中控系统与COD减排总量核查.ppt

城镇污水处理厂中控系统与COD减排总量核查深圳市大通水务有限公司二 九年六月上海 交流提纲 检测仪表简介自控系统简介中控系统与运营管理中控系统与总量核查存在问题和应对措施 交流提纲 检测仪表简介自控系统简介中控系统与运营管理中控系统与总量核查存在问题和应对措施 检测仪表概况 检测仪表是指能够对工艺和电气参数连续 实时地进行检测 显示和变送远传的仪器 检测仪表简介 某污水处理厂仪表概况 氧化沟工艺 检测仪表简介 源水水质和流量 粗格栅 提升泵 沉砂池 细格栅 流量计AI 源水瞬时流量DI 源水累计流量SITRANSF 检测仪表简介 源水水质AI PH SS COD NH3 N TP等 液位差计AI 粗格栅液位差SITRANSL 液位计AI 提升泵房液位SITRANSL 功率变送器AI 电机工作功率 电能变送器AI 电机电能消耗 粗格栅和提升泵房 检测仪表简介 液位差计AI 细格栅液位差SITRANSL 细格栅和沉砂池 检测仪表简介 厌氧池和氧化沟 污泥浓度计AI 污泥浓度SITRANSL ORP分析仪AI 氧化还原电位 硝氮分析仪AI 硝酸盐氮 污泥浓度计AI 污泥浓度SITRANSL 溶解氧分析仪AI 溶解氧 阀位变送器AI 阀门开度 检测仪表简介 功率变送器AI 电机工作功率 电能变送器AI 电机电能消耗 电动调节阀 液位计AI 污泥泵房液位SITRANSL 电流变送器AI 电机工作电流 功率变送器AI 电机工作功率 电能变送器AI 电机电能消耗 流量计AI 剩余污泥瞬时流量DI 剩余污泥累计流量SITRANSF 流量计AI 回流污泥瞬时流量DI 回流污泥累计流量SITRANSF 二沉池和污泥泵房 回流污泥泵 检测仪表简介 流量计AI 出厂瞬时流量DI 出厂累计流量SITRANSF PH计AI 出厂水PH值 SS仪AI 悬浮物浓度 COD仪AI 出厂水COD NH3 N仪AI 出厂水NH3 N 总磷仪AI 出厂水总磷 总氮仪AI 出厂水总氮 出水水质和流量 接触池 中水泵 检测仪表简介 污泥脱水 液位计AI 贮泥池液位SITRANSL 浓度计AI 剩余污泥浓度 流量计AI 污泥瞬时流量DI 污泥累计流量SITRANSF 流量计AI 加药瞬时流量DI 加药累计流量SITRANSF 检测仪表简介 高压进线和变压器 检测仪表简介 污水处理厂检测仪表的分类 热工仪表温度 压力 液位 流量 物性与成分仪表SS MLSS PH ORP DO NH3 N COD等 电工仪表电压 电流 功率 功率因数 电度 频率等 检测仪表简介 检测仪表的组成 测量部分 中间变送部分 显示部分 被测参数 测量值 传感器 变送器 传感器 把被测变量转换成微弱的信号 如mV mA等 变送器 把接收到的传器信号进行放大 补偿 线性化等 然后转换成标准信号 如4 20mA 供远传显示 检测仪表简介 传感器 变送器 仪表的主要技术参数 量程 仪表检测范围 如COD仪表量程 0 100mg L 精度 仪表精度是衡量仪表测量值准确度的重要指标 仪表出厂根据设计及制造质量的不同 要求检测误差在量程范围内都不超过某一规定值 以百分数表示 此规定值即为基本误差 基本误差去掉百分号的数值称为仪表的精度等级 如精度0 5级 表示仪表检测基本误差不超过 0 5 检测仪表简介 精度等级是由国家规定的 其序列为0 005 0 01 0 02 0 04 0 05 0 1 0 2 0 5 1 0 1 5 2 5 4 0和5 0 输出信号 4 20mA 0 10V等 检测仪表的维护保养 定期清洗定期校验和调整更换耗材和易损件 检测仪表简介 检测仪表的校验方法 仪器法采用精度更高的仪器进行比对和调整 适用于所有仪表 化验分析法通过取样在化验室采用国标化验方法进行分析 其结果与仪表读数进行比较 从而确定仪表误差并进行调整的方法 适用于水质分析仪表 如SS PH