污泥处理自控系统应用技术

1、长沙市污水处理厂污泥集中处置设备自控系统应用技术编制：周岩岩、刘建军、李福旺、许平、崔利鹏中建工业设备安装有限公司上海分公司、工程概况长沙市污水处理厂污泥集中处置安装工程是长沙市投资工程建设项目。项目选址位于长沙市望城县桥驿镇，为长沙市区的北面，与市中心直线距离为20公里。工程建在山谷中，谷地地势西南海拔约 130米，东北海拔约75米。本工程计划新 建日处理量为500吨的污泥处置装置，接受和处理来自长沙市金霞、湘湖、开福、 长善垸、花桥、新开铺、岳麓、望城 8座污水处理厂的脱水污泥以及餐厨垃圾无 害化处理项目预处理后的餐厨垃圾，采用高温热水解+厌氧消化+干化处理工艺、处理后的污泥用作垃圾填埋场

2、覆盖土的添加料。彻底解决了污泥的污染问题，实现了污泥的稳定化、减量化、无害化、资源化，具有较好的社会效益经济效益和环保效益。本工程在整体上划分为三大施工区，分别为 A区太阳能干化场；B区消化池、 污泥控制室、污泥予处置装置、生物除臭池；C区污泥料站、后贮泥池、脱水机房、 干化车间、沼气发电机房、变电室、污水处理系统、生物除臭池。本工程重点是污泥消化处理工艺系统自动控制设备的安装调试及运行。具体包括液位、流量、压力、温度等检测仪表。工程采用PLC控制方式，我方将配合调试。与管道专业配合繁琐，质量要求高，工期又短，这就要求每一位参加施工人员 要有较高的安全意识和组织能力，合理安排，认真负责，争取优

3、质高效完成仪表安 装。二、自控系统构成及控制原则1、仪表控制设备本污泥处理厂房内的工艺流程检测仪表和自控系统采用集散控制系统，由信息层、控制层和设备层三个层次构成。信息层采用 C/S体系结构的计算机局域网络， 控制层采用基于光纤的工业以太网，按工艺装置的布置设置分布的控制站；设备层 采用远程I/O和现场总线技术连接现场仪表和控制设备。 按集成自动化的要求，建 立污泥处理厂厂级控制中心，对全厂生产过程进行集中信息数据的管理、分析、发布；在制、管理和调度。本工程的在线检测仪表根据工艺要求在各工艺段设置与工 艺流程相应配置，主要有液位、流量、压力、温度等检测仪表，仪表输出为420mADC输出，并可扩

4、展总线接口。快沙市污水处理厂污加处置工思工艺蔗程匱1.I*迪;辿（谕叮月2、中央控制室本污泥处理厂的中央控制室设置在综合办公楼内三层。中控室主要包括：综合楼内个房间的电话、网络系统和全厂区内的通信控制及安防监控。1）电话系统连接方式：每个电话用户端口通过电话线引至该层或区域的电话 网络弱电综合箱，再通过大对数电缆引至于综合楼三层中央控制室内的通讯及网络 机柜内的配线架，最后一并通过大对数电缆与入厂外线相连。2）网络系统连接方式：每个用户端口通过带宽10M超五类线引至该层的电话 网络综合弱电箱，再通过带宽100M超五类线引至位于综合楼三层中央控制室内的 通讯及网络机柜内的交换机，最后一并通过光纤

5、与入厂外线相连。3）厂区视频安防监控：全厂视频系统采取点对点通信方式，每台摄像机由就 近的PLC进行供电，视频信号均直接引至中控室的视频解码器，通过中控室集中 监控，监视全厂的生产安防状况。4）自控系统构成：全厂光纤环网的通信方式，分别在热水解控制室、污泥控制室、膜车间控制室、脱水机房控制室内设有4个控制主站PLC14 （其中热水解控制室设有2个PLC1-1与PLC1-2）。每个控制主站PLC机柜内设有工业交换机，与位于综合楼中控室的 CCR （中央控制室）构成全厂通信环网，其他未设控制主 站的单体控制设备通过以太网引至相应的控制主站机柜的交换机内，最终通过光纤环网也将信号传输至CCR （中央

