水廠供水系統(tǒng)的自動化控制分析

□陳肖峻

一、引言

水是城市的血液，是人類賴以生存的根本。水與人民生活與生產(chǎn)息息相關(guān)。供水的經(jīng)濟性、可靠性、穩(wěn)定性直接影響到國民經(jīng)濟水平以及人民的正常生活和工作，我國目前的供水系統(tǒng)存在不同程度的效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，難以滿足當(dāng)前經(jīng)濟生活的需要。因此，如何更加有效加強供水系統(tǒng)的自動化控制成為城市發(fā)展的重要課題。

二、水廠供水系統(tǒng)自動化控制的現(xiàn)狀

從20世紀(jì)80年代中后期開始，我國已經(jīng)有了一批利用外資建設(shè)的大型水廠，也引進了一些先進的現(xiàn)代化儀器和設(shè)備。但時至今日，社會發(fā)展越來越快，城市得到了前所未有的發(fā)展，城市的發(fā)展對于水廠供水系統(tǒng)的要求越來越高，無論是供水量還是供水系統(tǒng)的規(guī)模，對我國水廠都是巨大的挑戰(zhàn)。面對能源短缺和水資源的匱乏，城市給水系統(tǒng)是合理利用水資源的重要一環(huán)，必須在確保整個給水系統(tǒng)安全可靠供水的前提下，以節(jié)能、節(jié)水為目標(biāo)，進行現(xiàn)代化設(shè)計和改造。計算機和自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展，促進了水廠供水系統(tǒng)的發(fā)展。應(yīng)用現(xiàn)代控制理論及相關(guān)數(shù)學(xué)方法，針對城市的水量、水壓等信息及整個管網(wǎng)與泵站的配置來建立一定的數(shù)學(xué)模型;引入先進的計算機進行優(yōu)化計算，通過現(xiàn)代的控制工程使給水系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下工作，不僅使系統(tǒng)安全可靠地滿足用戶所需的水量、水壓和水質(zhì)，而且要經(jīng)濟合理地進行給水系統(tǒng)的調(diào)度管理和運行。總之，水廠供水系統(tǒng)的自動化控制的發(fā)展，對保護水資源、促進城市持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

三、水廠供水系統(tǒng)中存在的問題及解決措施

(一)供水系統(tǒng)存在的問題。

1．供水能力不足。近幾年隨著城市建設(shè)速度加快，用水單位和人口增加，城區(qū)范圍不斷擴大，再加之在一些干旱地區(qū)，水量本就有限，造成供水能力不能滿足用水需求。供水能力不足會嚴(yán)重影響到城市發(fā)展以及人民生活工作，而現(xiàn)在一些水廠由于規(guī)模發(fā)展較慢，供水設(shè)備落后等原因，供水能力嚴(yán)重不足，供水能力已經(jīng)成為水廠發(fā)展面臨的一個巨大挑戰(zhàn)。

2．供水安全性差。水廠在選擇水源的時候，應(yīng)結(jié)合城市規(guī)劃發(fā)展的要求，同時考慮供水安全和經(jīng)濟等等方面因素。水廠建設(shè)完成之后，水源地則難以改變。但是，現(xiàn)在存在一些工廠將工業(yè)廢水不經(jīng)過處理或者簡單處理直接排放，使水源地水質(zhì)受到不同程度的污染。水污染必將使水源的水質(zhì)下降，而傳統(tǒng)水處理工藝缺陷無法完全處理水中的致癌物質(zhì)，將會影響到人們的身體健康。

3．供水可靠性差。一是由于城區(qū)部分地段供水管網(wǎng)建設(shè)時間較長，目前老化嚴(yán)重，加上鄉(xiāng)鎮(zhèn)原有供水官網(wǎng)質(zhì)量差，爆管事故發(fā)生頻繁;二是區(qū)域供水已覆蓋的鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水滲漏量大，一方面造成供水成本增加，另一方面加速了供水總量不足;三是鄉(xiāng)鎮(zhèn)管網(wǎng)管徑普遍偏小，供水壓力不足，影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民用水。

4．供水成本高。鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠處于整個自來水供應(yīng)鏈的較底端，面臨著從源頭供應(yīng)到凈水入戶環(huán)節(jié)過多的問題，導(dǎo)致進水價格層層加碼，設(shè)備、人員重復(fù)配置，最終影響了終端老百姓用水成本及企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時，按照規(guī)定，自來水原水及凈水供應(yīng)的每個環(huán)節(jié)都須繳納增值稅，這在無形中增加了水廠的進水成本，在水價無法完全市場化的情況下，稅費支出無疑讓供水成本提高。

(二)提高供水系統(tǒng)自動化控制的措施。

1．提高自動化監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。通過提高水廠、供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，保證系統(tǒng)高效運行，為提高水質(zhì)、保障供水、穩(wěn)定運行、節(jié)能減排提供保障，并可以為企業(yè)管理提供準(zhǔn)確可靠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2．應(yīng)用仿真技術(shù)和智能優(yōu)化技術(shù)。自來水廠在面對水資源缺乏、污染嚴(yán)重，供水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，深度處理工藝更加復(fù)雜，城市供水量不斷增加，供水的服務(wù)區(qū)域也在不斷加大，人民群眾對供水要求也在不斷提高等等現(xiàn)狀的不斷挑戰(zhàn)，需采用仿真和優(yōu)化技術(shù)，提高供水系統(tǒng)的可控性和可預(yù)測性，為企業(yè)發(fā)展的科學(xué)決策和統(tǒng)籌發(fā)展提供依據(jù)。

3．整合控制系統(tǒng)。通過對自動化、信息化資源的整合，避免低水平重復(fù)建設(shè)，逐步消除信息的獨立性，實現(xiàn)信息技術(shù)資源共享，使組織、信息和生產(chǎn)活動能夠統(tǒng)一協(xié)調(diào)運作，為優(yōu)化成本、創(chuàng)新管理提供強有力的支持。

四、結(jié)語

我國供水行業(yè)的自動化起步較晚，總體發(fā)展水平也不高，而水廠的生產(chǎn)是一個非常復(fù)雜的綜合工程項目，對于自動化系統(tǒng)的控制水平要求非常高，涉及很多的技術(shù)和設(shè)備，同時設(shè)計本身也具有較高的難度，所以如何有效地提高供水系統(tǒng)的工作質(zhì)量、保證供水質(zhì)量的安全性和降低供水成本，從而推進我國供水系統(tǒng)自動化的進程，將成為今后工作的努力方向。

［1］ 李紅艷．城市給水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型研究［D］．太原理工大學(xué)，2003

［2］ 趙秋．供水系統(tǒng)智能優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)［D］．重慶大學(xué)，2005

［3］ 陳在平，趙相賓．可編程序控制技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)［M］．北京:機械工業(yè)出版社，2002

［4］ 何延濤．水廠運行管理與供水安全性探討［J］．中國水運，2012，6