市政污水廠運行優(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題，本篇對進(jìn)水提升泵的優(yōu)化運行措施進(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行，這是水泵優(yōu)化的方向。在實際中由于進(jìn)水流量的實時變化，使這種優(yōu)化有很大的設(shè)計挑戰(zhàn)，有相當(dāng)多的文獻(xiàn)資料對水泵的高效運行控制進(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進(jìn)水流量的敏感更高，人工操控已經(jīng)無法滿足高精度的運行控制，因此都需要自控系統(tǒng)來完成，自控系統(tǒng)在設(shè)計之初缺少對進(jìn)水流量、液位的實際工況數(shù)據(jù)的收集，使自控系統(tǒng)的設(shè)計與實際相差較大，也導(dǎo)致自動控制很難實現(xiàn)。自控系統(tǒng)的優(yōu)化控制理論的實踐要如何進(jìn)行的呢？
 

　　總體來說自動控制實現(xiàn)能耗的降低，首先需要對運行工況數(shù)據(jù)進(jìn)行實時準(zhǔn)確的收集，這需要污水廠在污水提升泵房內(nèi)設(shè)置足夠多的檢測儀表：液位計是參與污水提升自控系統(tǒng)的重要儀表，液位計的選型要考慮泵房的實際的工況，提升泵的泵坑上方有污水蒸汽，泵坑液面會有大量的浮渣垃圾堆積這些都會對液位檢測產(chǎn)生影響，污水廠可以根據(jù)廠內(nèi)泵坑內(nèi)的實際情況選擇不同種類的液位計(超聲波、壓力式等)來提供精確的液位數(shù)據(jù)；對于流量計也需要選擇合理的準(zhǔn)確的流量計，如果在水泵提升后有總進(jìn)口的管道式電磁流量計可以采用作為控制的數(shù)據(jù)，如果是分管的流量計就需要做積算以后在進(jìn)行數(shù)據(jù)的采用；對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)置電度計量表，作為能耗控制的衡量數(shù)據(jù)；對實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；對水泵的運行樣本數(shù)據(jù)要收集并分析水泵高效運行區(qū)段的揚(yáng)程和流量數(shù)據(jù)，并上下浮動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現(xiàn)平滑的曲線分布，這樣在進(jìn)廠污水逐步上升的過程中，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數(shù)來實現(xiàn)的流量調(diào)控，節(jié)能的效果會顯著提高。
 

　　作為自控系統(tǒng)來說，具有一個PLC控制器也是必不可少的，針對污水提升泵房是需要單獨設(shè)置一個PLC控制單元的，并且需要針對水泵的能耗曲線和工況特點進(jìn)行編程，并能夠根據(jù)采集的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運算后對現(xiàn)場水泵進(jìn)行控制，通過現(xiàn)場安裝的PLC最終實現(xiàn)水泵提升的能耗優(yōu)化的自動控制。
 

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

　　a、確定水泵運行的控制方式，恒定液位還是恒定流量。兩種方式帶來不同的控制策略，這需要污水廠根據(jù)外管網(wǎng)的實際要求來進(jìn)行確定，外管網(wǎng)對液位控制要求比較高的，就需要恒液位控制優(yōu)先；沒有特別的要求的，可以考慮在盡可能低的最高液位下恒流量運行。恒流量運行對污水廠的生化系統(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)有真實的基礎(chǔ)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行程序編寫，這樣才能在實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能時能夠準(zhǔn)確的與實際工況吻合，而不是滿足控制但是與實際不相符，最終也導(dǎo)致控制不能實時到位。
 

　　c、提出控制要求。污水廠需要實現(xiàn)水泵的高效運行，需要在不同的控制策略下實現(xiàn)區(qū)間內(nèi)水泵的自動啟停和頻率調(diào)整，并且每一臺水泵的揚(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)水流量的時變化情況，恒液位或者恒流量運行的控制目標(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)實現(xiàn)。通過液位計數(shù)據(jù)、電度表數(shù)據(jù)、流量計數(shù)據(jù)等進(jìn)行單臺至多臺水泵的流量和揚(yáng)程的核算，復(fù)核水泵運行區(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，直至最終實現(xiàn)不同工況下，各臺水泵的高效運行。
 

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

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

　　原標(biāo)題：市政污水廠運行優(yōu)化管理(十)