6、控制室），实现全厂控制通信。所有运行设备的控制层次分为两级：现场电器控制盘操作（现场级）、远方计算机监控（中央级）。控制原则为：现场级优先、电器设备的继电保护由现场电器盘自 行完成。3、污泥及垃圾接料仓站料仓系统共有五台现场控制柜，分别控制 1#、2#料仓泵、1#、2#料仓，以及 垃圾料仓和料仓泵。每格料仓上面设有一台雷达物位变送器，检测料仓内物位高度。 每个料仓出料斗也设有一台雷达物位变送器， 检测出料斗物位高度。1#、2#料仓出 料泵后还设有除杂装置，除去较大颗粒杂质。除杂装置前后设有压力变送器，检测 除杂装置阻力，以便及时进行清理维护。4、污泥热水解站及贮泥池污泥热水解站及贮泥池设备由热

7、水解厂家配套提供， 相关仪表均有工艺厂家配 套，并将测量信号传送至位于接料仓控制室的PLC1。热水解相关设备均有 PLC1对热水解配电室内的低压柜的控制来实现远程控制。污泥热水解工段置有PLC1，负责热水解以及污泥接料仓的设备控制， 位于接料仓控制室内，并通过工业以太网 接入全场环网内，实现全厂控制通信。5、污泥控制室污泥控制室设计的在线仪表有8台温度变送器，负责热交换系统进出水和进出 泥的测量，4台电磁流量计负责进出污泥的计量。2台电磁流量计负责热水量的计 量。2台电磁流量计负责接种器前污泥流量监测。4台沼气流量计负责沼气压缩机进气流量监测。2台硫化氢报警仪安装与沼气压缩机间及粗过滤间，全部

8、仪表信号 送至污泥控制室的PLC2。6、污泥消化池污泥消化池设计的在线仪表有四台温度变送器，两台压力变送器，两台沼气流 量计，两台静压式液位计，两台泡沫探头。其中消化池底部仪表的电源和仪表信号 由污泥控制室主PLC引来，消化池顶部仪表的信号送至消化池顶部远程 10站。沼 气搅拌分管上的电动蝶阀的控制信号和泡沫捕集器的控制信号也送至消化池顶部远程10站。并通过工业以太网接入全场环网内，实现全厂控制通信。7、沼气发电机房及锅炉房发电机房设备及锅炉房设备由专业厂家成套提供，相关仪表均有工艺厂家配 套，控制由厂家配套控制柜来进行，并将发电机、锅炉状态等对工艺由主要影响的 信号通过DP总线上传至PLC。

9、发电机房、锅炉房、锅炉房除油间、沼气加压泵房四个房间内均设有可燃气体 报警装置，安装于房间顶部，检测沼气（主要成分为甲烷）是否泄漏，当出现泄漏 或浓度过高时位于控制室的报警控制器进行报警，并立刻关闭沼气总进气紧急切断 阀，沼气总排气紧急切断阀，1#、2#锅炉进气紧急切断阀，1#、2#锅炉点打火器进 去紧急切断阀，锅炉总进油紧急切断阀，打开锅炉油箱紧急排油阀。同时打开锅炉 房及发电机房内的全部风机进行通风，直到安全后由人工手动进行复位。8生物除臭生物除臭池在线仪表有两台硫化氢测仪，两台氨气检测仪，两台 PH计，两台 电极插入式液位计。仪表的电源和仪表信号由 PLC电容柜引来，PLC根据硫化氢 和

10、氨气检测仪的信号来控制循环泵和风机。9、污水处理系统污水处理系统分为膜车间和生物池及厂区污水泵站组成。膜车间工艺设备的控制均由其自带的现场控制柜内实现，由自带的PLC负责系统内设备的控制机联锁保护。加药设备自带现场控制柜，负责加药设备的自动控 制和联锁保护。设备自带PLC通过Profibus-DP总线协议与污泥厂现场PLC4控制 站进行通讯，上传各工艺设备的运行参数。生物池滗水器和冷却塔随设备自带现场控制箱，可以就地和远程控制相关设 备。水泵和搅拌机的控制在膜车间的低压配电柜内实现。厂区污水泵站上设有液位计和液位开关， 用于检测泵池水位，并起到对水泵的 保护作用，液位信号引至PLC3内。泵站上