NH3 N COD等仪表 其它方法如采用容积法校验流量计等 检测仪表简介 影响仪表检测结果准确性的主要因素 仪表安装是否规范仪表选型和量程设置是否合适是否定期进行维护保养是否定期进行校验仪表输出信号是否准确 检测仪表简介 交流提纲 检测仪表简介自控系统简介中控系统与运营管理中控系统与总量核查存在问题和应对措施 粗格栅间 提升泵房 细格栅间 沉砂池 UCT生物池 结合井 二沉池 巴氏计量槽 紫外消毒池 鼓风机房 污泥泵房 储泥池 脱水机房 尾水排放 泥饼外运 回流污泥 城市污水 剩余污泥 华南某污水处理厂工艺流程图 UCT工艺 自控系统简介 华南某污水处理厂自控系统布置图 PLC3生物池站1 PLC4生物池站2 PLC5脱水机站 中控站 PLC2鼓风机站 PLC1提升泵站 自控系统简介 华南某污水处理厂自控系统结构图 PLC1 PLC2 PLC3 PLC4 提升泵站 脱水机站 进水提升泵粗 细格栅沉砂池设备集水井液位进水水质等 脱水机进泥泵加药泵污泥输送机配药系统剩余污泥浓度剩余污泥流量 投影仪 打印机 监控计算机1 冗余光纤通讯网络 中控站 PLC5 生物池站1 回流污泥泵推流器曝气电动阀沉淀池刮泥机进水流量溶解氧污泥浓度污泥流量等 生物池站2 回流污泥泵推流器曝气电动阀沉淀池吸泥机进水流量溶解氧污泥浓度污泥流量等 鼓风机站 鼓风机高低压配电紫外消毒设备出水水质鼓风机压力 风量 温度等 监控计算机2 自控系统简介 中控室和PLC站 中控室 监控计算机 PLC站光纤电缆 自控系统简介 PLC概况 PLC ProgrammableLogicalController 可编程序逻辑控制器 是采用微电脑 CPU 为核心部件的通用的自动控制设备 自控系统简介 SIEMENSS7 300 SIEMENSS7 200 ABSLC500 ABControlLogix PLC 自控系统简介 CPU模块中央处理器 电源模块 I O模块输入输出 通讯模块 PLC的组成 自控系统简介 PLC 24V信号电源 24VDC中间继电器 光电转换模块 避雷器电源空气开关等 PLC站的基本组成 自控系统简介 CPU DI AI DO AO 电池 存储器 PLC电源 24V电源 检测仪表 冗余通讯网 光纤干缆 低压配电220VAC 避雷器 PLC站基本结构图 24V中间继电器 开关触点继电器触点 变频器调节阀 电机阀门 数据总线 光 电信号转换与接收 发送模块 数字输入模块 数字输出模块 模拟量输入模块 模拟量输出模块 细光纤 CPU模块 PLC柜内主要设备 现场设备 自控系统简介 通 断状态 4 20mA 数字信号 4 20mA 通讯模块 设备开 停 开 关等工况 工艺参数 以PLC为基础的集散系统 PLC作为通用的自动化控制设备 既可以单台使用于机电设备的控制 又可以多个PLC站为基础 通过通讯网络与计算机连接形成集散系统 DistributedControlSystems 简称DCS系统 用于生产过程的自动控制 所谓集中 是指显示 操作 报警和管理集中 而分散是指功能分散 负荷分散 控制权分散 DCS系统充分利用了计算机技术 控制技术 通讯技术和图形显示技术的成果 是一种应用广泛的工业过程控制系统 目前大多数污水处理厂都采用PLC集散系统对生产过程进行监控和管理 自控系统简介 华南某污水处理厂DCS系统结构图 总线结构 自控系统简介 模拟屏 打印机 操作站 冗余光纤通讯网 中控室 工程师站 PLC1 PLC2 PLC3 预处理站 进水泵房配电进水提升泵粗 细格栅曝气沉砂池砂水分离器集水井液位进水水质进水流量闸板阀 生物处理站 脱水间配电二沉池刮泥机污泥泵房潜水泵污泥脱水设备紫外线消毒设备出水水质出水流量 鼓风机站 高低压配电鼓风机生物池推流器生物池循环泵鼓风机总管压力总曝气量 冗余光纤环网100Mbit s 污水提升泵房PLC1 AS315 2DP AS416 2DP