杜新城

[摘 要]本文主要簡(jiǎn)述了某凈水廠生產(chǎn)工藝概況。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)水廠各工段的主要設(shè)備與技術(shù)參數(shù)，中控室、水廠各工段的PLC站的設(shè)置和工藝要求，及水廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的選型與技術(shù)參數(shù)，對(duì)水廠各工段的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行了講述。

[關(guān)鍵詞]生產(chǎn)工藝；設(shè)施、設(shè)備；自控系統(tǒng)；工藝流程；工藝要求；視頻監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU991.24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）01-0028-04

引言：隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，水處理技術(shù)也在不斷的發(fā)展、完善，同時(shí)對(duì)自來(lái)水水質(zhì)的要求也越來(lái)越高。對(duì)一個(gè)水廠，你只有充分了解它，才能管理好它并更好的為社會(huì)服務(wù)。

1.概況

水廠總占地面積：102.9畝（68616 m2）。該水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為水量可達(dá)9萬(wàn)m？/d。其中日供粗質(zhì)水3萬(wàn)m？/d ，日生產(chǎn)水6萬(wàn)m？/d，分二期建設(shè)，一期為3萬(wàn)m？/d，于1998年左右建成，共計(jì)構(gòu)筑物（地下或半地下水池）7項(xiàng)，建筑物10項(xiàng)，部分建構(gòu)筑物土建工程按6萬(wàn)m？/d進(jìn)行設(shè)計(jì)。

園區(qū)水源采取以引灤河水為主要水源。

2.運(yùn)行要求：供生產(chǎn)水流量：530--580 m3/h。

3.供水設(shè)施

水廠總建筑面積：10820 m2，水廠主要由原水調(diào)節(jié)池、進(jìn)水泵房、加藥加氯間、反應(yīng)池、沉淀池、濾池、清水庫(kù)、送水泵房組成，廠二期留有空地。建筑物層數(shù)：綜合樓、管網(wǎng)維修站為三層；濾站局部為三層、加氯加藥間局部為二層；其余均為一層。

4.原水管線及供水管網(wǎng)

給水管網(wǎng)：沿園區(qū)主干道敷設(shè)直徑600mm-1000 mm的環(huán)形干管，其它道路敷設(shè)直徑100 mm-500 mm的供水管，供水壓力按滿足六層民用建筑即24米水壓考慮。管網(wǎng)長(zhǎng)度約22.63公里，管材以球墨鑄鐵管為主，有部分鋼管和石棉水泥接口的鑄管，供水管網(wǎng)管齡多在十年以上。

5.工藝流程

水廠工藝流程：引灤水源→調(diào)節(jié)池→取水口→進(jìn)水泵房→靜態(tài)混凝器→反應(yīng)池→斜管沉淀池→四閥濾池→清水池→吸水井→送水泵房→市政管網(wǎng)

主要構(gòu)筑物及設(shè)備

1.原水調(diào)節(jié)池

水廠調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)蓄水能力：60000 m3；最大蓄水能力：90523 m3，設(shè)計(jì)水位5m；警戒水位：5.5m，運(yùn)行水位：2.5—5m。

2.進(jìn)水泵房

進(jìn)水泵房建筑面積：479.1m2，內(nèi)有水泵間、配電間，現(xiàn)有7臺(tái)水泵機(jī)組，1#—4#泵用于生產(chǎn)，5#—#號(hào)泵用于供粗質(zhì)水。

2.1主要設(shè)備

2.1.1水泵機(jī)組

2.1.2變頻器

2.1.3閘閥

2.1.3.1進(jìn)水閥門

2.1.3.2出水閥門

2.1.4附屬設(shè)備

3.混合、絮凝、沉淀池

3.1 混合、絮凝（混合反應(yīng)）

混合反應(yīng)池?cái)?shù)量：2座

3.1.1運(yùn)行參數(shù)

混合反應(yīng)運(yùn)行參數(shù)見下表

3.1.2運(yùn)行要求

混合反應(yīng)后，反應(yīng)池出口應(yīng)有明顯絮體出現(xiàn)。分離度高、密實(shí)、沉淀。反應(yīng)池內(nèi)排泥按技術(shù)操作要求，定期進(jìn)行。反應(yīng)池每年進(jìn)行一次全面清洗。