11、的细格栅和水泵均采用现场控制，将状 态、控制信号引至PLC3内进行对这些设备的监控。10、脱水干化车间脱水干化车间由隔膜板框脱水机、 弹性板框脱水机、干化系统、附属设备四部 分组成。隔膜板框脱水机、弹性板框脱水机设备的控制均由其自带的现场控制柜内实现，有自带的PLC柜负责系统内设备的控制及联锁保护。干化系统设备的控制 有自带的现场控制柜实现，并通过 Profibus-DP总线协议与污泥厂现场 PLC3控制 站进行通讯，上传各工艺设备的运行参数。三、主要施工程序及准备2.1 、程序熟悉图纸f图纸会审f编制施工方案f材料准备f仪表开箱单校f桥架安装-电缆保护管敷设一配合工艺安装取源部件及流量仪表、

12、控制阀等f就地仪表安装f仪表管路敷设f控制盘箱柜安装f电缆敷设f接线及回路检查f系统调试f配 合工艺试车2.2、施工准备2.2.1、熟悉施工图，掌握设计要领和施工要领；2.2.2、 在自审图纸的基础上进行图纸会审，尤其与工艺专业的图纸会审，解决 发现的问题；2.2.3、提出施工方法和步骤、施工用料和机械计划、劳动力安排与设备安全技 术措施；2.2.4、 按照材料计划和加工件计划准备安装用材料和加工件，按施工技术方案 准备施工工具和机械。2.2.5、仪表设备在搬运安装时应轻拿轻放，确定实际重量，配备足够人力，选择人力搬运或者吊车吊运较重或安装在高空的仪表尤其要注意保护，等贵重机柜搬运时必须事先制

13、定计划，选好路径，方法保证措施，运搬时由专人指挥，统一行动， 以确保盘柜安全顺利就位安装。2.2.6、仪表工程施工必须根据图纸产品说明书，严格按照规范进行，如出现设计不详或图纸情况不符，无法确定时，由专业技术员和甲方代表现场协商解决，如有更改处，须经甲方专业负责人签证认可后方可进行，并及时作好记录。2.2.7、仪表设备要全面检验规格、型号是否符合设计要求，设备必须有出厂合格证和使用说明书，各种配件齐全；材料须有质保书或成份含量分析材料，按使用说明书材料使用前对材料作外观检查，如达不到上述文件要求或有缺伤的不能用于 安装。2.2.8、仪表、设备安装材料检验：我单位自行采购的安装材料，需先向甲方报

14、检资料或样品，得到认可后及时采购。所有材料进入现场后，必须报请甲方会同监理进行检验。对于甲供设备，要有 甲方，监理及我方专业技术人员到场共同进行开箱检查，材料检验按照以下原则进行：1 、线管，型钢表面无锈蚀，镀锌线管镀锌层完好，无划伤。焊接钢管须由专 业工人进行抽验煨弯试用，没有因焊接质量问题而产生裂纹及弯扁缺陷方可入库。2 、桥架必须进行材质检验。其镀锌层无划伤，无锈蚀，包装完好，配件齐全。3 、配电箱，盘，柜外包装完好，拆箱后随机文件齐全，交由专人保管。重要元器件必须配备出厂合格证盘内元件齐全， 接线固定牢固。防爆电器规格及型号需 与设计要求相吻合。4 、电线，电缆需要有有效生产许可证及合

15、格证方可入库。不同规格电线要进 行长度，截面积抽检。电缆要进行绝缘试验。5、所有设备及材料在装运及卸车过程中均要注意避免损坏，特别是重要设备 及材料，需要轻搬轻放，堆放整齐，标志清晰。二次倒运方便可靠。6仪表设备要全面检验规格、型号是否符合设计要求，设备必须有出厂合格 证和使用说明书，各种配件齐全；材料须有质保书或成份含量分析材料， 按使用说 明书材料使用前对材料作外观检查，同时对监理进行设备、材料报验，如达不到上 述要求或有缺伤的不能用于安装。229、隐蔽工程必须向监理进行报验，经监理单位签字认可后再进行回填土工 序。同时做好隐蔽工程验收记录。四、主要施工方法及技术要求1、自控电缆敷设1）待