OSMITP62 操作员站 操作员站 Server1 打印机 OSMITP62 OSMITP62 AS414 2DP ETM200 ETM200 ETM200 ETM200 ETM200 ETM200 ETM200 ETM200 ETM200 反应沉淀池PLC2 生物滤池PLC3 Server2 工程师站 Client1 Client2 东北某污水处理厂DCS系统结构图 环网结构 自控系统简介 风险分散 节省投资 便于管理 可靠性高 易于扩展 DCS系统的特点 模拟屏 打印机 操作站 冗余光纤通讯网 中控室 工程师站 PLC1 PLC2 PLC3 预处理站 进水泵房配电进水提升泵粗 细格栅曝气沉砂池砂水分离器集水井液位进水水质进水流量闸板阀 生物处理站 脱水间配电二沉池刮泥机污泥泵房潜水泵污泥脱水设备紫外线消毒设备出水水质出水流量 鼓风机站 高低压配电鼓风机生物池推流器生物池循环泵鼓风机总管压力总曝气量 自控系统简介 PLC站的主要功能 1 实时采集生产现场的各种数据 工艺参数 电气参数 设备工况等 并通过通讯网络发送至中控室计算机 自控系统简介 PLC站采集和监控的主要工艺设备信号 自控系统简介 PLC站的主要功能 2 当设备控制方式为 自动 时 能按照储存在CPU模块内存中的控制程序和参数 可在中控室工作站设定控制参数 对设备进行自动控制 自控系统简介 PLC站的主要功能 3 当设备控制方式为 遥控 时 可接受中控室计算机发出的操作命令 对设备进行控制 开 停机泵 开 关阀门等 自控系统简介 PLC站的主要功能 4 当设备控制方式为 自动 或 遥控 时 一旦设备运行过程出现异常情况 PLC可自动停止设备运行 并通过中控室计算机发出报警信息 以保护设备 自控系统简介 源水水质源水流量 PLC站采集和监控的主要工艺设备信号实例 自控系统简介 源水水质AI PH SS COD NH3 N TP等 粗格栅 提升泵 沉砂池 细格栅 源水流量AI 源水瞬时流量DI 源水累计流量SITRANSF 液位差计AI 粗隔栅液位差SITRANSL 液位计AI 提升泵房液位SITRANSL 液位开关DI 提升泵房液位SITRANSL 粗格栅DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 栅渣压榨机DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 提升泵DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIRIUS 栅渣输送器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 电流变送器AI 电机工作电流 功率变送器AI 电机工作功率 电能变送器DI 电机电能消耗 粗格栅提升泵房 自控系统简介 液位差计AI 细隔栅液位差SITRANSL 细格栅DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 栅渣压榨机DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 栅渣输送器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 旋流器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 鼓风机DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 电动球阀DI 开 关DO 开 关 砂水分离器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 细格栅和沉砂池 自控系统简介 厌氧池氧化沟 污泥浓度计AI 