市政污水厂运行优化管理（十）

1. 污水提升泵的自控系统的优化实现

   水泵的液位控制在合理的范围内，使水泵的工况条件在水泵的高效段内，达到水泵低能耗高效能的运行，这是水泵优化的方向。在实际中由于进水流量的实时变化，使这种优化有很大的设计挑战，有相当多的文献资料对水泵的高效运行控制进行探讨，也给出了非常多的控制思路，这些控制思路由于对进水流量的敏感更高，人工操控已经无法满足高精度的运行控制，因此都需要自控系统来完成，自控系统在设计之初缺少对进水流量、液位的实际工况数据的收集，使自控系统的设计与实际相差较大，也导致自动控制很难实现。自控系统的优化控制理论的实践要如何进行的呢？

   总体来说自动控制实现能耗的降低，首先需要对运行工况数据进行实时准确的收集，这需要污水厂在污水提升泵房内设置足够多的检测仪表：液位计是参与污水提升自控系统的重要仪表，液位计的选型要考虑泵房的实际的工况，提升泵的泵坑上方有污水蒸汽，泵坑液面会有大量的浮渣垃圾堆积这些都会对液位检测产生影响，污水厂可以根据厂内泵坑内的实际情况选择不同种类的液位计（超声波、压力式等）来提供精确的液位数据；对于流量计也需要选择合理的准确的流量计，如果在水泵提升后有总进口的管道式电磁流量计可以采用作为控制的数据，如果是分管的流量计就需要做积算以后在进行数据的采用；对能耗控制要求较高的污水厂可以在污水提升泵的供电控制柜内设置电度计量表，作为能耗控制的衡量数据；对实际安装的管路净高度、管件数量等进行水泵扬程的核算，并结合之前统计的各种工况下的泵坑内的液位数据进行不同工况下的水泵扬程核算，做好核算数据的收集；对水泵的运行样本数据要收集并分析水泵高效运行区段的扬程和流量数据，并上下浮动5~8%之间作为水泵的高效控制区间，作为能耗优化的自控系统的控制基础。以上这些数据是作为自动控制系统中需要收集的具体数据，污水厂需要在优化工作开展之前，对这些数据的采集并整理成自控的基础数据。

控制系统的硬件设施除去在线收集的数据仪表外，还有水泵的变频控制系统，水泵变频控制系统是保持水泵能够平滑的进行流量调整的控制系统设备，仅靠工频运行的水泵可调整的流量是矩形分布的，变频的控制水泵可以实现平滑的曲线分布，这样在进厂污水逐步上升的过程中，水泵也能保持在高效的范围内平滑增大流量，这样可以降低依靠水泵开停台数来实现的流量调控，节能的效果会显著提高。作为自控系统来说，具有一个PLC控制器也是必不可少的，针对污水提升泵房是需要单独设置一个PLC控制单元的，并且需要针对水泵的能耗曲线和工况特点进行编程，并能够根据采集的实时数据进行程序运算后对现场水泵进行控制，通过现场安装的PLC最终实现水泵提升的能耗优化的自动控制。具备了上述的硬件以后，就需要对软件部分进行条件的设定，由于污水厂的运行人员大部分不是自控专业，对自控系统的理解并不是很到位，这里也不展开对自控系统内部核心程序的讲解，只从污水厂运营管理的角度提出相应的自控要求。a、确定水泵运行的控制方式，恒定液位还是恒定流量。两种方式带来不同的控制策略，这需要污水厂根据外管网的实际要求来进行确定，外管网对液位控制要求比较高的，就需要恒液位控制优先；没有特别的要求的，可以考虑在尽可能低的最高液位下恒流量运行。恒流量运行对污水厂的生化系统的友好性更强，但是恒液位往往是管理部门的重点强调的，污水厂要结合自身的优化需要，灵活采用水泵控制方式。b、将收集的基础数据提供到自控程序编写人员，程序人员必须使用现有真实的基础工况数据进行程序编写，这样才能在实现复杂的控制功能时能够准确的与实际工况吻合，而不是满足控制但是与实际不相符，最终也导致控制不能实时到位。

c、提出控制要求。污水厂需要实现水泵的高效运行，需要在不同的控制策略下实现区间内水泵的自动启停和频率调整，并且每一台水泵的扬程和流量在水泵样本的高效段内，这就是水泵能耗优化的自控系统的具体要求。这需要运行人员和自控编程人员深度交流水泵高效段的含义，每天进水流量的时变化情况，恒液位或者恒流量运行的控制目标等内容，才能让编程人员编制合理的控制程序。

d、目标实现。通过液位计数据、电度表数据、流量计数据等进行单台至多台水泵的流量和扬程的核算，复核水泵运行区间是否在设定的高效段内，如偏差较大，应进行程序调整，直至最终实现不同工况下，各台水泵的高效运行。污水提升泵的高效低耗的运行优化不是简单的水泵提升叠加，而是对水泵参数、运行工况、控制反馈参数等有全面的理解和应用，需要运营和自控两种不同专业共同融合进行设计，并且需要一段时间的调整和修改之后，实现水泵能耗节省的最大化，只有这样才能真正的实现水泵的能耗优化控制运行。