韓興連

摘 要：介紹了重慶地區(qū)凈水廠的工藝及廠區(qū)自動化現(xiàn)狀。提出了目前各廠存在的普遍問題，對今后該地區(qū)凈水廠自動化發(fā)展指出了方向。

關(guān)鍵詞：凈水廠；控制網(wǎng)絡(luò)；自動化

1 現(xiàn)狀

1.1 水處理工藝

重慶地區(qū)凈水廠的常規(guī)水處理工藝，一般包括混合、反應(yīng)、沉淀、過濾及消毒幾個過程。

⑴混凝反應(yīng)。原水由長江或嘉陵江經(jīng)取水泵房提升后，先經(jīng)過混凝工藝處理，即：原水+處理劑→混合→反應(yīng)→礬花水。自混合過程要求在加藥后迅速完成?；旌系姆椒ㄊ峭ㄟ^水力、機械的劇烈攪拌，使藥劑迅速均勻地散于水中。

⑵沉淀處理?；炷A段形成的絮狀體依靠重力作用從水中分離出來的過程稱為沉淀，這個過程在沉淀池中進行。水中的顆粒沉于池底，污泥不斷堆積并濃縮，定期排出池外。

⑶過濾處理。過濾一般是指以石英砂等有空隙的粒狀濾料層通過黏附作用截留水中懸浮顆粒，從而進一步除去水中細小懸浮雜質(zhì)、有機物、細菌、病毒等，使水澄清的過程。

⑷濾后消毒處理。水經(jīng)過濾后，濁度進一步降低，同時亦使殘留細菌、病毒等失去渾濁物保護或依附，為濾后消毒創(chuàng)造良好條件。消毒后的水由清水池經(jīng)送水泵房提升達到一定的水壓，再通過輸、配水管網(wǎng)送給千家萬戶。

凈水處理的這些環(huán)節(jié)都是由水廠自動化控制系統(tǒng)通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集[1]，如壓力和混濁度，從而來控制電氣設(shè)備以及加藥、進水管流量、出水管流量。重慶地區(qū)多數(shù)凈水廠已將水質(zhì)檢測技術(shù)、水處理控制技術(shù)、變頻節(jié)能技術(shù)、綜合自動化系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與水廠生產(chǎn)過程相結(jié)合，實現(xiàn)了濾池自動化、投加自動化、泵站自動化、水質(zhì)檢測自動化等全過程的自動控制及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的信息采集，并通過網(wǎng)絡(luò)與水廠監(jiān)控中心連接，實現(xiàn)“集中監(jiān)控和管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享”，以保證整個水廠的運行協(xié)調(diào)、一致。

1.2 控制網(wǎng)絡(luò)

目前凈水廠的自動化控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上劃分為三層。設(shè)備層：由現(xiàn)場的在線水質(zhì)監(jiān)測儀表、泵、閥、流量計、加氯機等設(shè)備組成；采集控制層：由車間控制中心和車間內(nèi)的分控柜組成，負責在線水質(zhì)參數(shù)的采集傳輸、現(xiàn)場設(shè)備的自動控制，并上報到水廠監(jiān)控中心；監(jiān)控層：由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、工程師站、操作員站、以太網(wǎng)交換機等組成。接收各個車間控制中心設(shè)備運行狀態(tài)、告警信息，實時顯示水廠工藝流程狀態(tài)，對設(shè)備可進行遠程控制?，F(xiàn)階段實現(xiàn)的過程自動控制內(nèi)容如下：取水泵站。取水泵房目前大都根據(jù)清水池水位調(diào)節(jié)水泵機組的運行臺數(shù)及電動閥的啟閉，包括真空泵自動引水及泵房內(nèi)排水泵的自動開、停；二級泵房。二級泵房根據(jù)出水壓力和流量來調(diào)節(jié)水泵運行臺數(shù)和閥門的開啟度。運行的水泵發(fā)生故障時，備用水泵能自動啟動投入運行。依靠閥門開啟度來調(diào)節(jié)出水流量和壓力會增加能耗并降低機組效率，因此部分水廠采用若干調(diào)速電機水泵機組來調(diào)節(jié)出水流量；投藥自動控制。混凝劑投加量主要根據(jù)原水水質(zhì)和水量來自動控制。目前只有個別水廠實現(xiàn)加藥自動控制，如玄壇廟水廠用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實現(xiàn)自動加藥，效果比較理想；沉淀池。目前沉淀池的自動控制內(nèi)容是排泥?？梢远〞r自動排泥，也可根據(jù)池中泥位自動排泥；濾池。

