右岸五万吨水厂改造电气和自动化部分

1、右岸水厂电气设备及自动化说明1、地方用水设施供电10kV变电所， 采用110kV变电站至原35kV架空线始端塔采用YJV22型10kV电力电缆，10kV线路利用原35kV水富县变电站至田坝变电站架空线路降压运行，架空线至田坝变终端塔后转接电力电缆至右岸水厂电气构架上。进线2回，地方水厂用电是安装2台干式压变压器室，400V母线为单母线分段，互为备用。2台干式变压器容量一台为1600KVA，一台为1250KVA，选用三相双圈铜绕组无励磁调压干式自冷变压器。变电所布置在新建水厂内。电厂用水泵房用电；配电室设在原左岸配电室（新增高压进线柜）变压器容量为600KVA。2、317水厂电站用水设施供电10

2、kV变电所，进线2回，电源取自田坝10KV架空线，分段运行，变电所设2台干式压变压器、2面高压柜及9面低压柜（I回5面，II回4面）。变压器容量均为630kVA，(原水厂变压器容量为500KVA)变比105%0.4kV，短路阻抗4%，联接组标号D，yn11，选用三相双圈铜绕组无励磁调压干式自冷变压器。变电所布置在右岸水厂原配电室内；该配电室提供右岸317加压泵站低压机组供电及厂区其他低压设备供电；通过低压电缆从配电室送往加压泵房（电缆距离约为100米）其中向421水池送水的机组电缆选用3*95+1*50的低压电缆，向360水池送水的机组电缆选用3*35+1*16的低压电缆。 右岸水厂317加压

3、泵站电气柜全部改造为低压400V机组分别为421水池和360水池供水；其中为421水池供水机组为4台90KW、扬程120M、流量155m3/h低压机组（运行方式为三用一备），（原来为710KW、扬程127M、流量1250m3/h 的10KV高压机组）；向360水池供水机组为3台37KW 、扬程54M、流量160m3/h低压机组（运行方式为两用一备），（原来为为220KW、扬程54M、流量1080m3/h 的10KV高压机组）。保留原右岸向左岸送水的160KW应急供水机组。 右岸水厂原317向610水池供水加压泵房取消，由421加压泵站向610水池供水。 421加压泵站进线2回，电源取自田坝10

4、KV架空线，分段运行，变电所设2台干式压变压器5面低压柜（I回3面，II回2面）。变压器容量均为160kVA，变比105%0.4kV，短路阻抗4%，联接组标号D，yn11，选用三相双圈铜绕组无励磁调压干式自冷变压器。 配电室设置在原421泵站高压机组控制室内(原421泵站为高压机组供水至500水池，现在改为向610水池供水) ；该配电室提供421加压泵站2台功率为45KW、扬程210M、流量46m3/h 的低压机组供电（1用1备）以及向其他低压设备供电（原来为710KW、扬程127M、流量1250m3/h 的10KV高压机组）。 供水系统的自动控制系统由PLC为基础的分散式控制系统组成，（PL

5、C模块选用西门子S7-300系列）分为右岸水厂地方供水与电站供水分别设置控制系统。 1、地方供水设一个集中监控室，使用工业计算机对水厂供水系统进行集中监视。各控制子系统包括水处理控制子系统、加药控制子系统、送水泵控制子系统、中转水泵控制子系统，各子系统PLC和工业计算机通过通讯网络连接。 2、电站供水设置单独控制系统，包括高程317m加压泵控制系统、高程421m加压泵控制系统。加压泵控制系统预留通信接口，接受左岸水厂监控系统的集中控制。右岸水厂自动化设备设置及控制方式右岸水厂自动化设备设置及控制方式地方自控系统地方水厂自控系统中控室水处理子系统（1#PLC）中转水池子系统（4#PLC）加药控制

6、子系统（3#PLC）送水泵控制子系统（2#PLC）右岸水厂中控室左岸水厂中控室 地方供水自控系统 控制系统由集中监控室（中控室）的工业计算机和现场控制子系统组成。集中监控室提供操作人员监视和远程控制的条件，现场控制子系统完成对生产全过程的检测和控制。 集中监控室（中控室）内，生成主要生产构筑物沉砂池、絮凝沉淀池、反冲洗设备间、配水泵房、加氯系统、加药系统的工作状态画面，显示原水流量、压力、pH值、温度、浊度。全厂总加药量、加氯量、出厂水流量、压力、浊度、pH值、余氯等主要生产运行参数、主要生产构筑物的液位和配水泵、排水泵、反冲洗水泵、鼓风机、加药、加氯设备、闸、阀、刮泥机、搅拌器等设备的工况；

