某市城鄉(xiāng)一體化供水系統(tǒng)片區(qū)加壓站供水調(diào)度探討

1、某市城鄉(xiāng)一體化供水系統(tǒng)片區(qū)加壓站供水調(diào)度探討徐慶國(guó)1李海勇2朱迅2朱晨曦2吳遜2馮小衛(wèi)2（1大豐市自來(lái)水有限公司，2. 大豐城鄉(xiāng)水務(wù)發(fā)展有限公司江蘇大豐 224100）摘要： 針對(duì)大豐西團(tuán)供水分公司片區(qū)加壓站原設(shè)計(jì)方案及供水控制方式存在的問(wèn)題， 提出應(yīng)對(duì)措施， 確保城鄉(xiāng)供水一體化目標(biāo)的有力推進(jìn)。關(guān)鍵詞：片區(qū)加壓站；進(jìn)水電動(dòng)蝶閥；閉閥水錘沖擊；加壓站供水調(diào)度1 概述大豐市城鄉(xiāng)水務(wù)發(fā)展有限公司西團(tuán)供水分公司片區(qū)加壓站設(shè)計(jì)3總規(guī)模 2 萬(wàn) m/d ，服務(wù)于大豐所轄西南片區(qū)草堰、白駒、劉莊三鎮(zhèn)供水，于 2012 年 12 月建成投產(chǎn)； 工藝流程為第二水廠加壓站庫(kù)前電動(dòng)蝶閥井二氧化氯投加加壓站清水庫(kù)加壓

2、泵房供水干管草堰、白駒供水分公司加壓站清水庫(kù)鎮(zhèn)村管網(wǎng)，全流程自動(dòng)化恒壓供水；為了緩解用水高峰期水壓不足的現(xiàn)狀， 各加壓站均配置了清水庫(kù)二座，其中西團(tuán)片區(qū)加壓站清水庫(kù)為正方體構(gòu)造， L×B×H=15.5m3×15.5m×5.5m，有效水深 4.5m，單座清水庫(kù)有效庫(kù)容為1081m，總3有效庫(kù)容為2162m；白駒加壓站庫(kù)體為長(zhǎng)方體構(gòu)造，L×B×H=14.1m3×10.7m×4.7m，總有效庫(kù)容為1116 m，草堰加壓站清水庫(kù)為正方體構(gòu)造， L×B×H=16m× 16m×4.5m，

3、總有效庫(kù)容為 1792 m3。在聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行過(guò)程中，諸多問(wèn)題逐步顯現(xiàn)， 結(jié)合該片區(qū)加壓與下位加壓站完善供水調(diào)度控制運(yùn)行狀況， 提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施， 確保城鄉(xiāng)供水一體化目標(biāo)的有力推進(jìn)。2 原工藝設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題2.1 原設(shè)計(jì)方案中西團(tuán)片區(qū)加壓站清水庫(kù)采用自動(dòng)補(bǔ)水方式，清水庫(kù)液位低于1.5m 時(shí)，進(jìn)水電動(dòng)蝶閥自動(dòng)開啟，清水庫(kù)進(jìn)水；當(dāng)清水庫(kù)液位到達(dá) 3.8 米時(shí)，進(jìn)水電動(dòng)蝶閥自動(dòng)關(guān)閉，停止補(bǔ)水。這種補(bǔ)水控制方式存在幾個(gè)問(wèn)題： 進(jìn)水時(shí)間不確定， 如果在用水高峰期進(jìn)水，勢(shì)必對(duì)市區(qū)主管網(wǎng)供水水壓產(chǎn)生影響（片區(qū)加壓站持續(xù)進(jìn)水，主管網(wǎng)壓力偏低）。西團(tuán)片區(qū)加壓站與西團(tuán)鎮(zhèn)區(qū)加壓站共用DN400進(jìn)水主管網(wǎng)，片區(qū)加壓站

4、清水庫(kù)進(jìn)水時(shí)，鎮(zhèn)區(qū)無(wú)負(fù)壓加壓站無(wú)水可供，處于癱瘓狀態(tài)。 片區(qū)加壓站清水庫(kù)改夜間用水低谷期進(jìn)水，夜間需水生產(chǎn)的工廠無(wú)水可用的問(wèn)題無(wú)法解決。清水庫(kù)進(jìn)水電動(dòng)蝶閥全開全關(guān)的控制方式存在著對(duì)上游供水管網(wǎng)產(chǎn)生閉閥水錘沖擊的風(fēng)險(xiǎn)。2.2原設(shè)計(jì)方案中片區(qū)下一級(jí)加壓站清水庫(kù)均采用自動(dòng)補(bǔ)水方式，清水庫(kù)液位低于1.5m 時(shí)，進(jìn)水電動(dòng)蝶閥自動(dòng)開啟，清水庫(kù)進(jìn)水；當(dāng)清水庫(kù)液位到達(dá)3.8 米時(shí)，進(jìn)水電動(dòng)蝶閥自動(dòng)關(guān)閉，停止補(bǔ)水；原設(shè)計(jì)方案未考慮西團(tuán)片區(qū)、 白駒、草堰加壓站工藝生產(chǎn)信息互通共享，三站的設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，這就存在不合理的地方，白駒、草堰加壓站清水庫(kù)如需進(jìn)水或停止進(jìn)水， 西團(tuán)片區(qū)加壓站出水泵開停無(wú)法聯(lián)動(dòng)控制；如西團(tuán)

