CN108894983A - 一种污泥螺杆泵调速智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥螺杆泵调速智能控制方法，该方法中所涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、变频器、电机、进料口、出料口和PLC控制器组成，通过设置于泵体上的称重传感器实时采集进料喂入量数据，利用控制器PLC设定的基于进料重量的污泥螺杆泵变频条件，根据喂料重量向污泥螺杆泵的电机的变频器发出变频指令，污泥螺杆泵执行变频运行且随着喂入量变化而变化，确保进料的输送保持一个合适的速度。当污泥喂入量超过极限值，污泥螺杆泵将停止进料。本方法有效地降低了定转子的磨损率和防止进料口堵塞，保持污泥喂入量与螺杆泵输送量一致，防止干运行状态发生，确保了污泥螺杆泵的高效平稳运行，结构简单，显著减少了运行维护成本，提高运行效率，实现了无人值守厂区构建。

Description

一种污泥螺杆泵调速智能控制方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别地涉及一种污泥螺杆泵调速智能控制方法。

背景技术

在污水处理工艺中，一般采用螺杆泵完成脱水污泥的输送。由于脱水污泥粘性很大，容易板结、成团，因此在料斗与输送泵连接口之间常常会出现污泥架空而无法顺利入泵的情况，此种情况称之为“架桥”。而且，污泥粘连在料斗壁上难以顺畅下行，导致排泥的速度跟不上污泥喂入速度，料斗泥位将上升，造成污泥螺杆泵堵塞。同时，污泥喂入量较少，不足以填充定转子之间的间隙，还会导致干磨损发生，造成定转子磨损严重。前者需要人工及时赶到现场进行疏通，而后者一旦发生，维修时间长且维修工作环境恶劣，并直接影响前端工艺。由于现有的污泥螺杆泵存在的上述结构缺陷，影响设备的运行效率，增加人工疏通的成本和时间。污泥喂入量与螺杆泵输送量存在不能一致性问题，污泥螺杆泵常常处于干运行状态，导致设备的磨损导致故障率较高，加大运维成本，也制约了“无人值守厂区”的构建。

根据污泥喂入量实施调整污泥螺杆泵的污泥输送速度，确保污泥螺杆泵高效运行，是解决上述难题的关键所在，目前未见较为有效的相关技术方案。

发明内容

本发明目的在于，提供一种可有效提污泥螺杆泵运行稳定性的污泥螺杆泵调速智能控制方法。该方法中所涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、变频器、电机、进料口、出料口和PLC控制器组成；通过设置于泵体上的称重传感器实时采集进料喂入量数据；利用PLC控制器设定的基于进料重量的污泥螺杆泵变频条件，根据喂料重量向污泥螺杆泵的电机的变频器发出变频指令，确保进料的输送保持一个合适的速度；当污泥喂入量较低且达到污泥螺杆泵启动条件后，污泥螺杆泵执行变频运行且随着喂入量变化而变化；当污泥喂入量持续增加且满足污泥螺杆泵工频运行条件，污泥螺杆泵满负荷运行；当污泥喂入量超过极限值即满足停止进料条件，污泥螺杆泵将停止进料。本方法有效地降低了定转子的磨损率和防止进料口堵塞，确保了污泥螺杆泵的高效平稳运行，保持污泥喂入量与螺杆泵输送量一致，防止污泥螺杆泵处于干运行状态。而且结构简单，显著减少了运行维护成本，提高生产效率，为实现无人值守厂区创造了良好的条件。