7、显示报表(包括交接班记录、日报、月报、操作记录及设备运行记录)和图象曲线，显示故障性质及位置，并打印出来。 水处理子系统1)进厂水、：进厂水需测流量、压力、浊度、pH值、溶解氧和温度。流量、压力取样点设在进水总管蝶阀井内，浊度、pH值、溶解氧和温度取样点设在沉砂池内，仪表均安装在检测室内，信号传至1#PLC子站，再由子站传至中控室。2) 进水管流量调节阀：进水总管设流量调节阀，阀门调节由现场及1#PLC子站控制。进水总管设电磁流量计，信号传至1#PLC子站，再由子站传至集中监控室。3) 絮凝沉淀池：絮凝沉淀池分2组。液位计：网格絮凝池设液位计4套，每组列装2套，用于监测网格絮凝池的水头损失。信

8、号传至1#PLC子站，再由子站传至集中监控室。絮凝池排泥阀：絮凝池设水力快开排泥阀，每个排泥阀由配套电磁阀控制。絮凝池每格每日排泥两次，每个排泥阀排泥时间为3-4分钟(周期和时间可调)，要求排泥阀依次顺序工作。排泥阀配套电磁阀控制箱设在絮凝池上，可现场控制。每个排泥阀开停信号传至1#PLC子站，再由子站传至集中监控室。斜管沉淀池排泥阀：斜管沉淀池设水力快开排泥阀，每个排泥阀由配套电磁阀控制。沉淀池每日排泥两次，每个排泥阀排泥时间为3-4分钟(周期和时间可调)，要求排泥阀依次顺序工作。排泥阀配套电磁阀控制箱设在沉淀池上，可现场控制。沉淀池出水总管(滤池进水总管)安装浊度计一套，共1套。信号传至1

9、#PLC子站，并由子站传至集中监控室。（其控制方式与原有控制方式基本一样）5) 新增的V型滤池滤池包括池体、设备间和控制室：采用3组双格V型滤池，共分6格，单池过滤面积31.95m2。采用均质滤料、恒水位恒滤速过滤、气水联合冲洗的池型。每组滤池配置的PLC完成过滤过程和反冲洗过程中各种闸阀开关的程序控制(顺控)。过滤过程由滤池液位计控制气动出水可调节蝶阀的开度。反冲洗过程由滤池运行周期、出水浊度和水头损失控制。其中运行周期为主要控制参数，每次冲洗时间和周期可人工设定。共2组滤池每次只允许冲洗1组，一般48h冲洗1次，当水头损失超过标准时可进行强制冲洗。 滤池的公用控制器，直接控制反冲洗的水泵、

10、鼓风机、空压机和申请冲洗的滤池PLC完成反冲洗过程。冲洗过程为冲洗过程为：关进水板闸：关进水板闸待水位至下限待水位至下限(滤层上水深滤层上水深75cm)关出水阀，关排气阀关出水阀，关排气阀启动启动鼓风机，开气冲洗阀鼓风机，开气冲洗阀(气冲时间气冲时间2分钟分钟)启动启动1台冲洗水泵，开水冲洗阀和排水板闸台冲洗水泵，开水冲洗阀和排水板闸(气水联气水联合冲洗时间合冲洗时间4分钟分钟)关闭气冲洗阀、关鼓风机，再开启关闭气冲洗阀、关鼓风机，再开启1台水泵台水泵(水漂洗水漂洗6分钟分钟)关水冲洗阀，关水冲洗阀，关冲洗水泵关冲洗水泵关排水板闸，开排气阀关排水板闸，开排气阀开进水阀开进水阀开初滤水阀开初滤水