5、片區(qū)加壓站出水泵使用變頻恒壓控制，供水管網(wǎng)需24小時(shí)保持設(shè)定壓力值僅僅是為了滿足白駒、草堰加壓站清水庫(kù)能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)水，如此，將造成極大的能耗浪費(fèi)。另一方面白駒、草堰加壓站任一清水庫(kù)補(bǔ)水，相當(dāng)于敞口供水，恒壓控制也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。2.3 西團(tuán)片區(qū)加壓站改夜間供水低谷期定時(shí)進(jìn)水后，全天24 小3時(shí)經(jīng)其清水庫(kù)中轉(zhuǎn)的水量最多為2162m，而白駒加壓站僅鎮(zhèn)區(qū)24 小3時(shí)需水量約 1549m（含漏損水量），草堰加壓站臺(tái)僅鎮(zhèn)區(qū)24 小時(shí)需水量約 669 m3（含漏損水量），兩終端供水加壓站合計(jì)需水量2218 m3，很顯然，需求大于供給。3 對(duì)原設(shè)計(jì)方案中存在的問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施3.1 上游供水不足擬采取的措施 敷設(shè)大豐市

6、區(qū)至西團(tuán)片區(qū)加壓站 DN500供水專管，該方案可從根本上解決片區(qū)加壓站與鎮(zhèn)區(qū)加壓站搶水問(wèn)題， 目前此方案已付諸實(shí)施，但工程較大， 工期較長(zhǎng)，所以近階段西團(tuán)片區(qū)加壓站供水問(wèn)題仍然急待解決。 供水專管連通前，結(jié)合西團(tuán)鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)工廠、企業(yè)用水特征，片區(qū)加壓站實(shí)施夜間定時(shí)與白天定量相結(jié)合進(jìn)水的方式。夜間定時(shí)：由西團(tuán)供水分公司與轄區(qū)內(nèi)工廠溝通協(xié)調(diào)， 確保西團(tuán)片區(qū)加壓站夜間 22 時(shí)至次日 6 時(shí)累計(jì)補(bǔ)水達(dá) 4 小時(shí)左右白天定量：在 6 時(shí)至 22 時(shí)供水高峰區(qū)間，片區(qū)加壓站清水庫(kù)不間斷進(jìn)水，進(jìn)水累計(jì)流量擬通過(guò)清水庫(kù)進(jìn)水電動(dòng)蝶閥控制； 初定進(jìn)水3累計(jì)流量 50 m/ 小時(shí)左右，最終實(shí)際進(jìn)水流量應(yīng)以不影響西團(tuán)

7、鎮(zhèn)區(qū)供水且足下一級(jí)加壓站用水量為宜。如此，即可權(quán)衡片區(qū)加壓站與鎮(zhèn)區(qū)加壓站搶水問(wèn)題， 又可緩解西團(tuán)片區(qū)加壓站清水庫(kù)與白駒、草堰加壓站供需不平衡的狀況。西團(tuán)片區(qū)加壓站進(jìn)水主管口徑為DN400，當(dāng)管道內(nèi)水流流速超3過(guò) 2m/s( 約 904m/h) 時(shí)，清水庫(kù)進(jìn)水電動(dòng)蝶閥瞬間關(guān)閉將對(duì)上游主管網(wǎng)產(chǎn)生閉閥水錘； 經(jīng)分析，可從二個(gè)方面采取措施防止閉閥水錘的產(chǎn)生。一、控制清水庫(kù)上游進(jìn)水主管道內(nèi)水流流速（流量），限值 2m/s( 約3留 25%裕度，即 1.5m/s(3，低于此流速，不會(huì)產(chǎn)904m/h)約 678m/h)生閉閥水錘，結(jié)合經(jīng)濟(jì)流速綜合考慮， 西團(tuán)片區(qū)加壓站清水庫(kù)進(jìn)水總流量應(yīng)控制在 406 m3/

8、h 左右。二、延長(zhǎng)電動(dòng)蝶閥的關(guān)閥時(shí)間周期，各加壓站配置的電動(dòng)蝶閥均屬于緩閉閥， 閥門生產(chǎn)廠商在配置閥門電機(jī)時(shí)已充分考慮閉閥水錘問(wèn)題， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速 18 轉(zhuǎn)/ 秒，在全開的前提下，完成全關(guān)歷時(shí) 40-52 秒，再減速，改造成本較高且效果不理想?？紤]到目前西團(tuán)進(jìn)水主管道的承壓能力較有限， 只能嘗試通過(guò) PLC軟時(shí)間繼電器中斷關(guān)進(jìn)程， 實(shí)現(xiàn)步進(jìn)關(guān)閥控制。 進(jìn)水電動(dòng)蝶閥關(guān)進(jìn)程如下：電動(dòng)蝶閥關(guān)原進(jìn)程：關(guān)指令，40 秒后關(guān)到位。電動(dòng)蝶閥關(guān)改進(jìn)后進(jìn)程：關(guān)指令， 4 秒后停，計(jì)時(shí) 1 分鐘，關(guān)指令， 4 秒后停，計(jì)時(shí) 1 分鐘直至關(guān)到位。原 40 秒關(guān)閥時(shí)間延長(zhǎng)至 10分 40秒。進(jìn)程圖如下： a. 原進(jìn)程