3.2 沉淀

3.2.1運(yùn)行參數(shù)

沉淀池?cái)?shù)量 ：2座

沉淀池單池流量 15000m3/d

沉淀池運(yùn)行水位 8.90m

停留時(shí)間 ≥30min

排泥歷時(shí) ≥6 h

3.2.2水質(zhì)檢驗(yàn)

3.2.3運(yùn)行要求

排泥車運(yùn)行時(shí)間

源水濁度≤20mg/L時(shí)，排泥歷時(shí)≤12小時(shí)。

源水濁度>20mg/L時(shí)，排泥歷時(shí)24小時(shí)連續(xù)排泥

沉淀池穿孔排泥管排泥定期進(jìn)行。

沉淀池水位不宜頻繁變化。

沉淀池表面每月沖洗一次。

斜管沉淀池每6個(gè)月全面清洗一次

4.濾站

濾站現(xiàn)有四閥濾池5個(gè)

過(guò)濾

4.1 濾池運(yùn)行參數(shù)

運(yùn)行水位：7.8-8.0 m 液位計(jì)顯示：1.8-2.0 m

濾速范圍：6.55-7.0 m / h 濾池有效過(guò)濾面積：42 m3

運(yùn)行周期：濾池水頭損失不大于2.0 m或?yàn)V后水濁度不大于0.8NTU。

沖洗水位：17.5-18.2 m 液位計(jì)顯示：2.3-3.0 m

沖洗強(qiáng)度：15L/s.m2 沖洗時(shí)間：6min

膨脹率：45% 含泥量：砂濾料<0.8%

濾床參數(shù)見下表：

承托層參數(shù)見下表：

4.2 運(yùn)行要求；

濾層含泥量每年高峰前后各測(cè)一次。

墊層平整度每年高峰前后各測(cè)一次。

濾料級(jí)配每年測(cè)定一次。

沖洗強(qiáng)度及膨脹率每年測(cè)定兩次。

4.3 排水池排泥機(jī)每年檢測(cè)兩次。

5.加藥

混凝藥劑的投加

5.1 藥劑的品種

品種：聚合氯化鋁 AL2（OH）nCL6-nLm n=1—5， m≤10

5.2 加藥方式及加藥點(diǎn)

加藥方式：泵投加。

設(shè)備：流動(dòng)電流檢測(cè)儀、變頻器、計(jì)量泵。

加藥點(diǎn)：靜態(tài)混凝器前。

5.3 加藥工藝流程圖

儲(chǔ)藥池——吸藥井——攪拌罐——溶液池——計(jì)量泵——加藥點(diǎn)

5.4 投藥量的確定：投藥部門根據(jù)化驗(yàn)室當(dāng)日指標(biāo)調(diào)整投加藥量

設(shè)備投藥能力：1200L/h 一用一備

投藥量計(jì)量：計(jì)量泵。

5.5 運(yùn)行要求：

生產(chǎn)中藥劑投加必須做到計(jì)量準(zhǔn)確、調(diào)整及時(shí)、藥液濃度穩(wěn)定。

6.加氯

6.1 加氯的品種

品種：次氯酸鈉溶液

外文名 ：Sodium Hypochlorite

次氯酸鈉溶液是次氯酸鈉的溶解液微黃色溶液有似氯氣的氣味是化工業(yè)中經(jīng)常使用的化學(xué)用品

6.2技 術(shù)參數(shù)：設(shè)計(jì)投氯量：7mg/L 最大投氯量：10mg/L。

6.3 運(yùn)行要求：投氯必須做到計(jì)量準(zhǔn)確，投加均勻，調(diào)整及時(shí)，檢驗(yàn)及時(shí)

7.污水回用系統(tǒng)

廠生產(chǎn)反沖水等經(jīng)管道流入排水池，經(jīng)沉淀后污泥由排泥機(jī)排入污泥存放場(chǎng)地，水再經(jīng)管道流入廠調(diào)節(jié)池，以節(jié)約水源。

廠內(nèi)排水池兩座，每座平面面積：578m2。

8 清水庫(kù)

清水庫(kù)數(shù)量：2座

8.1 運(yùn)行參數(shù)

