关于水厂供水系统自动化控制的分析

1、关于水厂供水系统自动化控制的分析 摘 要：水是人类赖以生存的生命之源，人们的日常生活与生产工作都离不开水，水质与安全对人类的健康具有重要的影响。当前，生活生产用水大多直接来自水厂，而水厂本身就是一个复杂的、综合的系统，为了提升生产效率，水厂要有一套较为完善的自动化控制系统。而从我国的目前情况来看，大部分水厂在自动化控制上仍然有许多的缺陷与不足，鉴于这种情况，文章将对此问题进行分析。 关键词：水厂；供水系统；自动化控制；供水技术 1 概述 水是生命之源，水质及水的安全性对人类健康具有重要作用。所以，水厂供水是否可靠、安全，是否方便、廉价直接关乎经济的发展与人们生活水平的提升。从目前的情况来看，我

2、国的供水系统普遍存在供水效率差、生产成本高、自动化水平低的问题，这些问题的存在难免限制了水厂供水的质量与安全，难以满足经济发展及人民生活的需要。所以，对水厂供水系统的自动化控制分析就显得极为重要。 2 水厂供水系统的发展方向 改革开放为我国引进国外先进技术与外资提供了政策上的保障，进入1980年后，我国就拥有了一大批利用外资兴建起来的大型水厂。而随着城市化程度的提高，城市居民对于供水的要求也越来越高，其中增加供给水量成为广大市民的呼声。 为了满足经济发展与人们生活的需求，水厂的自动化控制供水系统逐渐为相关部门所重视。水厂自动化控制的供水系统较传统的人工操作，在供水效率上有着非常可观的优势，并且

3、极大地降低了水厂的生产成本，增加了企业的利润，同时在节约水资源方面还具有独特的作用。而当前电子计算机技术、网络通信技术与自动化控制技术不断发展，为水厂实现供水系统的自动化控制提供了技术层面的支持和保障。 3 水厂供水系统中存在的问题 3.1 供水能力不足 供水能力不足有着自然原因及人为原因。就自然原因来看，随着全球变暖的不断加剧，近几年的降水量呈现不断减少的趋势，这就使得水厂在采水上出现困难。就人为原因而言，随着工业化、城市化速度加快，人们用水量随之大幅增加，用水地区的范围不断扩大，这就导致我国普遍的供水能力远远落后于用水需求。供水一旦不足，将会对人民的日常生活和经济的发展造成巨大的制约，所以

4、我们说，供水能力不足已经成为水厂所面临的最大问题。 3.2 供水安全性差 水源地的选址是制约水厂发展的重要因素，而我国大部分水厂在选址问题上有着多方面的考虑：不仅要适应城市的进一步发展，还要考虑生态因素与政治因素，这些因素使得水厂在选址上较为困难。同时，由于管理力度不足，许多工厂在废水的排放上十分随意，废水往往不经过任何的处理措施就直接排放到河流湖泊之中，对水资源造成各种各样的污染，而水厂一旦选址就难以变更，水源的污染会对水厂的供水安全造成严重威胁。 3.3 供水可靠性差 水厂供水可靠性差在城镇和乡村都有表现。在城镇之中，供水网络始建年代早，供水管道老化，使得供水管道破裂的问题时有发生。而在广

5、大的乡村，供水网络所使用的管道管径普遍偏小，这使得乡村之中的水压不足，居民在取水时出现困难。 3.4 供水成本高、利润过低 供水成本过高、经济利润低下，成为制约我国水厂发展的最大问题。造成水厂供水成本过高、利润低的原因有多种：首先，源于我国的特殊国情，水一直作为公共产品而无法进行市场化的定价，这就使得水价偏低。再者，水厂的供水过程包括从水源地取水到水厂设备净水再到终端供水，这其中许多环节都需要缴纳增值税，税款的支出无疑增加了水厂的供水成本。最后，水厂供水入户的成本过高，不仅要铺设大量的终端供应设备，也需要大量的人员进行维护，这无形中增加了水厂的支出，从而导致供水成本提高。 4 水厂供水系统改良