16、供货商将设备送到现场后，我们将配合业主做好设备收验工作，电缆敷设前必须进行绝缘电阻测试，并将测试结果记录保存。应将动力和信号电缆分开敷 设，保持安全距离，防止电磁干扰，屏蔽电缆的敷设要保证屏蔽层不受损坏，屏蔽 层单端接地且接地良好。电缆敷设中的隐蔽工程，必须有完整的记录。电缆两端必 须挂标志牌。电缆敷设及接线时应留有余量，接线时芯线上应套有号码管。2）仪表、设备信号电缆穿管敷设在墙内采用钢管，地下预埋采用镀锌钢管， 与介质有接触的采用不锈钢管。3）电缆与就地仪表连接时，采用金属软管或挠性连接管做过渡保护管。4）电缆桥架上敷设时，尽量远离高压动力电缆。不同种类信号电缆同层敷设时，按信号种类用金属

17、隔板及盖板隔离。5）所有穿管出口距地面0.3米，户外加防水弯。6）电缆在户外穿管埋设时，埋深距地面应保证 700-1000mm深，应与工艺管 线保持大于500mm距离，与热力管线保持大于1000mm距离，应作隐蔽记录。7）电缆在户外穿管埋设距离大于 30米时应考虑加电缆井。8）管缆进出构筑物时应作防水处理并用耐腐耐火填料密封空隙，同时符合有 关规定。2、二次回路配线及接线施工方案1）配线所采用的导线型号、规格应按设计要求，其相线的颜色应易于区分， 相线与零线的颜色应不同，保护地线应采用黄绿相间的绝缘导线，零线宜采用淡兰 色绝缘导线，在接线前应先校对线号，防止错接、漏接、线号标记应清晰、排列整

18、齐。2）每根电缆应制作电缆头，电缆头制作应一致，排列应整齐，电缆标志牌应 注明电缆位号，电缆型号，电缆起、止点。3）在剖开导线绝缘层时，不应损坏芯线。多股软线应加接头压接，接线应牢 固。3、一般自控设备安装1）待供货商将设备送至现场后，我们将配合业主做好设备收验工作。设备现 场开箱验收检查时，我方将派工程技术人员会同业主及有关方面人员一起进行开箱 检查，严格按照施工图纸及有关合同核对产品型号、规格、铭牌参数、厂家、数量 及产品合格证书，做好检查记录，发现问题后及时配合业主做好更换或索赔工作。2）安装前认真阅读消化施工图和仪表设备的技术资料，对每台仪表设备进行 单体校验和性能检查，如耐压、绝缘、

19、尺寸偏差等，向业主通报并配合其工作。3）严格按照施工图、产品说明书及有关技术标准进行仪表设备的安装调试， 仪表设备的安装可在工艺设备安装量完成 70-80%后开始进行。进场后首先开展的 工作应该是取源部件的安装，特别是工艺管道上取源部件的安装， 如取源接头、取 压接头及流量测量元件等。取源点、取压点及流量检测元件的安装位置应满足设计 要求，不影响工艺管道、设备的吹扫、冲洗及试压工作。4）因为本工程施工专业多，人员复杂，而仪表属于精密贵重测量设备，因此应注意仪表设备（含传感器、变送器）的安全，选择恰当的安装时间。在仪表设备整体的安装前应首先做好准备工作， 如配电缆保护管、制作安装仪表支架、安装仪

20、 表保护箱等工作。在工艺设备、土建专业的安装工程基本结束后， 现场人员比较有 序的情况下，仪表自控系统或工艺系统联调前进行仪表设备安装。5）隐蔽工程、接地工程均应认真做好施工及测量记录，接地体埋设深度和接地电阻值必须严格遵从设计要求，接地线连接紧密、焊缝平整、防腐良好。隐蔽工程隐蔽前，应及时通知监理工程师进行验收检查，验收合格后方可进行隐蔽。4、关键自控设备安装1）PLC柜与计算机系统 PLC柜与计算机系统的安装，原则上有专业技术人员实施，采取防静电措施， 严格执行操作规程。 PLC模块安装后，首先离线检查所有电源是否正常 离线检查PLC程序，逐一检查模块功能及通讯总线、站号，设定及其他控制功