11、阀(排水排水30min)初滤水阀初滤水阀开开出水阀。出水阀。设备间设冲洗水泵3台(2用1备)、鼓风机2台(1用1备)、空压机2台(1用1备)、空气储罐1台(不设备用)。 每台水泵出水管上安装1台电动蝶阀。电动蝶阀具有开、闭功能，电动蝶阀采与水泵一步化操作。每台风机出口安装电动蝶阀，电动蝶阀具有开闭功能。水泵和电动蝶阀工况显示和事故报警及每台水泵出水管上装的压力变送器信号传至1#PLC子站(滤池控制室)，再由子站传至集中监控室。设备间排水井内设1台排水泵，排水泵由浮球液位计和浮球开关控制开停，排水泵事故报警，就地制。报警信号传至1#PLC子站(滤池控制室)。每格滤池的静压液位计安装在滤池内，信号

12、传至1#PLC子站(滤池控制室)。每格滤池的水头损失计安装在滤池管廊内，信号传至1#PLC子站(滤池控制室)。滤池出水总管设流量计1套，滤池反冲洗水总管设流量计1套、设1套滤池气冲洗管流量计，仪表均安装在滤池设备间，信号传至1#PLC子站(滤池控制室)。满足反冲洗条件停止进水并降水气冲洗气水联合冲洗 （扫表）水冲洗（扫表）反冲洗结束恢复进水反冲洗流程图 送水泵控制子系统 配水泵房按照安装4台卧式离心水泵机组设计(3用1备)，一台设变频调速。计算机随时显示水泵的并联特性曲线；显示配水量、出水管压力值、在高效区范围内的工作点位置。每台水泵出水管上安装1台电动出水阀及液压缓闭止回阀。当阀门正常关闭或

13、水泵机组发生事故或突然停电时液压缓闭止回阀自动关闭，关闭过程为先速闭后缓闭，消除停泵水锤，使出水管内的水压力平稳，保证水泵及管道安全运行。水泵的开停与电动阀一步化操作。 水泵和电动阀工况显示和事故报警及每台水泵出水管上装的压力变送器信号传至2#PLC子站，再由子站传至集中控制室。 每台电机的冷却水出水管上安装流量开关1个， 信号传至2#PLC子站，再由子站传至集中控制室。泵房内设1台排水泵，排水泵靠浮球液位计和浮球开关控制开停，排水泵有事故报警，就地控制。报警信号传至2#PLC子站。 加药控制子系统 1) 加药间：加药系统由厂家整体供货，包括干投设备、溶解罐、投药罐等，故不设储药池。投加点为机

14、械混合井进水堰前。 设有2台加药泵，1用1备，并为远期预留一个泵位。控制方式及设备选用与左岸水厂加药间控制方式相类似。 加药点为絮凝池进水管混合器之前。当工作泵故障时，备用泵自动投入。备用泵及相应阀门的切换按顺控由计算机完成。加药泵的操作采用现场盘手动控制或子站计算机控制。 加药泵 采用流量比例投加，加药泵的控制与加药管路上的阀门连锁动作。加药泵的工况、转速、冲程、加药量、故障报警信号、溶液池液位传至3#PLC子站。加药泵的工况、加药量由子站传至中控室。按进水管上流量计信号自动调整加药率，采用流量比例投加。 2) 加氯间：加氯分前后加氯，采用投加二氧化氯消毒方式，二氧化氯现场制备。前加氯：(流

15、量控制)前氯处理视原水水质情况间歇式投加，加氯点设在DN700进水总管上。二氧化氯发生器内投加泵及电动球阀的开、闭在3#PLC子站控制。主加氯：(闭合环控制) 滤后水消毒为连续投加，加氯点在接触池及吸水井前进水管上。二氧化氯发生器内投加泵及电动球阀的开、闭在3#PLC子站控制。余氯分析仪取样点设在出厂水总阀门井内。二氧化氯制备间盐酸储罐和亚氯酸钠储罐各设1台液位计，信号传至3#PLC子站，二氧化氯发生器的工况、投加量传至3#PLC子站，再子站传至中控室。 二氧化氯制备间内设二氧化氯浓度分析仪及二氧化氯报警装置1台，报警信号传至3#PLC子站。 中转水泵控制子系统 中转泵房内设置6台潜水泵，单台