污泥浓度SITRANSL ORP分析仪AI 氧化还原电位 硝氮分析仪AI 硝酸盐氮 搅拌器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 污泥浓度计AI 污泥浓度SITRANSL 溶解氧分析仪AI 溶解氧 推进器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 曝气鼓风机DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIRIUS 调节阀AI 阀位反馈AO 阀位控制DI 控制状态DI 故障报警 电动阀门DI 控制状态DI 全开DI 全关DI 故障报警DO 开DO 关 自控系统简介 液位开关DI 污泥泵房液位SITRANSL 液位计AI 污泥泵房液位SITRANSL 污泥泵DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 电流变送器AI 电机工作电流 功率变送器AI 电机工作功率 电能变送器AI 电机电能消耗 刮泥机DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 流量计AI 剩余污泥瞬时流量DI 剩余污泥累计流量SITRANSF 流量计AI 回流污泥瞬时流量DI 回流污泥累计流量SITRANSF 电动阀门DI 控制状态DI 全开DI 全关DI 故障报警DO 开DO 关DO 停 二沉池污泥泵房 自控系统简介 中水供水泵DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIRIUS 电动阀门DI 控制状态DI 全开DI 全关DI 故障报警DO 开DO 关DO 停 出水水质出水流量中水回用 接触池 中水泵 自控系统简介 流量计AI 出厂瞬时流量DI 出厂累计流量SITRANSF 出水水质AI PH SS COD TP TN NH3 N 液位计AI 贮泥池液位SITRANSL 液位开关DI 贮泥池液位SITRANSL 污泥浓度计AI 剩余污泥浓度 搅拌器DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DO 启动 停止SIMOCODE 流量计AI 污泥瞬时流量DI 污泥累计流量SITRANSF 进泥泵DI 运行状态DI 故障报警 加药泵DI 运行状态DI 故障报警 冲洗泵DI 运行状态DI 故障报警 空压机DI 运行状态DI 故障报警 絮凝剂装置DI 运行状态DI 故障报警 水平螺旋输送机DI 运行状态DI 故障报警 倾斜螺旋输送机DI 运行状态DI 故障报警 浓缩脱水机系统DI 控制状态DI 运行状态DI 故障报警DI 压滤段跑偏DI 浓缩段跑偏DO 启动 停止 污泥脱水 自控系统简介 高压进线变压器 自控系统简介 中心监控系统组成 1 硬件设施 监控计算机 通讯接口设备 模拟屏或投影仪 打印机等 自控系统简介 软件 操作系统 监控软件 通讯接口软件 办公软件等 中心监控系统组成 2 自控系统简介 中心监控系统监控软件的主要功能 1 采集全厂各个生产过程的工艺参数 电气参数 设备运行状态等信息 通过计算机工作站实时显示全厂工艺动态流程总图 局部工艺动态流程图以及工艺参数 电气参数 设备运行状态的各种数据图表 自控系统简介 自控系统简介 中心监控系统监控软件的主要功能 2 在操作站上可以通键盘设定各个工艺参数 控制参数 并可对设备进行控制 如开 停机泵 开 关阀门 设定设备运行频率等 自控系统简介 中心监控系统监控软件的主要功能 3 对于设备异常 故障或工艺 水质参数超限等 能通过工作站上的画面图形闪烁和声音发出警告 提醒值班人员进行处理 自控系统简介 中心监控系统监控软件的主要功能 4 建立各种数据库 保存工艺参数 电气参数 电气设备运行数据 控制数据 