9、：電動(dòng)蝶閥關(guān)40 秒關(guān)到位b. 改進(jìn)后的進(jìn)程：電動(dòng)蝶閥關(guān)4 秒后停10 分40 秒1 分鐘后后加壓站聯(lián)動(dòng)控制方案 西團(tuán)片區(qū)加壓站、白駒加壓站、草堰加壓站建立虛擬局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動(dòng)控制， 終端加壓站可根據(jù)操作員所選擇的自動(dòng)或鍵控方式遠(yuǎn)程控制西團(tuán)片區(qū)加壓站出水泵開 / 關(guān)。自動(dòng)方式：子加壓站清水庫(kù)液位低于低液位設(shè)定值時(shí)， 自動(dòng)開啟清水庫(kù)進(jìn)水電動(dòng)閥， 并遠(yuǎn)控西團(tuán)片區(qū)加壓站出水泵開； 子加壓站清水庫(kù)液位到達(dá)設(shè)定高限值時(shí)， 遠(yuǎn)控西團(tuán)片區(qū)加壓站出水泵停， 收到西團(tuán)片區(qū)加壓站出水泵停狀態(tài)信號(hào)后，關(guān)進(jìn)水電動(dòng)蝶閥。鍵控方式：子加壓站操作員發(fā)出清水庫(kù)進(jìn)水指令后， 西團(tuán)片區(qū)加壓站控制程序窗口彈出開泵請(qǐng)求窗口，西團(tuán)

10、片區(qū)加壓站操作員確認(rèn)后，開啟出水泵； 子加壓站操作員發(fā)出清水庫(kù)進(jìn)水停止指令后，西團(tuán)片區(qū)加壓站控制程序窗口彈出停泵請(qǐng)求窗口， 西團(tuán)片區(qū)加壓站操作員確認(rèn)后，停出水泵。 PLC程序控制西團(tuán)片區(qū)加壓站定時(shí)向下一級(jí)加壓站自動(dòng)補(bǔ)水。6：00 西團(tuán)片區(qū)加壓站開泵，白駒加壓站開進(jìn)水閥，當(dāng)白駒加壓站液位達(dá)到預(yù)設(shè)高位限制值時(shí)關(guān)白駒加壓站進(jìn)水閥，當(dāng)西團(tuán)片區(qū)加壓站出水主管壓力達(dá)2.8 公斤時(shí)，停泵。9：00 西團(tuán)片區(qū)加壓站開泵，草堰加壓站開進(jìn)水閥，當(dāng)草堰加壓站液位達(dá)到預(yù)設(shè)高位限制值時(shí)關(guān)草堰加壓站進(jìn)水閥，當(dāng)西團(tuán)片區(qū)加壓站出水主管壓力達(dá)2.8 公斤時(shí)，停泵。18：00 西團(tuán)片區(qū)加壓站開泵，白駒加壓站開進(jìn)水閥，當(dāng)白駒加壓站

11、液位達(dá)到預(yù)設(shè)高位限制值時(shí)關(guān)白駒加壓站進(jìn)水閥，當(dāng)西團(tuán)片區(qū)加壓站出水主管壓力達(dá)2.8 公斤時(shí)，停泵。流程控制圖如下：液 位6:00 開泵白駒加壓達(dá) 到預(yù) 設(shè)高 位西 團(tuán)開 啟限 制片 區(qū)值 且9:00 開泵加 壓草堰加壓進(jìn) 水停閥出 水站主 管壓 力達(dá) 到18:00 開白駒加壓2.8 公斤4 結(jié)語(yǔ)試運(yùn)行之初，原設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)方案暴露出的若干問(wèn)題相互糾集，能夠理清思路，充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改進(jìn)，完善各級(jí)加壓站聯(lián)動(dòng)調(diào)度控制， 使整個(gè)城鄉(xiāng)一體化供水控制系統(tǒng)做到合理、可靠、穩(wěn)定。如此，才能為城鄉(xiāng)一體化供水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有力的技術(shù)保障。聯(lián)系人：馮小衛(wèi)聯(lián)系電話：

12、聯(lián)系地址：江蘇省大豐市健康西路29#大豐市自來(lái)水有限公司出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)櫍孕惺缇?，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰“能 ”，是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣， 遠(yuǎn)小人， 此先漢所以興隆也； 親小人， 遠(yuǎn)賢臣， 此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí)，每與臣論此事， 未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。 侍中、尚書、 長(zhǎng)史、 參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來(lái)二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來(lái)，夙夜憂嘆，恐托