论无人值守泵站建立以及对现状的思考

科技强国、兴国在新时代的祖国神州大地上处处开花，大冶有色对标国内行业内铜产量较为靠前的紫金铜业等企业发现我们人均创收较低，先进的科学技术在有色上的应用已刻不容缓，特别是未来人员调整，在职人员的日益减少，使得更有利的无人值守岗位事必一跃进入当今的生产运行体系中。

一、控制标准与分解任务

生活水泵站的一个基本作用就是将来水过滤消毒后加压供应给消费者，而对于消费者来说，要满足的则是水质合格大于或等于百分之 99，其中质量上最重要的三个控制关键点：一是出水浊度小于1.0NTU，二是余氯检测必须大于 0.101mg/L ，三是消费者有水可用且水压适宜，在满足这三点之后，我们供应的水则是达标的。

针对这三点要求，我们需要利用离散式控制技术在电脑监控后台上通过构建组态来显示出水主管压力、出水浊度指数、出水余氯检测值等重要运行指标，来控制电机以及加药系统。再有针对性的围绕这三个指标来把控其合格区域内，最后组建构成一个系统并设置相应安防来加以确保运行的可靠。

二、无人值守泵房的建立

（1）管压的控制方案与要求

对于控制出水主管压力在 0.4MPa 至 0.45MPa 间，则只需确保水泵能变频调节，利用变频一方面方便自主调节电机转速来起到降压作用，来避免人工调节闸门开度，为无人控制打下基础，其次能起到一定节能作用。另外，清水池水量足够以确保供给侧水不断。对于这两点则需要在后台上能够反馈出水泵对应电压、电流、温度、频率、水位、清水池水量、出水瞬时流量、出水主管压力，另外现场反应对应单泵出口压力值做维修判断依据，那么要实现这些则需要在低压配电柜负荷侧采集母线电压、电流互感器的电流、变频器的频率信号、清水池里液位变送器的液位信号、出口流量计的瞬时流量信号、水泵出口压力变送器的压力信号；对于启动控制条件也应在后台上反应出来，即水环式真空泵所抽真空压力值，真空罐对应水位指示，以确保真空值不够时，真空泵能自动抽真空，真空泵组必须有两台并列运行与管线中，一主一备，便于检修切换使用，并定期切换使用，确保机械运行正常，同时检测了电气线路的完好度，这里需要采集的信号是真空罐的液位信号、对应真空泵的启停状态和控制信号、真空管道内的负压值、对应控制电磁阀的启停状态和控制信号。对于水泵的选型则保证其运行扬程在 32 米至 48 米，经常运行扬程在 35 米至 42 米是最环保的，数量上应设置 4 台，一台主供泵、一台辅助泵，一台检修泵（备用泵为主供泵供水能力的 75% 1）、一台备用泵，运行工艺：主供泵主要负责工频运行，但也可以变频运行，辅助泵主要适用变频调节，但也可工频运行用来支持主供泵供水上的不足，变频器工作能力需求要有能够控制主供泵的变频容量，当流量大时，由主供泵工频运行，辅助泵变频运行；当流量较低时，变频器单控主供泵或辅泵运行，保证基本需求，在主供泵与辅泵的变频单独控制选择方面，依据当时流量情况以及所维持的低流量时间来决定切换，并应根据当时工艺状况选择手动方式切换来防止来回跳跃工作，另外水泵的选型上，因为泵房建设主要目的是为冶炼厂进行供水补给工作，所以需要采集近几年内冶炼厂运行中对水的需求量分别采集其最高日、平均日、最低日流量变化数据，还要参考每天高峰时、平均时、低谷时流量的变化数据，做出数据分析，比较最高时流量为平均时的倍率、最低时流量为平均时流量的倍率、则可算出最高时流量与最低时流量的相差量，再考虑一年内最高日、最低日的流量变化，算出最高日高峰时流量对应最低日低谷时流量的倍率，满足主供泵配置必须满足历史最高日最高时流量及扬程的要求 ，辅助用泵依据节能和补给设计原则配置，则应满足低流量运行状态下的工况进行配置，达到节能功效。