本发明所述的一种污泥螺杆泵调速智能控制方法，该方法中所涉及的装置由称重传感器、泵体、进料斗、变频器、电机、进料口、出料口和PLC控制器组成，称重传感器(1)设置于泵体(2)的底部，在电机(5)上设置有变频器(4)，泵体(2)的上端设置有进料斗(3)，PLC控制器的输入端通过数据线与称重传感器(1)连接，PLC控制器的控制端通过控制线与变频器(4)连接，PLC控制器通过设置于泵体(2)上的称重传感器(1)实时采集进料斗(3)的进料喂入量数据，利用PLC控制器设定基于进料重量的电机(5)的变频条件，根据进料斗(3)的进料重量实时向电机(5)发出变频指令，具体操作按下列步骤进行：

a、依据积累的实验数据及实际操作经验，建立进料喂入量与污泥螺杆泵排泥量以及电机变频参数的最佳关系参数模型；依据上述相关参数模型对控制器(PLC)设定或调整基于进料重量的变频器(4)的变频条件；

b、PLC控制器通过称重传感器(1)实时采集进料重量数据；

c、PLC控制器判断进料斗(3)污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵起泵条件，如果是，执行步骤d，如果否，执行步骤b；

d、PLC控制器指令污泥螺杆泵保持低频运行；

e、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵变频运行条件，如果是，执行步骤f，如果否，继续执行步骤d；

f、PLC控制器指令污泥螺杆泵依据进料量变频运行；

g、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵工频运行条件，如果是，执行步骤h，如果否，继续执行步骤f；

h、PLC控制器指令污泥螺杆泵工频运行；

i、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵停止进料条件，如果是，执行步骤j，如果否，继续执行步骤h；

j、PLC控制器指令污泥螺杆泵停止进料，工频运行，达到起泵条件后开始进料，接着执行步骤d。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明运行流程示意图；

图3为本发明的污泥螺杆泵运行频率对比图。

图例：1、称重传感器，2、泵体，3、进料斗，4、变频器，5、电机，6、进料口，7、出料口，PLC控制器。

具体实施方式

以下结合附图进一步描述并给出实施例，本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

实施例

本发明所述的一种污泥螺杆泵调速智能控制方法，该方法中所涉及的装置由称重传感器、泵体、进料斗、变频器、电机、进料口、出料口和PLC控制器组成，称重传感器1设置于泵体2支撑架的底部。在电机5上设置有变频器4，泵体2的上端设置有进料斗3。PLC控制器的输入端通过数据线与称重传感器1连接，PLC控制器通过设置于泵体2上的称重传感器1实时采集进料斗3的进料喂入量数据。PLC控制器的控制端通过控制线与变频器4连接，利用PLC控制器设定基于进料重量的电机5的变频条件，根据进料斗3的进料重量实时向电机5发出变频指令；

表1本实施例选用部件的相关厂家和参数信息

名称	型号或参数、生产厂家信息
		控制器PLC	施耐德Twido系列TWDLCDA24DRF
称重传感器1	梅特勒-托利多SWB505MultiMount，分辨率5kg，输出4-20mA
		变频器	ABB ACS500

如图1所示，本方法是通过在传统的污泥螺杆泵上加装了称重传感器1、变频器4和PLC控制器实现的，PLC控制器为本方法的核心部件，其承担了整个系统的数据监测分析和运行控制，PLC控制器可选用施耐德Twido系列的控制器。依据积累的实验数据及实际操作经验，建立进料喂入量与污泥螺杆泵排泥量以及电机变频参数的最佳关系参数模型，并依据上述相关参数模型对PLC控制器设定或调整基于进料重量的变频器4的变频条件的相关参数。污泥螺杆泵运行过程中，由PLC控制器根据进料喂入重量的变化，依据变频条件的相关参数判定，向电机5的变频器4发出变频指令，控制进料的输送保持一个合适的速度，确保污泥螺杆泵的高效平稳运行；