16、流量350 m3/h，扬程H=9m。单台额定功率15kW，额定电压380V，运行方式为4+2，即4台主用，2台备用。中转泵房提升滤池出水至地方调节水池。（具有远程开停机和状态显示功能） 中转水泵房控制子系统设1个控制柜和3个起动柜，每个启动柜内包含2台水泵的主回路设备。右岸电站用水系统图右岸水厂中控室317加压泵站子系统421加压泵站子系统左岸水厂中控室 右岸电站供水控制系统 控制系统由集中监控室（中控室）的工业计算机和现场控制子系统组成。集中监控室提供操作人员监视和远程控制的条件，现场控制子系统完成对生产全过程的检测和控制。 集中监控室（中控室）内，生成主要生产构筑物加压泵房加压泵的工作状态

17、画面，显示电压、电流、机组运行工况、流量、压力、水位信号、温度、浊度等主要生产运行参数；显示地方水厂设备运行工况；显示报表(包括交接班记录、日报、月报、操作记录及设备运行记录)和图象曲线，显示故障性质及位置，并打印出来。 317、421加压泵房子自控系统 317加压泵房内设置7台离心泵，分别对421水池和360水池进行供水，其中4台加压机组向421供水的机组单台流量 155m3/h，扬程H=120m。单台额定功率90kW，额定电压380V，运行方式为3+1，即3台主用，1台备用。另外3台加压机组向360水池供水。单台流量160m3/h，扬程H=54m。单台额定功率37kW，额定电压380V，运

18、行方式为2+1，即2台主用，1台备用。 421加压泵房内设置3台离心泵，对610水池进行供水，其中2台加压机组向421供水的机组单台流量46m3/h，扬程H=210m。单台额定功率45kW，额定电压380V，运行方式为1+1，即1台主用，1台备用。 根据以上机组设置，自控系统主要是监视机组设备运行工况以及远程开停机和状态显示功能。 厂区的防雷与接地厂区的防雷与接地 由于317水厂水厂地处周边空间较稀散，并且占地面积大、建（构）筑物多且体量大、建（构）筑物和设施呈紧凑形分散布置，使这些建（构）筑物和设备、装置等易遭受雷击。同时，水厂采用了大量的自动化设备及仪表等弱电设备，各建（构）筑物之间由各种

19、控制线、信号线、网络线相连，极易在运行过程中出现故障，严重影响系统的正常运行。因此，完善的雷电防护措施对水厂而言十分重要。 水厂工艺系统：工艺系统主要包括加氯系统、加药系统应对其采取相应的等电位连接及接地措施，另外在管道的敷设、线路的屏蔽以及SPD（浪涌保护器）的选用及安装等方面均应考虑具体的防雷要求。厂内设备：设备包括自动化仪表和工业控制计算机及PLC柜，自动化仪表的信号端口极易遭雷电波侵入而损坏，因此，要对电源线路进行有效地屏蔽，屏蔽层做等电位连接并接地，同时在仪表前端安装适配的SPD。 配电系统：高压配电系统应从配电变压器和开关设备上进行相应的防护，其主要对SPD的选用和安装位置具有较高

20、的要求；低压配电系统的防雷措施中，应从等电位连接、接地以及进出线缆的屏蔽和埋地等方面考虑。 厂内机房和中控室：机房不仅对配电系统的防雷具有相应的要求，而且对其自身应采取有效的电磁屏蔽措施，包括空间的屏蔽和信号线路的屏蔽。机房应设置等电位连接网络，并应考虑综合布线中的线路净距。机房的信号线路在SPD的选用和安装方面具有较高的要求，一方面要保证SPD的适配，同时又要考虑使驻波比和插入损耗尽可能小。 设备防雷措施建议设备防雷措施建议高低压配电系统高低压配电系统防雷防雷： 除电气柜外壳有良好的接地外，还须安装相应规格的SPD装置 （由厂家提供）自控设备及仪器仪表的防雷：自控设备及仪器仪表的防雷： 1）信号线路屏蔽及信号SPD 将漏氯报警仪、加氯机或二氧化氯发生器、余氯仪、流量计的信号线路屏蔽，屏蔽层在两端并在防雷区交界处做等电位连接。 加氯机或二氧化氯发生器、漏氯报警仪、余氯仪、流量计等的进出信号线上安装适配的信号SPD，In不小于5kA（8/20s）。其它参数如工作频率、驻波比、残压、特性阻抗、分布电容等参数均应