故障信息 自动生成历史数据库 并可生成历史趋势曲线和报表 为生产管理 事故分析 工艺控制优化等提供可靠的依据 自控系统简介 中心监控系统监控软件的主要功能 5 打印各式生产运行报表 报警信息报表 事故报表以及各种图形 曲线 还可对屏幕上显示的图形画面进行彩色拷贝 自控系统简介 交流提纲 检测仪表简介自控系统简介中控系统与运营管理中控系统与总量核查存在问题和应对措施 PLC1 PLC2 PLC3 PLC4 提升泵站 脱水机站 进水提升泵粗 细格栅沉砂池设备集水井液位进水水质等 脱水机进泥泵加药泵污泥输送机配药系统剩余污泥浓度剩余污泥流量 投影仪 打印机 监控计算机1 冗余光纤通讯网络 中控站 PLC5 生物池站1 回流污泥泵推流器曝气电动阀沉淀池刮泥机进水流量溶解氧污泥浓度污泥流量等 生物池站2 回流污泥泵推流器曝气电动阀沉淀池吸泥机进水流量溶解氧污泥浓度污泥流量等 鼓风机站 鼓风机高低压配电紫外消毒设备出水水质鼓风机压力 风量 温度等 监控计算机2 自控系统小结 中控系统与运营管理 中控系统与运营管理 实时了解生产状况 1 操作和管理人员可通过监控计算机实时了解设备工况和各种工艺参数 实时了解生产状况 2 中控系统与运营管理 信息共享与远程监控 通过建立局域网和利用互联网通讯 可实现生产信息共享和远程监控 中控系统与运营管理 生产运行分析 1 工艺运行分析通过查询和分析各种工艺参数的历史趋势曲线 可了解不同季节 每天不同时段各种工艺参数的变化规律 以及各种相关工艺参数之间的数学关系 根据分析结果可调整和优化工艺控制参数 以达到节能降耗等目的 例如 通过分析进水水量和水质主要指标 COD SS PH等 的历史记录 可以了解不同季节 不同时段进水量和水质的变化规律 通过分析溶解氧与进出水水质的关系 可以确定合适的溶解氧和曝气量 从而达到节能的目的 通过分析加药量 PAFC 与出水TP SS的关系以及剩余污泥浓度 加药量 PAM 与泥饼含水率的关系 可以确定合适的投药比 从而降低药耗 中控系统与运营管理 生产运行分析 2 设备运行分析通过查询和分析设备运行参数的历史趋势曲线 可了解设备工况是否正常 及时根据运行情况进行预防性维修和保养 以确保设备高效 可靠运行 从而达到节能和降低维修成本的目的 例如 通过分析潜水泵轴承 绕组温度变化规律 确定潜水泵是否需要吊检 通过分析潜水泵电流与流量 集水井液位的关系 确定潜水泵效率是否正常 通过分析鼓风机电流与压力 空气流量 温度的关系 确定鼓风机效率是否正常 中控系统与运营管理 生产运行分析 3 设备故障分析通过查询和分析设备故障发生之前的工况 电流 电压 温度 压力等 记录 有助于确定设备故障原因 例如 潜水泵故障停机 鼓风机喘振停机 中控系统与运营管理 降低劳动强度和人力成本 集中在中控室监控和管理 现场无人值守 实时 连续对生产过程进行监控 减少巡检次数 设备自动开 停 工艺参数自动调节 异常情况及时报警和自动保护等自动化功能 不仅确保生产过程安全可靠 而且大大降低了劳动强度 中控系统与运营管理 交流提纲 检测仪表简介自控系统简介中控系统与运营管理中控系统与总量核查存在问题和应对措施 总量核查内容 水量核查水质核查电耗核查产泥量核查气水比核查 中控系统与总量核查 水质水量在线监测 通过安装在线监测仪表 无线发射 接收装置 或以ADSL GPRS的方式传输 和监测计算机 可连续监测和记录污水厂进 出水流量和主要水质指标 从而判断生产是否连续 正常进行以及核算COD减排量 一体化在线监测仪表柜和基站 信号采集和发送装置 中控系统与总量核查 水量核查 1 与水量核查有关的仪表及其安装位置 粗格栅 进水泵房 细格栅 沉砂池 沉淀池 生物处理系统AB A O A2O Unitank 氧化沟法 SBR等 二沉池 消毒 浓缩 消化 脱水 栅渣处置 栅渣处置 污砂处置 初沉污泥 回流污泥 剩余污泥 排放 