（2）出水浊度的控制方案与要求

针对出水浊度指标的控制小于 1.0NTU ，则一需要注意滤料的类型和剩余量，二需要实现滤池的自动反冲洗。滤料最好采用两层铺设，以石英砂作为主体滤料层，上层铺设一层细颗粒的无烟煤或采用无烟煤柱的方式放置池中，并定期对滤料进行测定其剩余厚度，以保证过滤质量。采用钢簧管浮球液位计或激光液位计检测滤池液位，来实现滤池的自动反冲洗：当滤池过滤渗水能力下降，表现主要在于水位过高，则只需监测水位超过一定值时，则自动开启真空破坏阀破坏进水虹吸真空度，停止进水的同时，水环式真空泵启动对滤料层底部进行鼓气震动滤层让泥土分散开并流入下水沟外排，当达到对应下限水位时，真空泵停止鼓气，真空泵连通阀关闭，真空破坏阀关闭虹吸管真空度恢复，进水恢复，对应阀门、电机、水位信号都应该引入DCS 后台进行控制。同时，在监控后台上也应做出相应动态组态来显示滤池时时水位、阀门、罗茨式鼓风机、水环式真空泵的启停状态等运行工况，方便调度人员观看，并且滤池自动反冲应与出水流量存在“与”命题关系，必需出水流量低于一定值、滤池水位高过警戒值时，自动反冲才允许进行；另外，自动反冲的滤池同时工作的数量应控制在一个规定的经验值中，以免造成清水池水位下降过快，易造成低水位打空泵的风险，故应该在获取冶炼厂产量峰值对生产水的供应量最大时，能够反冲的池数的统计，在 DCS 后台中加入对应条件即可，故在编制 DCS 控制程序时，应采集大量对应流量时，反冲池的数量、反冲时间、反冲时清水池水位情况，以及对应出水浊度值，来作为一个启动条件的依据，且浊度值的设定应在正常范围内，以经验值为准 3。当然，有一个较大的清水池对应供水能力将大幅度提升。

（3）出水余氯的控制方案与要求

对于第三点：余氯的控制，余氯含量大于 0.101mg/L ，以保证饮用水卫生达标，来实现自动化则较为简易。需投入余氯在线检测仪，其中二氧化氯投人口的布置上应讲究科学，以便于充分混合，分三个点均匀的排列在清水池的上方，在配水渠中引入加药点来延长杀菌消毒的时间同时可以更好的与来水进行充分混合。同时余氯检测仪的安装点应在出口处设一点，清水池内也应取一点，起到多点精确检测，且自动投加机对余氯的采样尽可能频次高一些，对于余氯的采集数值精度上控制0.01 级别，考虑到水池的容积和加药混合时间，应对加药机调节器的参数设置上要考虑流量、容积变化的影响，以免加药机在流量水位变动的过程中的频繁动作改变投加量，对设备不利。

故在实现了以上三点：压力、自动反冲（包含浊度）、余氯控制，则在泵房正常运行时，基本上实现了无人化仅需调度和维护班来保证泵房的正常运营工作，但还需合理安排信号点的采集和输入 DCS 后台中，在监控后台中合理布置显示信号量和控制量方便调度员进行观察和操作，同时对应重要进出泵房大门、加药点、滤池液面、水泵机组、清水池水位、蓄水池水位需增设相应高清监控摄像，方便调度室一览无余。

三、现状分析

对于目前泵房，就生活一泵为例。滤池滤料过于单一，流失较快；清水池容量过小，不适应流量的突然增加；自动反冲洗没有，余氯在线检测仪失灵，自动投加控制失效；泵房现役电机与水泵效率不是目前最佳水平，能耗较大等。在诸多问题的情况下，能有效向无人值守方向上迈进一步的方法，可以安装滤池自动反冲洗，同时，将生活一泵与生活二泵清水池打通来扩容，使得生活一泵在流量猛增时也能更从容应对，另外在原有恒压控制上，将余氯在线检测进行恢复，实现自动投加，同时，增加网络通信上与冶炼厂的联系，了解当天用水需求情况，方便供水方提前做好相应对策，并定期对滤料余量进行检查、补充，因滤池已不可能推倒重来，故将原 D 型滤池改变为 V 型滤池来更好的实现恒水位自动反冲洗工作的设想对我厂不太容易实现4。以上便是我在供水车间工作一年半的收获，谢谢。

四、总结

无人值守泵房思路的建立只是抛转引玉，日后无人值守岗位会蓬勃发展来解决劳动力匮乏的问题，只要合理安排规划将机械与信息自动化进行合理配合，通过将历史运行日志等运行数据进行汇总分析，将必要条件写入程序中，通过大量必要条件组成选择选项，促成了执行元件工作运行正确，确保正确控制。

参考文献

1 选自《由宣州市自来水公司一泵房原水泵选型引发的思考》安徽省宣州市自来水公司 沈显勇

2 选自《取水泵站与输水泵的水泵配置分析》上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司（200092）李静毅

3 选自《滤池运行管理中降低滤后水浊度的措施》长春水务集团吉林 长春 130022 王冬梅 宋晓芳

4 选自《自来水V 型滤池的关键工艺程序》大丰市自来水有限公司，江苏 大丰 224100 彭祥