CN108194340A - 一种污水提升泵启停控制策略 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新的污水提升泵启停控制策略，设置Pi为第i台泵可启停概率，计算所有可运行泵泵启停概率Pi，获取泵启停概率的最大值和最小值，首先启动Pi值最小的泵，停止Pi值最大的泵，综合考虑影响泵寿命的因素以及备用泵的使用频率，并根据其影响程度增设影响因子；本发明还提出了一种提升泵启停概率计算公式，通过公式计算及比较泵可启停概率Pi值的大小，判定具体启停哪些泵，在很大程度上提高了提升泵使用均衡性，优化了提升泵控制策略，延长了提升泵的使用寿命，从而缩减泵检修频率。

Description

一种污水提升泵启停控制策略

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种污水提升泵启停控制策略。

背景技术

污水泵站的作用是将上游污水提升至下游污水管道，保证污水顺利地流入污水处理厂。泵站一般会配置多台主提升泵以及一台备用提升泵，以保证污水能够及时、快速的抽取至污水管网。由于污水提升泵放置于集水池底部并完全浸入污水中，提升泵的维修和检修工序十分繁琐。影响提升泵故障率和维护频率除了运行时间外，还有启停次数或频率。现有的泵站提升、泵启停控制策略中，启停判定条件单一，设计逻辑为仅频繁控制启停同一台泵或者采用顺序启停各泵措施，备用泵长时间停用，导致各提升泵间运行时间和启停次数差距较大，而发生某个或某些提升泵频繁故障，备用泵容易发生堵塞、生锈、电气控制回路故障等问题，从而无法正常启动备用泵。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种污水提升泵启停控制策略。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污水提升泵启停控制策略，其特征在于：设置Pi为第i台泵可启停概率，计算所有可运行泵泵启停概率Pi，获取泵启停概率的最大值Max(P₁,P₂,...,P_n)和最小值Min(P₁,P₂,...,P_n)，首先启动Pi值最小的泵，首先停止Pi值最大的泵。

优选地，设置S₁为启停次数影响因子，S₂为运行累计时间，K_i为第i台泵累计启动次数；K_α为第i台泵理论可启动次数，T_i为第i台泵累计运行时间，T_α为第i台泵理论可运行时间，第i台泵可启停概率的计算公为：

优选地，S₁+S₂＝1，且S₁>S₂。

一种污水提升泵控制系统，其特征在于：包括液位计、报警装置和控制器，所述报警装置用于监控泵是否正常开启，所述控制器用于控制提升泵的启停。

本发明的有益效果：

1、本发明提出了一种新的污水提升泵启停控制策略，综合考虑影响泵寿命的因素以及备用泵的使用频率，并根据其影响程度增设影响因子；

2、本发明提出了一种提升泵启停概率计算公式，通过公式计算及比较泵可启停概率Pi值的大小，判定具体启停哪些泵，在很大程度上提高了提升泵使用均衡性，优化了提升泵控制策略，延长了提升泵的使用寿命，从而缩减泵检修频率；

3、本发明提出备用泵使用机制，定期对备用泵通电使用，以防止长时间停运引发的故障，以保证备用泵在需要工作的时候正常运转。

附图说明

图1是集水池水位分区示意图。

图2是启停泵逻辑控制流程图(以泵3主1备为例)。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明采用的技术方案如下(方案以提升泵3主1备配置分析)：

影响提升泵寿命主要有启停次数K和运行累计时间T这两个因素，而两个因素对水泵寿命影响力不同，因此将两个因素增设影响因子：启停次数影响因子S₁；运行累计时间影响因子S₂。而启停次数的影响力大于泵运行时间的影响力，为了方便归一化计算，设S₁+S₂＝1，且S₁>S₂。

为了均衡泵站内水泵运行时间和启停次数，提出了提升泵可启停概率P的概念，并给出了第i台泵可启停概率P_i的计算公式：

其中，K_i为第i台泵累计启动次数；K_α为第i台泵理论可启动次数；T_i为第i台泵累计运行时间；T_α为第i台泵理论可运行时间。

计算所有可运行泵泵启停概率P_i，并获取泵中启停概率最大和最小值Min(P₁,P₂,...,P_n)和Max(P₁,P₂,...,P_n)，P_i值越小，说明第i台泵启停次数和累计运行时间较其他泵少，使用率较低，下次优先启动P_i值最小的泵。而P_i值越大，说明第i台泵启停次数和累计运行时间较其他泵多，使用率较高，下次优先停P_i值最大的泵。

