安科瑞王丹丹acrel2021
【摘要】:隨著水廠水質(zhì)管理技術(shù)和管理水平的提升,達(dá)到了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,快速處理事故,優(yōu)化了水資源的利用率,提高了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,從而有效地提高供水安全,為水廠工藝調(diào)整提供保障。
【關(guān)鍵詞】:在線監(jiān)測(cè)設(shè)備;水質(zhì)管理平臺(tái);研究
1.水廠在線水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理模式
現(xiàn)通過舉例烏魯木齊市紅雁池水廠中在線水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用,來說明在線水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水質(zhì)管理中的作用。烏魯木齊市紅雁池水廠是烏魯木齊烏拉泊水庫供水,將水送到水廠,水處理合格后,再輸送給用戶。該水廠分為東廠區(qū)和西廠區(qū),目前供水量為17萬立方,可供51萬戶居民日常用水。
本水廠中在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)是由在線監(jiān)測(cè)設(shè)備(濁度計(jì)、PH計(jì)、余氯分析儀、氨氮在線監(jiān)測(cè)儀、電導(dǎo)率儀、溶解氧測(cè)定儀、出水顆粒儀等監(jiān)測(cè)設(shè)備)為主,通過相關(guān)的專用分析軟件、網(wǎng)絡(luò),將水樣采集、水樣預(yù)處理、水樣測(cè)量、數(shù)據(jù)處理的過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),形成數(shù)據(jù)后發(fā)送至水質(zhì)管理平臺(tái),為有效保障水廠生產(chǎn)、工藝調(diào)節(jié)提供可靠保障。
2.水廠水質(zhì)管理中在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成
在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是由在線監(jiān)測(cè)設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制器、數(shù)據(jù)傳輸、水質(zhì)管理平臺(tái)組成。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為采樣模塊、配水模塊、分析模塊和控制模塊四大模塊,系統(tǒng)的主要功能就是自動(dòng)完成樣品的采集、分析以及數(shù)據(jù)的采集和傳輸任務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)后,就會(huì)按系統(tǒng)設(shè)定的程序自動(dòng)開始采集水樣、分析水樣,然后監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集傳輸傳到水質(zhì)管理平臺(tái)的服務(wù)器并保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
2.2在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理
紅雁池水廠在線檢測(cè)系統(tǒng)中在線設(shè)備數(shù)量較多,在原水、澄清池、濾后水、出水等主要環(huán)節(jié)均安裝有在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至水質(zhì)管理平臺(tái),水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心管理本水廠水質(zhì)管理工程平臺(tái),通過實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)檢測(cè)與在線設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì),確定在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性。該廠在線監(jiān)測(cè)設(shè)備為安科瑞生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表APM520、智能操控裝置ASD500、0.4kV電流互感器AKH-0.66、智能網(wǎng)關(guān)Anet系列等。
2.2.1遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制器
本水廠中,采用安科瑞Anet系列遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)傳輸終端設(shè)備,該設(shè)備支持接收上級(jí)主站系統(tǒng)下達(dá)的命令,并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元,完成對(duì)廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分合閘遠(yuǎn)程控制或裝置的參數(shù)整定,實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能,以達(dá)到遠(yuǎn)動(dòng)輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。
2.2.2網(wǎng)絡(luò)電力儀表
水體的濁度主要來源于上游水源中的原水,水在流動(dòng)過程中帶動(dòng)水底泥沙會(huì)增加水體的濁度。在本水廠中,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的且全部為安科瑞制造,APM5系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表(以下簡稱儀表)按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),具有全電量測(cè)量、電能統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析(包括諧波、間諧波、閃變)、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、沖擊電流等記錄)、事件記錄功能及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能,主要用于電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控。該系列儀表配有功能豐富的DI/DO模塊、AO模塊、無線通訊模塊、漏電測(cè)溫模塊,可以靈活實(shí)現(xiàn)電氣回路全電量測(cè)量及開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控。
2.2.3智能操控裝置
本水廠具有每天產(chǎn)出17萬方水的供水能力,水廠運(yùn)用在線設(shè)備對(duì)水廠水質(zhì)中PH指標(biāo)進(jìn)行控制。在本水廠中共計(jì)5臺(tái),且全部為安科瑞制造,ASD系列開關(guān)柜綜合測(cè)控裝置用于3~35kV戶內(nèi)開關(guān)柜,適用于中置柜、手車柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜。具有一次回路模擬圖及開關(guān)狀態(tài)指示,高壓帶電顯示及核相,自動(dòng)溫濕度控制,加熱回路故障告警,分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測(cè)量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點(diǎn)無線測(cè)溫,人體感應(yīng)自動(dòng)照明,語音提示,電參數(shù)測(cè)量及RS485通訊接口等眾多功能,集操作、顯示于一體,這些功能的具備保障了PH計(jì)的使用簡單、便捷,使傳送到水質(zhì)管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠,達(dá)到及時(shí)調(diào)整工藝的目的。
2.2.4電流互感器
根據(jù)本水廠的生產(chǎn)狀況,選用安科瑞互感器配套網(wǎng)絡(luò)電力儀表,產(chǎn)品翻蓋式設(shè)計(jì),外形美觀,接線方便。翻蓋材料選用透明聚碳酸酯,能清楚看到二次引線接線情況。立式方孔型,可穿越1-3根匯流排,不但具有Ⅰ、Ⅱ型的特點(diǎn),而且可作供電系統(tǒng)計(jì)量電能用,以及可與電流繼電器配套作保護(hù)用。
2.2.5水質(zhì)管理平臺(tái)
水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心作為制水廠水質(zhì)數(shù)據(jù)管理部門,管理該水質(zhì)管理工程平臺(tái),通過實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)檢測(cè)與在線設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì),確定在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的穩(wěn)定性。水質(zhì)管理平臺(tái)是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中反饋、集合的中心層面,在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中水質(zhì)管理平臺(tái)是由2臺(tái)監(jiān)控電腦、數(shù)據(jù)控制軟件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、現(xiàn)場(chǎng)控制單元ECU、PLC控制站等組成,通過多連接途徑的傳輸系統(tǒng),對(duì)供水生產(chǎn)工藝,水質(zhì)變化情況進(jìn)行控制。水質(zhì)管理平臺(tái)具有調(diào)節(jié)液位、壓力、流量、流速等參數(shù),故障判斷、報(bào)警等功能。水質(zhì)管理平臺(tái)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠得到有效可靠的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化管理。
3.AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)
3.1平臺(tái)概述
安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系,AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置,用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度,監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效,保護(hù)污水廠運(yùn)行安全可靠,提高污水廠能效,為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。
