中小型水厂自动化技术改造的实践与体会

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1、中小型水厂自动化技术改造的实践与体会摘要：本文介绍了振华水厂自动化控制系统的组成与功能，着重论述了改造前后净水工艺控制方式的变化，并就自动化生产运行一年来的实践经验提出对中小型水厂自动化技术改造的一些体会。关键词：中小型水厂技术改造自动化控制体会　一、振华水厂简介　　振华水厂于1994年底投产，规模：6万立方米／日，属中型水厂，担负着开平市城区大部的自来水供应，其供水水质及安全性对整个城区都有着重要的影响。　　工艺流程：　　　　该厂生产控制方式为现场手动控制方式，投药、加氯的准确度、连续性，滤池反冲洗、二级泵站供水的安全可

2、靠性都受到相当大的制约。为适应《城市供水行业2000年技术进步发展规划》要求及人们对水质和供水安全性要求的提高，1999年5月我水司与有关高校科研人员及自控专业公司合作对该水厂进行了自动化改造。经改造后的生产实践证明，效果相当不错，说明中型水厂自动化改造是必要和可行的，具有一定的推广价值。　　二、自控系统改造设计思路　　2.1系统组成　　本自动控制系统主要由中央控制室两台计算机（PentiumⅡ/450，内存96M）、模拟屏及现场两套PLC（SIMATICS7－300，CPU314）组成，控制规模DI160点、DO96点、

3、AI24点和AO12点。采用DCS（DistributeControlSystem）系统，为中央控制室集中监控、PLC分散控制和现场操作台手动控制的三级控制。PLC软硬件主要由西门子公司提供，使用Windo.　（3）滤池系统　　原系统过滤时靠肉眼判断滤池水位高度，手动调节进水阀和滤水阀门，造成水位忽升忽降且各滤池水位高度不一，滤速不均。　　改造后，保持进水阀全开，以超声波水位仪和角度转换器分别监测滤池水位和滤水阔开度，执行PID指令后，送出开度控制信号，实现恒水位过滤。如图3所示。　　　　过滤到一定周期进行自动反冲洗。为简

4、单起见，反冲洗省去按阻塞值条件控制，当过滤能力下降并形成一定水头差，值班人易发现水位突破恒定水位并不断上升，由此进行强制反冲洗。另外，反冲洗水池自动补水，以液位计反馈液位高度信号控制水泵启停，同时保留原靠浮球到达限位作为水泵停止信号的控制，两者并用确保反冲洗水池满水后水泵自动停止，以免事故发生。　　（4）二级泵站系统　　改造前，四台型号一致大泵和一台小泵都是定这泵。手动控制出水阀门开度来调节供水压力，浪费能量且不适应管网压力变化。改造后，利用压力变送器的压力反馈，一号大泵进行变频调速，达到恒压力供水目标，如图4所示。　　变

5、频器最佳输出频率范围为40Hz至49Hz，当达到设定极限50Hz时，变频器会自动跳闸，并发出警报。在实践中，以一号变频调速泵与其它定速泵的不同并联组合，使变频调速在最佳变频范围进行工作。　　　　三、运行效果及体会　　3.1运行效果　　（1）加矾和加氯两套系统均实现了优化控制，确保了水质的提高。出厂水浊度一般在1.0NTU以下，余氯值在0.4～0.7mg/L之间，达到Ⅰ类水司水质标准，其它指标均符合或优于国标。另外，自控监测仪表一般都有灵敏度高、准确性好和易于维护的优点。　　（2）自动化控制，大大降低了工人的劳动强度，提高工

6、作效率。同时，也提高了净水生产的稳定性、连续性与供水的安全性，符合供水行业现代化生产技术的发展要求。　　（3）降低了能耗、药耗。　　利用调速泵与定速泵不同并联组合来适应不同供水需求，在满足管网压力逐时变化前提下提高效率，节约了电能。我们对调速大泵和一台定速大泵并联运行与两台定速大泵并联运行作出比较，节能约为10％左右。不仅节约电能，而且经统计节约矾药约10％。　　如表1所示。　　　　3.1体会　　中小型水厂规模小，自动化改造的投资成本相对较高，因而需要在保持技术先进的前提下寻求自控系统的可行性简化。如用集成在CPU内的MP

7、I进行简单联网，以STEP7用户接口简单组态等。　　对中小型水厂自动化技术改造在我国尚属尝试阶段，应用不多，本项目注重设计与实际情况的紧密结合。例如，本厂的原水进水采用计量堰计量时一般会出现水面波动较大的现象，我们通过设置挡板以消除计量堰水面紊动，确保水位和流量信号检测准确；反冲洗水池抽水泵真空判断原以在真空表内设定固定真空值为准，为适应清水池水位大幅度变化要求，特改用在真空管路内水位提升浮球取得真空形成信号等。另外，进口自动监测仪表需稳定安全的工作环境才能正常发挥作用。对此我们在相关仪表前加设缓冲排气筒，出厂水经气水分离

8、后依靠重力流向仪表，相对稳定、平缓，使仪表正常工作。　　水厂生产实现自动化控制，改变了传统的生产运行方式，促进了净水处理技术水平的提高，经过一年多的实际运行证明，改造是成功的，达到了我们预期目的，提高了投药加氯的准确、连续性，提高了供水安全性，降低了药耗。当然，改造工程本身存在某些局限性，我们将精益求精