21、能。 检查所有接口，检查各路各类信号是否正确传输，应特别注意咼电压的窜入（如220V信号），以免损坏模板 位机安装到位后，检查网络联接情况、上下位机之间的通讯情况、网络总线 的安装及保护情况。 每个单项工程完工以后，均按有关标准自检，及时做好施工测试、自检记录， 监理确认、同步制作竣工文件及竣工图，为工程验收做好准备。2）电磁流量计安装与调试方案 首先根据仪表安装说明书、施工图及有关施工标准，测量确定流量计安装位 置，保证前后直管段前5D后3D （D为工艺管道直径）。 在流量计井内，气割截下短管，其长度就为流量计本体长度、柔口、短管、 法兰尺寸及调整尺寸之和。 将上游工艺管口排圆，套上法兰（该

22、法兰依据流量计法兰尺寸配套定做） 焊 接、内外满焊，注意焊接中的变形作用，由点及面，同时焊好下游柔口护筋。 将流量计运到流量计井旁边，将井底流量计位置铺好枕木，枕木标高与工艺 管道底部平齐，安装时起支撑作用，在将流量计吊进井内，缓缓落在枕木上，靠近 上游法兰并套好螺栓，初步装定好。安装流量计时应特别注意介质流向与流量计方 向应一致。 再将带法兰短管吊到流量计井内，先于流量计法兰边接好，然后调整好流量 计、短管与工艺管道，使其基本在同一轴线，在初步收紧柔口。 从上游到下游依次收紧法兰垫片和柔口，使流量计与管道同轴度达到最佳。 如流量计要求安装专用接地装置，应将流量计法兰与工艺管道法兰用导线相 连

23、并与变送器接地端一起并入专用接地体上， 并要保证测得的接地电阻小于设计要 求，这样，使被测介质、传感器与工艺管道为等电位体，符合测量电路和设计要求， 使仪表能可靠稳定的工作，提高测量精度，不受外界电磁的干扰。施工中，将信号 电缆与动力电缆分开，提高仪表系统的抗干扰能力。 传感器连接时，要做好电缆入口密封，防止雨水进入接线盒而导致短路等事 故的发生，信号电缆不能有中间接头，屏蔽线应根据要求单端接地。 进行静态调校时，在认真阅读理解仪表资料的基础上， 参照出厂测试报告和 标定值，进行零点检验，检验输入输出对应情况，根据工艺参数设定测量范围及输 出信号等参数。 动态调试时，全厂已投入试运行，此时应检

24、查传感器和变送器的输出和显示 信号，调整零点和增益。3）传感仪表施工方案传感仪表在安装过程中要注意以下几点： 仪表传感器要尽可能靠近取样或最能灵敏反应介质真实成分的地方，取样管采用小口径管，尽量缩短从取样点流到传感器的滞后时间。 采样管是检测仪表专用 管，尽量不分叉和转弯，以保障水压稳定，有利检测仪显示值稳定。 仪表安装环境要保证良好的采光、 通风，避免阳光直接照射，不应受异常震 动和冲击，要排除受到水、油、化学物质溅射或热源辐射的可能性。 水质仪表传感器的进水口、出水口要用软管连接，不要用钢管硬性连接，以 免损坏探头且不利于日常维护。 安装过程中要轻拿轻放，严禁碰撞探头。 传感器至变送器应用

25、与仪表配套的专用电缆连接，中间不能有接头。4）控制仪表调试控制仪表调试在单体器件安装测试合格的基础上，密切结合电气、工艺设备、管道系统的联动调试，进行系统测试，达到系统控制灵敏、准确、 安全方便的标准。5）自控系统的调试方案（1）调试目的：满足污水处理厂污泥集中处理工艺流程的需要，并符合设计 和规范的要求。（2）调试程序方法：自控仪表调试程序及方法（以泥处理工段为宜）（3）单体校验： 自控仪表检验前的检查：A、仪表的外观应完整无损，铭牌、端子、接头、固定附件等齐全；B、电气部分绝缘应符合要求；C、校验的连接线路、正确可靠；D、电源和与被校仪表要求相符；E、差压仪表的受压部分应进行工作压力的严密

26、性试验，应无渗漏现象。 自控仪表校验后的检查：A、基本误差不应超过该仪表的精度等级；B、变差不应超过该仪表的精度等级值的二分之一；C、应保证始点正确，偏移值不超过基本误差的二分之一；D、指针在整个行程中应无抖动、磨擦、跳跃等现象；E、电位调节螺丝等可调装置，在调校后应留有余地；F、仪表附有电气接点装置时，其控制接点动作应正确。 自控仪表安装完毕，主机试动前，还须在现场对各个系统作一次调整试验或 试动作。自控仪表投入前，应先对整个系统进行如下检查：A、各热工仪表的标牌、编号应正确、清楚、齐全；B、各熔断熔丝容量应符合仪表或设备的要求，并检查其通断情况；C、各电源在“断开”位；D、仪表的电气接线正