如图2所示，具体操作运行按下列步骤进行：

a、PLC控制器通过称重传感器1实时采集进料重量数据；

b、PLC控制器判断进料斗3污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵起泵条件，起泵条件为料斗物料重量超过70Kg，如果是，执行步骤c，如果否，执行步骤a；

c、PLC控制器指令污泥螺杆泵保持低频运行，优选低频设置为27Hz；

d、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵变频运行条件，如果是，执行步骤e，如果否，继续执行步骤c；

e、PLC控制器指令污泥螺杆泵依据进料量变频运行，变频段优选设置为28Hz-49Hz；

f、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵工频运行条件，如果是，执行步骤g，如果否，继续执行步骤e；

g、PLC控制器指令污泥螺杆泵工频运行；

h、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵停止进料条件，如果是，执行步骤i，如果否，继续执行步骤g；

i、PLC控制器指令污泥螺杆泵停止进料，转入工频运行，达到起泵条件后开始进料，接着执行步骤c；

j、PLC控制器控制污泥螺杆泵的电机8根据进料斗3的进料重量进行变频运行，重量范围可设定为大于70Kg，小于120kg；

参见表1：利用本发明的一种污泥螺杆泵调速智能控制方法对乌鲁木齐市城北再生水厂现运行的污泥螺杆泵(耐驰牌：流量2.0-5.03m³/h，输送介质滑移速度1.2m/s)(表1中的“改造前”)进行了技术改进(表1中的“改造后”)，并进行了6个月的生产运行。与传统的污泥螺杆泵相比，在降低定转子的磨损率和防止进料口堵塞方面，利用本方法改进的污泥螺杆泵都取得了突出的效果，显著降低了人工成本，确保了污泥螺杆泵的平稳运行，提高了生产效率，同时为构建无人值守厂区创造了良好的条件；

表1 2018年上半年乌鲁木齐市城北再生水厂污泥螺杆泵运行参数对比表

注：平均运行频率数据为2017.12.29-2018.6.6,定转子更换次数根据改造前平均每三个月更换一次得出，进料口堵塞次数根据改造前平均每周堵塞一次得出；

如图3所示，图中：纵坐标为污泥螺杆泵电机运行频率；横坐标为时间，时间范围为2018年5月到6月，图中表明：污泥螺杆泵运行频率可依据污泥喂入量的变化实时调整，保持污泥喂入量与螺杆泵输送量一致，有效地防止了螺杆泵定转子间干磨损的情况，有利于解决进料口堵塞问题。同时，减少了运行功耗，节能省电，降低运行成本和设备磨损率，延长了设备使用寿命。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。

Claims (1)

1.一种污泥螺杆泵调速智能控制方法，其特征在于该方法中所涉及的装置由称重传感器、泵体、进料斗、变频器、电机、进料口、出料口和PLC控制器组成，称重传感器（1）设置于泵体（2）的底部，在电机（5）上设置有变频器（4），泵体（2）的上端设置有进料斗（3），PLC控制器的输入端通过数据线与称重传感器（1）连接，PLC控制器的控制端通过控制线与变频器（4）连接，PLC控制器通过设置于泵体（2）上的称重传感器（1）实时采集进料斗（3）的进料喂入量数据，利用PLC控制器设定基于进料重量的电机（5）的变频条件，根据进料斗（3）的进料重量实时向电机（5）发出变频指令，具体操作按下列步骤进行：

a、依据积累的实验数据及实际操作经验，建立进料喂入量与污泥螺杆泵排泥量以及电机变频参数的最佳关系参数模型；依据相关参数模型对PLC控制器设定或调整基于进料重量的变频器（4）的变频条件；

b、PLC控制器通过称重传感器（1）实时采集进料重量数据；

c、PLC控制器判断进料斗（3）污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵起泵条件，如果是，执行步骤d，如果否，执行步骤b；

d、PLC控制器指令污泥螺杆泵保持低频运行；

e、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵变频运行条件，如果是，执行步骤f，如果否，继续执行步骤d；

f、PLC控制器指令污泥螺杆泵依据进料量变频运行；

g、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵工频运行条件，如果是，执行步骤h，如果否，继续执行步骤f；

h、PLC控制器指令污泥螺杆泵工频运行；

i、PLC控制器判断污泥喂入量是否满足污泥螺杆泵停止进料条件，如果是，执行步骤j，如果否，继续执行步骤h；

j、PLC控制器指令污泥螺杆泵停止进料，工频运行，达到起泵条件后开始进料，接着执行步骤d。