清水庫(kù)總?cè)萘浚?8900 m3

清水庫(kù)總有效容量： 8000 m3

清水庫(kù)運(yùn)行水位：2.2-4.8m 液位計(jì)顯示：1.0-3.6m

8.2 清水庫(kù)運(yùn)行要求

清水庫(kù)清刷周期3—5年。

清水庫(kù)上面的通風(fēng)孔、人孔必須加罩加銷。

清水庫(kù)設(shè)備完好率>98%。

9 送水泵房

送水泵房建筑面積：980.55m2，內(nèi)有水泵間、高、低配電室、值班室等組成，現(xiàn)有6臺(tái)水泵機(jī)組。

9.1 運(yùn)行要求

水泵電機(jī)電流不能超過(guò)額定值。

環(huán)境溫度≤35℃時(shí)，電流按額定處理。

環(huán)境溫度>35℃時(shí)，實(shí)際電流較額定電流遞減。

實(shí)際電壓與額定電壓相差±10%范圍內(nèi)。

送水泵房設(shè)備完好率≥98%。

運(yùn)行中水泵效率≥75%。

9.2 主要設(shè)備

9.2.1水泵機(jī)組

9.2.2變頻器

9.2.3閘閥

9.2.3.1進(jìn)水閥門

9.2.3.2出水閥門

9.2.4附屬設(shè)備

10 其它構(gòu)筑物

10.1 綜合辦公樓

10.1.1建筑面積：2525 m2

10.1.2建筑占地面積：1305 m2

10.1.3其它

建筑層數(shù)：局部三層

建筑層高：二、三層組團(tuán)層高3.6m，單層層高4.2m。

10.2 管網(wǎng)維修樓

建筑面積：789.98 m2

建筑層數(shù)：三層

10.3 除氟車間

建筑面積：337.3 m2

建筑層數(shù)：一層

10.4 傳達(dá)室

建筑面積：35.6 m2

建筑層數(shù)：一層

11 變配電系統(tǒng)

本廠為雙電源，二個(gè)電源同時(shí)供電，互為備用，負(fù)荷等級(jí)為一級(jí)負(fù)荷。廠區(qū)動(dòng)力及照明電源均采用電纜供電方式，電纜敷設(shè)采用電纜溝和直埋相結(jié)合的方式，廠區(qū)照明電纜采用直埋方式，廠區(qū)構(gòu)筑物均安裝避雷設(shè)施，并有可靠的接地極。

11.1高壓供電室

建筑面積： 212.4 m2，內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜14面分別為：

11.2低壓供電室

建筑面積： 212.4 m2

內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜28面分別負(fù)責(zé)全廠所有部位的電力供應(yīng)

12 自動(dòng)化系統(tǒng)

12.1 生產(chǎn)自控系統(tǒng)

本水廠自控系統(tǒng)為總線型，集中管理分散控制的集散系統(tǒng)，分為現(xiàn)場(chǎng)層和廠調(diào)度兩層，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)采集站或操作站，廠調(diào)度室為中心管理站，各站通過(guò)MB+網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)等通訊

一.現(xiàn)場(chǎng)站

現(xiàn)場(chǎng)站完成該站重要工藝參數(shù)的采集或過(guò)程控制及數(shù)傳通訊

1.1#PLC完成源水水質(zhì)、進(jìn)水泵房、加氯加藥工藝參數(shù)的連續(xù)檢測(cè).

2.濾站設(shè)2#-7#PLC，1CD—6CD操作臺(tái)及一臺(tái)工控機(jī)，2#--6#PLC分別完成1#--5#濾池工藝參數(shù)的采集及過(guò)程自動(dòng)控制，在1CD—5CD操作臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)濾池的單步自動(dòng)控制，便于調(diào)試和維修，7#PLC，6CD完成反沖洗泵的開?？刂埔詫?shí)現(xiàn)高位水箱自動(dòng)上水及液位控制

3.8#PLC設(shè)在變配電室儀表間，完成清水庫(kù)、出廠水質(zhì)、送水泵房、出廠干管工藝參數(shù)的連續(xù)檢測(cè)