27、确。具有线路调整电阻的测量系统应按规定配装完；E、自控仪表在送电前，应检查其线路及设备的绝缘，用兆欧表检查绝缘时， 应把有晶体管元件设备上端子接线拆下。F、仪表、阀门、管件和管路接头处的扩建圈应合适无缺，接头牢固。有隔离容器的，应加好隔离溶液。所有一、二次阀门均处于关闭位置（差压仪表的蹭平衡 门应处于开启位置）。 自控仪表线路检查：管道试压的排气口应设在试验管网的最高点， 不能用自动排气阀作灌水时的排 气口排气，管道试压的排水口应设在试验等网的最低点， 不能利用与管网连通的设 备或容口排水。试压时应重点检查管道焊口、法兰接口、丝扣接口、管路上的阀门、仪表口、 取样口等有无变形或汇漏。同时检查膨

28、胀节变形情况及支架、 支座受力情况。试压 水能进入仪表管、减压阀、自动调节阀、压力平衡及设备。对石棉水泥捻口及柔性 胶卷承接口试压，必须作好管道转弯点，端部盲板支撑背力的核算，铵负荷架加固 支座或支架。5、电视监控系统施工方案（1） 由业主设计院进一步确认电视监控系统中各种设备、摄像机的安装位置， 明确各种配置设备的型号和尺寸安装，根据产品样品确定安装要求。（2）闭路电视监控系统安装前，应首先在监控室对所有的摄像机、录像机、 计算机系统进行测试，试验成功后方可进行现场的云台及摄像机和防护罩的安装。（3）根据电视监控系统设备的技术参数和系统图纸的要求，安装电视线路和 接地装置。（4）摄像机应安装

29、在监控目标附近。安装位置应不受外界损伤，而且不应影响现场设备和工作人员的正常活动，通常最低高度室内为2.5m，室外为3.5m。（5）摄像机的镜头应从光源方向对准监视目标， 镜头应避免受到强光的直射。6、大屏幕显示系统（1）特性1）投影显示部分整套组合显示屏由模块化、标准化、一体化的投影箱体叠成，组成大屏幕投影 墙体，投影方式为背投式，显示方式为 DLP方式，其核心技术为数码 DLP技术， 墙体单元之间采用世界先进的无缝拼接技术，单元间拼接缝w1.0m m。考虑到屏幕材质的热涨冷缩影响，整墙拼接后保证屏与屏之间横平竖直，外观上无凹凸不平， 无扭曲变形现象，可以把多屏幕作为一个监视画面显示。2）多

30、屏图形控制器多屏图形控制器是一个由RGB矩形切换器，视频矩阵切换器及内置图像处理 器构成的硬件图像处理系统和以网络图像处理器为主的集中式处理器构成的硬件 图像处理系统和以太网图像处理器为主的集中式图像处理系统，可完成投影机各项功能的调整及各路网络的集中管理，调试时，看其是否能将输入信号进行重新组合、 显示于投影墙上，信号源的切换无停忙、黑屏、抖动现象，能言现多种显示模式的 组合，整个投影单元应具有全屏范围，防止图像失真，亮度要均匀，颜色要均匀， 无闪烁无明显暗角。3）投影墙应用管理系统软件通过应用管理系统软件，可方便设定各种显示模式，快速切换整墙模式，负责 控制投影机的图像拼接、色彩和显示模式管理信号等强大功能。（2）安装调试方案1）将屏底安装就位，调整水平度、垂直度。2）背投箱安装在屏底座上并固定好，每安装一层调整一层，先调整其水平度 和垂直度，待背投箱安装完毕后，测其整个框架的对角线，以控制两对角线差w 5mm。3）显示屏幕是自下而上的顺序安装， 且在安装过程中逐层校正水平， 垂直度, 平面度。4）待显示屏安装后，即将投影仪机芯安装到背投箱内，并将信息控制箱与投 影机芯的连接线按设计图连接完毕。5）检查几何尺寸、