論市政供水工程中檢測儀表的應用

摘要：結(jié)合泌陽縣宋家場水庫至縣城供水工程的設計，分析在線檢測儀表在市政供水工程中的設置及應用，總結(jié)自動化儀表系統(tǒng)安裝及管理中應注意的若干問題和相關(guān)技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：市政供水工程在線檢測自動化儀表自動控制

一、前言

自動化儀表是由若干自動化元件構(gòu)成的，具有較為完善功能的自動化技術(shù)儀器。它一般同時具有若干種功能，如測量、顯示、記錄或測量、控制、報警等。自動化儀表本身是一個系統(tǒng)，同時又是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一，以其測量的實時性、靈敏性、精確性以及安裝操作簡便等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，而且自動化檢測儀表內(nèi)部具有與微機的接口，更是成為自動化控制系統(tǒng)中的重要組成部分。另外，通過微型計算機的使用，提高儀表本身自動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力，使其不僅可供單獨使用，而且可通過標準接口和數(shù)據(jù)通道，與電子計算機結(jié)合起來，組成各種集測試、控制、管理功能為一體的綜合系統(tǒng)。因此，自動化檢測儀表在市政供水工程中得到了廣泛的應用，使供水廠不僅節(jié)約了大量的人力、物力，而且可以及時地對工藝過程進行自動調(diào)節(jié)和人為干預。筆者將結(jié)合泌陽縣宋家場水庫至縣城供水工程，簡要介紹自動化檢測儀表在市政供水工程應用中的一些情況。

二、工程簡介

1、工程概述

ッ諮糲廝渭頁∷庫至縣城供水工程位于河南省泌陽縣，設計供水能力4萬m3/d。

2、處理工藝

泌陽縣宋家場水庫至縣城供水工程采用國內(nèi)外技術(shù)先進、便于運行管理的水處理工藝，并針對宋家場水庫水質(zhì)良好的特點，采用常規(guī)的凈水處理工藝。該工藝具有出水水質(zhì)好、能耗低、運行費用少、管理簡便、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。

3、應用儀表

本工程基本采用數(shù)字式智能化儀表檢測工藝參數(shù)。各階段主要儀表應用如下：

1）進廠配水井設置超聲波液位計1套，用于檢測配水井內(nèi)液位；同時設置濁度儀（宜選用量程為0~100NTU的儀表）和pH計，將進水水質(zhì)主要參數(shù)傳送至水廠中控室，使工作人員隨時掌握進廠水質(zhì)狀況，以便采取相應處理措施。

2）在水廠進水管裝設電磁流量計，用于檢測進水流量，變送器將進水流量參數(shù)傳送至水廠中控室，中控室根據(jù)其流量信號控制以下設備的運行：

① 用于前加氯機的按流量比例投加加氯量。

② 用于后加氯機（在清水池進水管處加氯設備）的按流量比例投加加氯量。

③ 用于控制加藥間PAC藥劑加藥泵的流量控制。

3）斜板沉淀池出水渠設濁度儀1套，用于檢測濁度，宜選用量程為0~10NTU的儀表。該濁度值用于對加藥間的PAC加藥泵進行流量修正。

4）氣水反沖濾池中，每個濾池均設置超聲波液位計和阻塞儀各1套，由液位計和阻塞儀分別測出每個濾池的水位和水頭損失值，二者與濾后水閥門開啟度一起控制濾后水閥門開啟度。反沖洗操作間內(nèi)設濁度儀1套，用于檢測濾池出水濁度。另外反沖洗水泵和鼓風機分別設置壓力變送器和熱導式氣體流量計。在反沖洗操作間設置PLC分站，用于對反沖洗操作間、氣水反沖濾池內(nèi)工藝設備的參數(shù)、設備運行狀態(tài)進行檢測和控制，并將信號通過工業(yè)以太網(wǎng)送至中控室。