因此通过比较P_i值的大小，来确定下次哪个泵进行启泵或停泵控制。

根据实际生产经验，即综合考虑S₁和S₂的不同取值对于泵的实际使用寿命的影响，设置S₁＝0.6，S₂＝0.4，K_α＝10000(次)，T_α＝10000(小时)，则第i台泵可启停概率P_i的计算公式为：

如图1所示，引入集水池分区的思想，根据水位高度，将集水池分为4个区域：低水位区、中水位区、高水位区和过高水位区。每个区域根据启动和停运泵的机制不同，具有又细分为启泵和停泵子区域，共有7个子区域，其中H1、H3、H5为停泵线，低于此值停运1台泵；H2、H4、H6为启泵线，高于此值启动1台泵，具体区域划分如表1，H为液位计所测量的实际液位高度。例如，若水位由Ⅵ区域上升至Ⅶ区域，必须再开启1台泵进行强力抽水作业；若水位由Ⅵ区域下降至Ⅴ区域，说明已投入的泵抽水效果明显，可以退出1台泵运行。其余区域分析相同，不再赘述。

表1集水池的具体区域划分

如图2所示的停泵逻辑控制流程图，左半部分为启动泵流程图，右半部分为停泵流程图，实例中仅以水位由Ⅱ区域上升至Ⅲ区域和由Ⅵ区域下降至Ⅴ区域为例分析，其余类似，不再赘述。

通过液位计监测水位情况，当监测到水位由Ⅱ区上升至Ⅲ区，此时应该启动1台泵，需要判定是否有泵运行，如果有泵已经运行，此时不再需要启动其他泵。若无泵运行，需要开启1台泵，首先判定备用泵启动时间是否到，如果时间到，优先启动备用泵。备用泵接到启动指令后，开启泵运行，此时必须监控泵是否正常开启，若正常开启，返回继续监视，如未正常开启，需要立即发出报警信息，并转至开启主泵流程。首先计算无故障可投入运行的泵的启停概率，获得最小概率Min(P₁,P₂,...,P_n)的泵序号，发出指令开启本泵，并实时监视泵是否正常开启。如果此泵未正常启动，除了发出报警信息外还需要重新判定继续开启其他泵，以保证有泵投入抽水工作。若正常开启，再继续判断启泵数量是否为1。如果不为1，进行重新判定，或开或停多余泵；若为1，说明水位区域与投入泵的数量匹配，启泵完成。

当监测到水位由Ⅵ区下降至Ⅴ区，此时应该退出1台泵运行。首先计算在运行泵Max(P₁,P₂,...,P_n)的值，获得最大启停概率泵的序号，发出指令停运本泵，并实时监视泵是否正常停运。如果此泵未正常停运，除了发出报警信息外还需要重新判定继续停运其他泵。若正常停运，再继续判断启泵数量是否为2。如果不为2，进行重新判定，或开或停多余泵；若为2，说明水位区域与投入泵的数量匹配，停泵完成。

定期对备用泵通电使用，以防止长时间停运引发的故障，以保证备用泵在关键时刻起到备用作用。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种污水提升泵启停控制策略，其特征在于：设置Pi为第i台泵可启停概率，计算所有可运行泵泵启停概率Pi，获取泵启停概率的最大值Max(P₁,P₂,...,P_n)和最小值Min(P₁,P₂,...,P_n)，首先启动Pi值最小的泵，首先停止Pi值最大的泵。

2.如权利要求1所述的污水提升泵启停控制策略，其特征在于：设置S₁为启停次数影响因子，S₂为运行累计时间，K_i为第i台泵累计启动次数；K_α为第i台泵理论可启动次数，T_i为第i台泵累计运行时间，T_α为第i台泵理论可运行时间，第i台泵可启停概率的计算公为：

3.如权利要求2所述的污水提升泵启停控制策略，其特征在于：S₁+S₂＝1，且S₁>S₂。