3.2平臺(tái)組成
AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成,涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等,貫穿水務(wù)能源流的始終,幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺(tái)、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況,并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。
3.3平臺(tái)拓?fù)鋱D
3.4平臺(tái)子系統(tǒng)
3.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控
對(duì)水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù),實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能,對(duì)異常情況及時(shí)預(yù)警。
監(jiān)測(cè)變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。
3.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理
水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波,通過監(jiān)測(cè)其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量,并配置對(duì)應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。
3.4.3電動(dòng)機(jī)管理
馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對(duì)過載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息,對(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制,監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。
3.4.4能耗管理
為水務(wù)搭建計(jì)量體系,顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗,通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向,找出能源消耗異常區(qū)域。
將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中,從多個(gè)維度對(duì)比分析,實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)比,幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗,能源成本,標(biāo)煤排放等的情況。
能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)?、冷熱量消耗量,同環(huán)比對(duì)比分析,能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算,標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。
能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu),分別進(jìn)行能效分析,契合能源管理體系要求,可對(duì)各車間/職能部門的能效水平進(jìn)行分析,同比、環(huán)比、對(duì)標(biāo)等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)圖,并進(jìn)行同比和環(huán)比分析,同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國家指標(biāo)對(duì)標(biāo),以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝,從而降低能耗。
3.4.5智能照明控制
系統(tǒng)為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案,支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式,模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能,盡量利用自然光照,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到安全、節(jié)能、舒適目的。
3.4.6電氣安全
3.4.6.1電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度,實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。
3.4.6.2消防應(yīng)急照明和疏散指示
根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動(dòng)疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù),通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。
3.4.6.3消防設(shè)備電源監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的工作電源是否正常,保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。
3.4.6.4防火門監(jiān)控系統(tǒng)
防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門器、電磁釋放器的工作狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疏散通道防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài),顯示終端設(shè)備開路、短路等故障信號(hào)。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來,當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí),防火門監(jiān)控器能發(fā)出報(bào)警信號(hào),能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息,保障了電氣安全的可靠性。
3.4.7環(huán)境監(jiān)測(cè)
污水廠、自來水廠、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度展示和預(yù)警,保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng),排除隱患,保持良好的水處理環(huán)境。
3.4.8分布式光伏監(jiān)測(cè)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數(shù)及斷路器開關(guān)狀態(tài),逆變器運(yùn)行監(jiān)視,對(duì)逆變器直流側(cè)每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率,逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量進(jìn)行監(jiān)測(cè),以曲線方式繪制上述監(jiān)測(cè)的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。
平臺(tái)結(jié)合廠區(qū)實(shí)際分布情況,通過3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況,顯示匯流箱、并網(wǎng)點(diǎn)位置,各個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。
3.4.9工藝仿真監(jiān)控
平臺(tái)通過2D、3D方式實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在格柵清渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機(jī)保護(hù),進(jìn)行短路、過流、過載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、逆序、溫度等保護(hù)以及外部故障連鎖停機(jī),與PLC、軟啟、變頻器等配合,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制,監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。
4相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單
4.1電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
5.結(jié)語
針對(duì)水源水水質(zhì)的特點(diǎn),烏魯木齊紅雁池水廠選擇了39臺(tái)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備,建立了完整的在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用,在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備均能夠及時(shí)準(zhǔn)確地反映水質(zhì)實(shí)際變化情況,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,將現(xiàn)代化技術(shù)和信息化手段融為一體,大大優(yōu)化了水質(zhì)變化情況的控制率,同時(shí)對(duì)水廠生產(chǎn)及工藝調(diào)整過程中水質(zhì)變化進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控,從而提高了供水的可靠性、安全性。通過本水廠在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)管理工程中的應(yīng)用的研究發(fā)現(xiàn),水廠要按照水廠水質(zhì)的實(shí)際情況,選擇合適的在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),為水廠工藝調(diào)整和供水安全提供有利保障。