水泵參數(shù)、運(yùn)行工況、控制反饋參數(shù)等有全面的理解和應(yīng)用，需要運(yùn)營(yíng)和自控兩種不同專業(yè)共同融合進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且需要一段時(shí)間的調(diào)整和修改之后，實(shí)現(xiàn)水泵能耗節(jié)省的最大化，只有這樣才能真正的實(shí)現(xiàn)水泵的能耗優(yōu)化控制運(yùn)行。
 

　　后續(xù)將繼續(xù)對(duì)后續(xù)處理流程的優(yōu)化運(yùn)行措施展開進(jìn)行討論，歡迎持續(xù)關(guān)注并參與討論。
 

　　原標(biāo)題：市政污水廠運(yùn)行優(yōu)化管理(十)