二.中心調(diào)度室

中心調(diào)度室為全廠的中心管理站，現(xiàn)場(chǎng)站采集的工藝參數(shù)通過(guò)MB+網(wǎng)送至上位工控機(jī)，為保證系統(tǒng)可靠性，配置兩臺(tái)工控機(jī)，調(diào)度人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上的工藝流程圖、數(shù)據(jù)表格、趨勢(shì)圖等了解全廠生產(chǎn)的運(yùn)行情況，并可進(jìn)行報(bào)警打印、報(bào)表打印及統(tǒng)計(jì)計(jì)算，中心調(diào)度室配置管理用微機(jī)一臺(tái)，完成生產(chǎn)報(bào)表打印、PLC組態(tài)，軟件開發(fā)等，中心調(diào)度室配置大屏幕投影子系統(tǒng)，可將工控機(jī)屏幕上的畫面清晰的投影到120”的屏幕上，也可播放有關(guān)錄像資料

三.軟件功能及編程要求

1.Modsoft編程軟件的功能

該軟件是集成化的編程軟件，可用于對(duì)Modicon可編程控制器（PLC）進(jìn)行編程、編輯、生成檔案文件，其應(yīng)用范圍包括：圖形編輯，文本編輯，應(yīng)用組態(tài)，控制器間的數(shù)據(jù)通訊，檔案文件的生成等，Modsoft在中心調(diào)度室管理機(jī)上運(yùn)行，

2.監(jiān)控軟件的功能要求

監(jiān)控軟件FIX-DMACS在中心調(diào)度室主機(jī)和濾站控制室微機(jī)上運(yùn)行該軟件是操作人員和計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的界面，F(xiàn)IX支持Modbus plus通訊協(xié)議，使上位主機(jī)與PLC通過(guò)MB+網(wǎng)進(jìn)行數(shù)傳通訊，因此FIX軟件是實(shí)現(xiàn)水廠自動(dòng)化的核心軟件，其功能直接影響水廠的自動(dòng)化水平

自控主要件：美國(guó)AB公司產(chǎn)，1747-L541 CPU模擬處理器 1746-N18模擬（計(jì)算機(jī)）輸入系統(tǒng)（8路） 1746-N14模擬輸入（4路） 1784-KTX通訊聯(lián)接卡 1747-CD10雙軸電纜 1746-OW16繼電器輸出數(shù)組 1746-P2電源 1746-A10機(jī)架1746-1B16直流輸入數(shù)組 信號(hào)隔離器 日本 K-YNIT SIGNAL CONDITIONER 產(chǎn) 型號(hào)KWVS-AAA-R 輸入：4-20MA DC 兩路輸出：4-20MA DC 工作電壓：24V DC 繼電器：RY4S-U DC：24V

12.2廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)

12.2.1點(diǎn)位設(shè)計(jì)

廠重點(diǎn)部位：調(diào)度室、財(cái)務(wù)室、藥品庫(kù)、清水庫(kù)等應(yīng)裝有攝像機(jī)。

廠生產(chǎn)工藝：為了生產(chǎn)的安全進(jìn)行和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，在廠生產(chǎn)中對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵設(shè)備處要裝有攝像機(jī)。

廠區(qū)安全：在廠區(qū)內(nèi)合適位置、在相應(yīng)建筑物樓頂設(shè)置動(dòng)點(diǎn)攝像機(jī)

本次共按裝45個(gè)點(diǎn)位，基本完成了全廠生產(chǎn)及廠區(qū)的全覆蓋。

12.2.2攝像機(jī)

根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的情況需要。采用高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化槍機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)紅外防爆一體化槍機(jī)及高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化球機(jī)相結(jié)合的方式。

攝像機(jī)選型

1.高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化槍機(jī)（DS-2CD4220YFQ-IS）

是集傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器于一體的嵌入式數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品。采用嵌入式操作系統(tǒng)和高性能硬件處理平臺(tái)，系統(tǒng)調(diào)度效率高，代碼固化在Flash中，體積小，具有較高穩(wěn)定性和可靠性，其主要特性如下

分辨率200萬(wàn)像素（1920*1080）

2.高清紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（DS-2CD2720FD-IS）

采用先進(jìn)的視頻壓縮技術(shù)，支持H.264/MJPEG 多種編碼方式，處理靈活，支持變碼率，在設(shè)定視頻圖像質(zhì)量的同時(shí)，也可限定視頻圖像的壓縮碼流。