5）在兩個清水池分別設置液位計1套，用于監(jiān)測清水池內(nèi)的液位。

6）吸水井設置液位計1套，用于控制和管理送水泵。

7）出廠水監(jiān)測：水廠出水管安裝設壓力檢測儀表1套，用于檢測出水總管的壓力；設電磁流量計2套，用于檢測出水總管的流量；設濁度計1套，用于檢測出水總管的濁度；設余氯檢測儀1套，用于檢測出水總管的余氯含量；設PH計1套，用于檢測出水總管的PH值。以上儀表通過變送器，將數(shù)據(jù)傳輸至設置在送水泵房內(nèi)的儀表分析儀，模擬量信號進入控制值班室PLC分站。

8）加藥間溶液池設液位計2套，用于監(jiān)測溶液池內(nèi)的液位。

三、經(jīng)驗總結(jié)

通過對該項目的設計，我們總結(jié)了自動化檢測儀表設置及保證其正常運行的一些經(jīng)驗與心得，希望與大家共同探討。

首先，自動化檢測儀表的設置應遵循必要、準確、適用、集約的原則，力求使每套儀表都能物盡其用，且不可或缺，最大限度地發(fā)揮每套儀表的各項功能，使儀表系統(tǒng)不僅能夠正常工作，而且做到前期投資少，后續(xù)運行費用低，使用壽命長，便于維護。例如，在初步設計中，清水池設有余氯分析儀，用于進一步修正后加氯機的加氯量；而到了施工圖設計階段，經(jīng)過設計人員反復比對，并參考現(xiàn)有工程運行經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)其與檢測水廠出水水質(zhì)的余氯分析儀在功能上有所重疊，于是決定取消設在清水池的余氯分析儀，由檢測水廠出水水質(zhì)的余氯分析儀代行其功能，這同樣能夠達到修正后加氯機加氯量的目的。而一臺進口余氯分析儀的報價動輒數(shù)萬元，這樣做不僅為國家節(jié)省了投資成本，而且簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，方便工作人員日常管理及維護。像這樣的情況還有很多，這里就不一一列舉了。

其次，為了保證自動化檢測儀表的正常工作及重要數(shù)據(jù)不丟失，儀表供電的可靠性需要得到保障。在設計中，我們?yōu)閮x表系統(tǒng)提供了兩路電源，二者分別引自低壓配電系統(tǒng)的不同母線段，在儀表配電箱中實現(xiàn)自動切換。同時，在水廠中央控制室PLC控制系統(tǒng)及現(xiàn)場PLC分站處，分別設置UPS不間斷電源系統(tǒng)，從而進一步保證了自控儀表系統(tǒng)的供電可靠性。

另外，自動化檢測儀表屬于精密儀器，其模擬量信號容易受到其他電信號的干擾。因此，需將儀表信號傳輸電纜與其他用途電纜分開敷設，以達到保證儀表信號傳輸質(zhì)量的目的。在設計中，我們將儀表信號傳輸電纜與電力電纜及控制電纜分別放置在電纜溝兩側(cè)或同側(cè)但不同層的支架上，且電力電纜在上層，儀表信號電纜在下層，兩者間距在300mm以上；在進入構(gòu)筑物后，儀表信號傳輸電纜與電力電纜及控制電纜分別沿著不同的電纜橋架敷設，當受其他條件限制，無法分別敷設時，則分開敷設于橋架的兩側(cè)，同時兩者之間設隔板，降低對儀表傳輸信號的影響。

四、結(jié)語

目前，自動化檢測儀表在市政供水工程中的應用已十分廣泛，為工藝流程的自動控制發(fā)揮了關(guān)鍵作用，已成為水廠自動化系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。與此同時，通過與實際使用單位的溝通，我們發(fā)現(xiàn)在自動化檢測儀表的應用上面仍存在一些問題有待解決，例如儀表設置不合理、傳輸信號誤差、使用周期有限等。隨著自動化儀表工業(yè)的快速發(fā)展和市政工程設計水平的不斷提高，相信今后自動化檢測儀表將會在包括市政供水工程在內(nèi)的我國各項事業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。

[作者簡介] 許冬，工程師，機械工業(yè)第六設計研究院，主要從事市政工程的電氣設計