CN101761490A - 一种污水厂进水提升泵控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种污水厂进水提升泵控制方法，在泵组中安装变频提升泵；根据泵组组成情况和蓄水池上游管网的缓冲能力，分级预设不同泵数运行时的基准液位、增泵液位和减泵液位；检测当前正在运行的提升泵的数量，根据运行中提升泵的数量选择对应的基准液位、增泵液位和减泵液位；根据选定的基准液位值和泵组当前运行的变频提升泵的输出频率阈值，计算所述变频泵的输出频率；根据液位变化率动态调整增泵液位值和减泵液位值；根据所述输出频率控制泵组中工作的变频提升泵；根据所述输出频率和调整后的增泵液位值和减泵液位值确定增减泵时机；控制系统包括液位计和控制器。本发明提供的一种污水厂进水提升泵控制方法及系统，能够减少污水厂进水提升泵的频繁启停，降低泵站运行能耗，减少污水厂进水流量的波动。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其涉污水处理环节中一种污水厂进水提升泵控制方法及系统。
背景技术
在人们生产和生活中产生的大量污水必须经过处理(如集中输送至污水处理厂)才能排放至水体，从而保护生态环境，保障人民健康。首先，污水经管网收集、排放至污水处理厂的蓄水池中，通过蓄水池中的粗格栅去除污水中较大的垃圾和漂浮物等废物，然后通过进水提升泵将污水提升至细格栅，除去较小的垃圾和漂浮物等废物，最后对污水进行多级生化处理，使污水达到生活用水的标准，排放到指定水体。
进水提升泵站是污水处理厂的重要处理车间之一，进水是指从粗格栅排放到细格栅的污水，进水流量变化率的大小直接影响后续生化处理工艺的处理负荷和负荷冲击的大小。
在现有技术中，进水提升泵的开启一般采用两种方式进行控制：
一种是操作人员目测进水水位与目标水位差异，根据差异对蓄水池水位的变化率进行综合分析，通过经验人为地控制各台进水提升泵的开启，从而控制进水流量。
另一种采用PID(比例-积分-微分)调节对进水提升泵进行控制。比较蓄水池进水液位的测定值与设定值，将两者偏差通过PID运算，将运算后结果转换成控制信号发送到进水提升泵站，通过泵站编组运行或变频调节等方式进行相应调节，进而控制进水提升泵的开启，保证蓄水池的入流量与出流量相等。
上述控制方式的缺点在于：人工控制的效果与操作人员的经验有关系，而且控制的可靠性比较低，容易产生调节过度的情况，造成污水泵的频繁启停和污水提升量的波动；采用简单的PID(比例-积分-微分)调节控制进水提升泵，当蓄水池污水入流量变化较大，超出进水提升泵的变频范围，同样会造成水泵的频繁启停和污水提升量的波动。
发明内容
本发明提供的一种污水厂进水提升泵控制方法及系统，能够减少污水厂进水提升泵的频繁启停，当蓄水池污水入流量变化较大时，减少污水提升量的波动。
为了实现上述技术方案，本发明提供一种污水厂进水提升泵控制方法，包括：
在泵组中安装变频提升泵；
根据泵组中提升泵的数量和蓄水池上游管网的缓冲能力，根据运行提升泵数量分级设定基准液位值、增泵液位值和减泵液位值
检测当前正在运行的提升泵的数量，根据当前正在运行的提升泵的数量选择对应的基准液位值；
根据选定的基准液位值和泵组当前运行的变频提升泵的输出频率阈值，计算所述变频泵的输出频率；
根据液位的变化情况动态调整增减泵液位；
根据所述变频泵输出频率和增减泵液位值，判断是否增加或减少提升泵。
优选的，所述提升泵控制方法还包括在增加提升泵时，根据每个待开启提升泵的运行时间总和进行排序，优先开启运行时间最少的提升泵。
优选的，所述提升泵控制方法还包括在减少提升泵时，根据每个开启提升泵的运行时间总和进行排序，优先停止运行时间最长的提升泵。
一种污水厂进水提升泵控制系统，其特征在于，包括：液位计和控制器，所述液位计安装于蓄水池内部，用于检测蓄水池内部的水位，控制器接收所述液位计发出的检测信号进行处理和运算，根据运算结果发出控制信号调整变频泵的输出频率和提升泵的启停。
本发明的其它优点在后续的文字中有详尽的叙述。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
具体实施方式
本发明具体实施方式如图1所示，包括：
步骤11，在泵组中安装变频提升泵；
步骤12，根据泵组中提升泵的数量和蓄水池上游管网的缓冲能力，根据运行提升泵数量分级设定基准液位值、增泵液位值和减泵液位值；
在上述方案中，根据污水处理厂进水提升泵常年的运行数据、泵组中工频提升泵和变频提升泵的组合情况以及不同蓄水池上游管网的缓冲能力，分级设定多个基准液位。
步骤13、检测当前正在运行的提升泵的数量，根据当前正在运行的提升泵的数量选择对应的基准液位值，所述每个液位值还对应增泵液位值和减泵液位值。