以上各工藝過程均采用PLC進行控制。若設(shè)備發(fā)生故障，均會報警，有的會自動停止運行或采用安全措施。例如，若清水池水位過低或發(fā)生水壓力過大，二級泵站除發(fā)出警報外，水泵還會自動停止。又如，若加氯間或氯庫探測器檢測到漏氯后，PLC可自動啟動抽氯風機和苛性鈉溶液泵，將氯和苛性鈉送入中和塔內(nèi)中和，同時發(fā)生警報。

2 存在問題

2.1 設(shè)備問題

設(shè)備方面存在的問題是影響水廠自動化系統(tǒng)正常運行的一個主要因素，具體表現(xiàn)在如下幾個方面[2]：質(zhì)量問題。水廠中有些設(shè)備容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，如堿度計、氯測定儀、濁度測定儀、PH測定儀、壓差變送器、加氯機、計量泵、調(diào)節(jié)閥、電磁流量計等，這些質(zhì)量問題有的是設(shè)備本身的質(zhì)量不過關(guān)，有的則是安裝或維護質(zhì)量達不到要求，但均影響了自動化系統(tǒng)的正常運行；配套問題。在有的水廠自動化系統(tǒng)中，外圍設(shè)備如傳感器、測量儀表及執(zhí)行機構(gòu)本身并無質(zhì)量問題，而是精度不夠或穩(wěn)定性達不到系統(tǒng)要求；備品備件問題。有些設(shè)備發(fā)生故障后，由于缺乏備品備件而一時無法修復，這對進口設(shè)備尤為明顯。

2.2 系統(tǒng)問題

目前的凈水廠自動化系統(tǒng)都是單獨系統(tǒng)，與全廠電氣系統(tǒng)的融合不夠。主要電氣設(shè)備，如較大功率的機泵的電氣參數(shù)采集不夠，無法對收集到的數(shù)據(jù)進行二次分析。另外，各水廠的數(shù)據(jù)報表系統(tǒng)存在不完整的情況，有些數(shù)據(jù)屬人為后期添加，對生產(chǎn)管理產(chǎn)生誤導。

3 發(fā)展趨勢

目前重慶地區(qū)各凈水廠的自動化控制系統(tǒng)雖然能夠滿足生產(chǎn)的需要，但離一個現(xiàn)代化的凈水廠還有一定的距離。未來的發(fā)展趨勢可以從以下幾方面入手：對水質(zhì)數(shù)據(jù)進行記錄；自動加藥、加氯控制實現(xiàn)方法。充分利用現(xiàn)代控制理論，如仿人智能控制、專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。實現(xiàn)時，應(yīng)對比確定經(jīng)濟、可靠的實現(xiàn)方法；增加主要機泵的電氣監(jiān)測，對參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析。計算設(shè)備的經(jīng)濟壽命及維修節(jié)點，還可進行狀態(tài)檢修與故障預測；利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的優(yōu)勢，采用開放的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和客戶機服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)遠程監(jiān)控、操作和綜合信息數(shù)據(jù)庫的訪問。

[參考文獻]

[1]董昆明.現(xiàn)代水廠自動化綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2011，24：43-45.

[2]王嵐.中小型水廠自動化改造中存在的問題探討[J].價值工程，2011，12：28-30.