一级物理处理 污泥处置及利用 处置利用 二级生化处理 中控系统与总量核查 通过检查集水井液位历史记录和超越阀是否打开 判断污水是否超越排放 水量核查 2 超越水位 中控系统与总量核查 检查进水和出水流量之差是否合理 水量核查 3 中控系统与总量核查 通过检查进水提升泵电流判断提升泵是否运行 进水流量是否正常 水量核查 4 中控系统与总量核查 进水流量明显上升的原因 集水井液位上升 查看集水井液位历史记录 新增提升泵投入运行 查看提升泵电流记录 带变频调速的提升泵 其运行频率增大 查看提升泵运行频率或电流历史记录 水量核查 5 中控系统与总量核查 水质核查 1 与水质核查有关的仪表及其安装位置 粗格栅 进水泵房 细格栅 沉砂池 沉淀池 生物处理系统AB A O A2O Unitank 氧化沟法 SBR等 二沉池 消毒 浓缩 消化 脱水 栅渣处置 栅渣处置 污砂处置 初沉污泥 回流污泥 剩余污泥 排放 一级物理处理 污泥处置及利用 处置利用 二级生化处理 中控系统与总量核查 核查出水COD历史记录数据是否达标 水质核查 2 中控系统与总量核查 检查进水水质指标是否正常 6 520BOD5 TN 4BOD5 COD 0 3 水质核查 3 6 5 7 5 中控系统与总量核查 检查生物池工艺运行参数是否正常 水质核查 4 中控系统与总量核查 3 0mg L 2 0mg L 电耗核查 1 影响污水处理电耗的主要因素进水水量进水水质曝气方式污泥脱水方式出水消毒方式设备效率 中控系统与总量核查 电耗核查 2 估算正常运行时的污水处理瞬时单耗 与上报的单耗进行比较现场记录污水流量计瞬时流量读数和高压进线电压表 电流表和功率因数表读数 按下式计算瞬时单耗 瞬时单耗 功率 流量 1 732X电压X电流X功率因数 进水流量例如 进水瞬时流量8000m3 h 电压10KV 电流95A 功率因数0 92 则瞬时单耗 1 732X10X95X0 92 8000 0 189 kwh m3 中控系统与总量核查 电耗核查 3 检查正常运行时的高压进线电流读数 与历史记录数据比较 如果历史记录数据明显偏低 则需要进一步查找原因 中控系统与总量核查 电耗核查 4 导致高压进线电流明显下降的原因进水量明显下降查看进水流量历史记录 进水水质浓度明显下降查看进水COD NH3 N TP等指标的历史记录 曝气量明显减少查看空气流量 鼓风机电流或生物池溶解氧的历史记录 离心脱水机停止运行查看脱水机电流记录 紫外消毒设备停止运行查看紫外消毒设备运行记录 中控系统与总量核查 产泥量核查 1 与产泥量有关的仪表及其安装位置 中控系统与总量核查 产泥量核查 2 根据剩余污泥平均浓度 脱水机房进泥泵流量和每天运行时数估算每天产泥量 每天干污泥产量 kg 剩余污泥浓度 g L 进泥泵流量 m3 h 每天运行时数 h 折算成含水率80 的湿泥量 每天湿污泥产量 kg 每天干污泥产量 kg 1 80 中控系统与总量核查 平均值 中控系统与总量核查 气水比核查 1 影响气水比的主要因素进水水质进水溶解氧生物池污泥浓度 气水比核查 2 与气水比核查有关的仪表及其安装位置 中控系统与总量核查 检查正常运行时的曝气量 空气流量 以及生物池溶解氧 如果溶解氧正常 则把该空气流量值作为标准值 查看空气流量的历史记录 如果长时间明显低于上述标准值 则需要进一步查找原因 中控系统与总量核查 气水比核查 3 标准值 检查正常运行时的曝气设备运行电流以及生物池溶解氧 如果溶解氧正常 则把该曝气设备运行电流值作为标准值 查看曝气设备运行电流的历史记录 如果长时间明显低于上述标准值 则需要进一步查找原因 中控系统与总量核查 气水比核查 4 标准值 15 8 导致曝气量或曝气设备运行电流明显下降的原因 进水量明显下降查看进水流量历史记录 进水水质指标浓度明显下降查看进水COD NH3 N TP等水质指标的历史记录 生物池MLSS