步骤14、根据选定的基准液位值和泵组当前运行的变频提升泵的输出频率阈值，计算所述变频泵的输出频率；
步骤15、根据所述变频泵输出频率和增减泵液位值，判断是否增加或减少提升泵。
通过对变频泵的动态控制，能够防止提升泵抽取提升污水时频繁启停提升泵，例如：某一时刻泵站控制系统中有两台泵投入运行，此工况下对应的设定基准液位为8m，而预设的增泵液位为8.5m，预设的减泵液位为7.5m。其中一台为变频泵，流量调节范围约为900-1500m3/h，另一台为工频泵，额定流量为1500m3/h，在提升泵泵数不变且工作液位为8米附近时，每小时提升水量的范围为2400m3至3000m3。由泵的特性曲线可知，随着蓄水池液位上涨，提升泵提升水量的扬程降低，提升泵的提升耗能减小，反之，提升水量扬程提高，提升耗能增加；在7.5m-8.5m的液位范围内，运行泵数不变，系统的流量调节范围可拓宽至约2000m3/h-3300m3/h。当来水量处于2400m3/h-3000m3/h时，根据PID运算控制变频泵的频率，工作液位基本控制在基准液位附近。当来水量持续大于3000m3/h时(假设来水量为3100m3/h)，变频泵满频工作依然不能满足提升要求，实时液位缓慢上涨，当实时水位上涨至8.4m时，泵组系统的最大提升水量达到3200m3/h，来水量和提升水量达到新的平衡，液位基本维持稳定。当来水量大于3400m3/h时，蓄水池液位持续升高，为防止污水溢出，系统增加一台泵投入运行。运行泵数改变，设定液位和控制液位随着系统工况同时改变。利用液位的波动来达到流量调节目的减少了提升泵的频繁启停。
上述实施方案中，在增加提升泵时，根据每个待开启提升泵的运行时间总和进行排序，优先开启运行时间最少的提升泵；在减少提升泵时，根据每个开启提升泵的运行时间总和进行排序，优先停止运行时间最长的提升泵。
为实现本发明的控制方案，本发明还提供一种污水厂进水提升泵控制系统，包括：液位计和控制器，所述液位计安装于蓄水池内部，用于检测蓄水池内部的水位，控制器接收所述液位计发出的检测信号进行处理和运算，根据运算结果发出控制信号调整变频泵的输出频率和提升泵的启停。
现以某城市污水厂的进水提升泵站作为实施对象进一步举例说明，该污水处理厂规划流域面积223.5平方公里，服务人口约192.5万，该厂采用A2/O工艺处理城市生活污水，处理能力为60万m3/d。泵前蓄水池的深度为925cm，污水提升泵站由两台大泵(泵后额定流量3.5m3/s)和两台小泵(泵后额定流量2.5m3/s)组成。在蓄水池加装超声波液位计，监测集水井液位变化，泵组包括一台变频泵。
通过实地测量和数据收集确定管网排放水量的变化曲线，该污水处理厂的日进水量变化具有一定的规律：午夜12点左右达到一个进水高峰，峰值范围为500～700m3/d；凌晨6点左右达到低谷，谷值范围为：150～300m3/d，利用管网模型分析上游管网的蓄水能力，以确定基准控制液位，控制器接收所述液位计发出的检测信号进行处理和运算，根据运算结果发出控制信号调整变频泵的输出频率和提升泵的启停，实现多级动态液位算法控制提升泵运行。
因此，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，还有很多根据其权利要求确定的具体的技术性应用方案。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种污水厂进水提升泵控制方法，其特征在于，包括：
在泵组中安装变频提升泵；
根据泵组中提升泵的数量和蓄水池上游管网的缓冲能力，根据运行提升泵数量分级设定基准液位值、增泵液位值和减泵液位值；
检测当前正在运行的提升泵的数量，根据当前正在运行的提升泵的数量选择对应的基准液位值；
根据选定的基准液位值和泵组当前运行的变频提升泵的输出频率阈值，计算所述变频泵的输出频率；
根据所述变频泵输出频率和增减泵液位值，判断是否增加或减少提升泵。
2.根据权利要求1所述进水提升泵控制方法，其特征在于，还包括实时监测液位的变化情况，动态调整增减泵控制液位。
3.根据权利要求2所述进水提升泵控制方法，其特征在于，还包括在增加提升泵时，根据每个待开启提升泵的运行时间总和进行排序，优先开启运行时间最少的提升泵。
4.根据权利要求3所述进水提升泵控制方法，其特征在于，还包括在减少提升泵时，根据每个开启提升泵的运行时间总和进行排序，优先停止运行时间最长的提升泵。
5.一种污水厂进水提升泵控制系统，其特征在于，包括：液位计和控制器，所述液位计安装于蓄水池内部，用于检测蓄水池内部的水位，控制器接收所述液位计发出的检测信号进行处理和运算，根据运算结果发出控制信号调整变频泵的输出频率和提升泵的启停。
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