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供水自动化


一、行业现状

我国水厂自动化控制系统的发展过程可分为三个阶段:第一阶段是分散控制阶段,水厂各部分分别进行自动控制,各独立系统互不相关;第二阶段是水厂综合自动化阶段,整个水厂作为一个综合自动化控制系统进行生产,同时各个独立子系统又可以独立工作,系统共享整个水厂的信息,同时又有分散控制的可靠性。第三阶段是供水系统的综合自动化阶段,该阶段要求在一个区域的供水企业共享信息,实现整个城市或地区供水系统的自动控制。

二、工艺特点

自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立,同时各单元之间又存在一定的联系。因此通常将整个工艺按控制单元划分,主要包括:取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统等。

三、核心技术

自来水厂主要的控制技术与核心组成基本相同,主要有水质检测技术、水处理控制技术、变频节能技术与综合自动化系统四个方面。

1、水质检测技术

水处理中的自动检测技术,即水质检测技术是保证供水和排水水质的重要手段,也是指导水处理工艺运行过程的重要依据。目前使用的水处理自动化仪表包括流量、水位、温度、压力仪表以及水质测量分析仪表,如pH测量仪、流动电流检测仪、漏氯报警仪、余氯分析仪、高低浊度在线检测仪等。在流量测量方面,除了传统的电磁流量计外,还出现了大量非接触式仪表。

2、水处理控制技术

随着水处理技术的不断发展,对于水质指标的控制与水处理效率的要求也在不断提高。新工艺、新设备的广泛应用一方面提高了水处理能力,另一方面也对整个系统的控制、协调提出了更加严格复杂的要求。

虽然各种先进的控制理论和算法不断被提了出来,但是在实际的应用过程中,尤其是中小型水厂自动化控制系统中,经典的控制理论仍有着广泛的应用空间。

3、变频节能技术

在水处理行业中,普遍存在着用水量变化较大的问题,在不同的季节、不同的时段,用户用水的需求量有很大的差别,存在着明显的用水高峰特征,因此水处理厂供水系统的给水压力需要随用户的用水需求量变化而变化。因此,根据用水需求自动控制水泵机组运行,且实现节能,是水厂自动化技术的一项重要内容。

变频调速是一项有效的节能降耗技术,其节电效率很高,几乎能将因设计冗余和用水量变化而浪费的电能全部节省下来。在保证供水可靠性的前提下,根据供水系统用水量的变化情况,自动调整水泵工况,使之始终尽可能地在高效区间内运行,以达到降低能耗、提高效率的目的。它具有调速精度高、功率因数高等特点,使用它可以提高产品质量、产量,并降低物料和设备的损耗, 同时也能减少机械磨损和噪音,改善车间劳动条件,满足生产工艺要求。

4、供水综合自动化系统

现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。这就需要建立一个全集成的、开放的、全厂乃至整个供水系统的综合自动化信息系统,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信) 和纵向通信(上、下层之间的通信) 紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。