分辨率200萬(wàn)像素（1920*1080）

支持雙碼流，可使用手機(jī)監(jiān)控。

3.高清網(wǎng)絡(luò)紅外防爆攝像儀（DS-FB4024）

隔爆攝像儀集傳統(tǒng)的模擬隔爆攝像機(jī)儀和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器于一體的嵌入式數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品。采用嵌入式操作系統(tǒng)和高性能硬件處理平臺(tái)，系統(tǒng)調(diào)度效率高，代碼固化在Flash中，體積小，具有較高較高性和可靠性，其產(chǎn)品特性如下：

采用先進(jìn)的視頻壓縮技術(shù)，支持H.264/MPEG4/MJPEG 多種編碼方式，處理靈活，支持變碼率，在設(shè)定視頻圖像質(zhì)量的同時(shí)，也可限定視頻圖像的壓縮碼流。

分辨率200萬(wàn)像素（1920*1080）

支持雙碼流，可使用手機(jī)監(jiān)控。

4.高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化球型機(jī)（DS-2DE718D-Y）

智能球機(jī)是集網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能、視頻服務(wù)器功能和高清智能球功能為一體的新型網(wǎng)絡(luò)智能球。智能球安裝方便、使用簡(jiǎn)單，不需要繁瑣的綜合布線。

分辨率200萬(wàn)像素（1920*1080）

云臺(tái)控制

智能球可通過(guò)多種方式進(jìn)行水平及垂直方向的運(yùn)動(dòng)控制、鏡頭變倍等控制，控制方式包括控制鍵盤、NVR及其瀏覽器。

2.12.2.3硬盤錄像機(jī)

硬盤錄像機(jī)選用NVR DS-8616N-E8機(jī)型

該機(jī)支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入，可以接入網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)快球和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，可接入第三方網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，也可通過(guò)協(xié)議自定義方式接入第三方攝像機(jī)。

最多支持8個(gè)SATA硬盤，每個(gè)SATA硬盤支持最大容量為4T

12.2.4千兆交換機(jī)

12.2.4.1全千兆以太網(wǎng)交換機(jī)選用NETGEAR（美國(guó)網(wǎng)件公司）GS308，該產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)接口：用10BASE-T 100BASE-TX或1000BASE-T的RJ-45接頭 網(wǎng)絡(luò)線纜：超五類（Cat 5e）或更佳的以太網(wǎng)線 端口數(shù)量：8 電源適配器：12V@0.5A直流輸入 功耗：3.8W（最高）

12.2.4.2千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，NETGEAR JGS516，內(nèi)存 2MB，？傳輸速率？10Mbps/100 Mbps/1000 Mbps ，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3i， 802.3u， 802.3ab，802.3x，端口數(shù)量16，接口介質(zhì) 10/100/1000Base-TX，傳輸模式 全雙工/半雙工自適應(yīng)，交換方式 存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)？。

12.2.5光纖接收器

選用netLINK HTB-1100S型光纖接收器，HTB-1100S是10/100M自適應(yīng)雙纖雙向單模光纖收發(fā)器，它完全符合IEEE802.3 10BaseT， IEEE802.3u 100BaseTX， 100Base-FX標(biāo)準(zhǔn)。并已通過(guò)了信息產(chǎn)業(yè)部電信設(shè)備進(jìn)網(wǎng)檢測(cè)，所有技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到了入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

12.2.6錄像機(jī)內(nèi)硬盤

選用ST3000VXOOO，3T，7200，3.5”，SATA硬盤（每臺(tái)NVR硬盤錄像機(jī)內(nèi)裝8塊）。

12.2.7網(wǎng)絡(luò)線纜

廠區(qū)主線采用4芯單模光纖。

建筑物內(nèi)采用超五類雙絞線。

12.2.8網(wǎng)絡(luò)鍵盤

采用DS-1100K 網(wǎng)絡(luò)鍵盤。

結(jié)語(yǔ)：水廠自上世紀(jì)90年代建成，正式生產(chǎn)已經(jīng)有十幾年的時(shí)間，設(shè)備已進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行著穩(wěn)定的生產(chǎn)。

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