6、措施 4.1 提升水厂自动化系统的可靠性 水厂供水系统是极其复杂的，单靠人力难以保证其质量安全的可靠性，这时，自动化系统就显得尤为重要。由计算机监控的日常供水系统，可以保障水厂在供水时对水量和水质的监控和调度，从而提高可靠性和稳定性，从而达到城市节能减排的目的。 4.2 应用智能优化技术 在面对水资源缺乏、污染严重的问题之时，自来水厂如何不断增加城市供水量，提升供水的水质，不断扩大城市的供水服务区，满足人民群众对供水量和水质安全性的要求，是城市化对自来水厂的最大挑战。所以，自来水厂需要采用先进的优化技术，切实提高供水系统的可操控性和供水的质量。 4.3 整合控制系统 整合控制系统的意义在于，其

7、可以有效地降低自来水厂的成产成本，提升管理能力，从而增加企业的利润。要整合控制系统，需要对自来水厂的信息进行全面的整理，信息资源的共享，这样可以使自来水厂的生产保持一种统一协调的状态。 4.4 水厂取水的优化 水厂取水的优化，是通过优化取水泵房控制系统实现的。从实际情况来看，未进行优化工作之前的取水泵房汲取的原料水需要流经大型的沉淀池和过滤池，这其中，水泵的工作频率需要由水池的水位高低进行控制。水泵频率由水位高低进行控制，会产生控制滞后的弊端，因而其控制效果并不是十分理想。而我们所要进行的优化取水泵房控制系统，是通过串级控制系统的帮助来实现清水池水位的控制，相较传统而言，串级控制系统可以显著提

8、升控制的灵敏度，并且可以使沉淀池的排泥冲沙能力和过滤池的过滤能力进一步增强，可谓是一举多得。 4.5 投矾控制的优化设计 从实际来看，传统的投矾控制模式只是对原料水流入量和投矾液后原料水的游动电流值进行了设计和考虑，但是这其中会产生一些其他的扰动因素，这对供水系统产生了干扰。并且，传统的投矾控制并不能有效解决供水系统对原料水浑浊程度的控制。为了改变这种状况，水厂需要对传统的投矾控制模式进行优化设计，在原有的“前馈-反馈”控制模型的基础上增加多因子的控制，实现对投矾系统的优化。 4.6 供水的优化设计 从我国的目前情况来看，大部分水厂采用的供水模式是恒定压力供水。一般而言，恒定压力供水模式基本采

9、用的是工频定速泵，水泵之间采取并联的方式运行。通过实践工作人员发现，工频定速泵虽然预设值较高，但水泵的运行频率却无法达到人们预期的理想值，处于低频率运行的状态，这就暴露出水泵供水效率较差的问题。提升水泵供水效率需要水厂对供水进行优化设计，通过研究发现，如果将工频定速泵更换为全变频泵，将原来的单变频工作模式改为全变频模式，将有效提升水泵的工作效率，并使得其效率接近理想的峰值。虽然更换全变频泵的前期投资较大，但其工作效率极高，并且可以有效地节约电力，所以从长期来看仍然是最佳的方案。我们相信，随着科学技术的不断发展，这种方案必定能够在全国大范围内实现普及。 5 结束语 受历史和现实因素的多方面影响，我国的供水行业发展缓慢，技术水平相对较低，这就导致我国的大部分水厂受到了供水成本高、效益差的限制。而我国不断发展的经济和日益提升的人口压力，对水厂的供水水质和水量都提出了更高的要求。总之，水厂的发展必须要朝着自动化控制方向而努力。 参考文献 1蒋益祥.谈水厂自动化控制系统的功能设计与管理j.城镇供水，2000（1）. 2陈立水