JP2012087721A - Pumping well cross section estimating method and pumping well cross section estimating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水処理プラント設備の挙動をシミュレーションするために必要なポンプ井の断面積を推定するポンプ井断面積推定方法及びポンプ井断面積推定装置に関するものである。 The present invention relates to a pump well cross-sectional area estimation method and a pump well cross-sectional area estimation device for estimating a cross-sectional area of a pump well necessary for simulating the behavior of water treatment plant equipment.
一般に、水処理プラント設備(以下、プラント設備と略記)の運用方案の意志決定を行う際には、コンピュータ技術を利用したプラント設備の挙動のシミュレーションが行われる。このシミュレーションを行うにあたって、シミュレーションモデルが現実のプラント設備を正しく表現していない場合、シミュレーションによって求められるプラント設備の挙動と現実のプラント設備の挙動とが一致せず、シミュレーションの精度が低下する。このため、シミュレーションモデルは現実のプラント設備を正しく表現したものでなければならない。このような背景から、ポンプ井に流入した汚水を揚水するポンプを備えるプラント設備の挙動をシミュレーションする場合には、汚水の深さ方向におけるポンプ井の断面積とポンプ特性とをシミュレーションモデルに用いるようにしている。 Generally, when making a decision on an operation plan of a water treatment plant facility (hereinafter abbreviated as plant facility), a simulation of the behavior of the plant facility using computer technology is performed. In performing this simulation, if the simulation model does not correctly represent the actual plant equipment, the behavior of the plant equipment obtained by the simulation does not match the behavior of the actual plant equipment, and the simulation accuracy is reduced. For this reason, the simulation model must correctly represent actual plant equipment. From this background, when simulating the behavior of a plant facility equipped with a pump that pumps sewage flowing into the pump well, the cross-sectional area of the pump well in the depth direction of the sewage and the pump characteristics should be used in the simulation model. I have to.
ところで、プラント設備のシミュレーションにおいてポンプ井の断面積を用いる場合には、沈砂池の構造を考慮してポンプ井の断面積を算出する必要がある。しかしながら、一般に沈砂池の構造は非常に複雑であるために、従来のシミュレーションでは、プラント設備の土木図面に基づいて沈砂池の構造を無視して手計算によってポンプ井の断面積を算出していた。このため、従来のプラント設備のシミュレーションによれば、手計算によって算出されたポンプ井の断面積が実際のポンプ井の断面積と一致していないために、プラント設備の挙動を精度よくシミュレーションできないことがあった。このような背景から、沈砂池の構造を含むポンプ井の断面積を高精度に推定可能な技術の提供が期待されている。 By the way, when using the cross-sectional area of the pump well in the simulation of the plant equipment, it is necessary to calculate the cross-sectional area of the pump well in consideration of the structure of the sand basin. However, since the structure of the sedimentation basin is generally very complicated, the conventional simulation calculated the cross-sectional area of the pump well by ignoring the structure of the sedimentation basin based on the civil engineering drawings of the plant equipment. . For this reason, according to the simulation of the conventional plant equipment, the pump well cross-sectional area calculated by manual calculation does not match the actual pump well cross-sectional area, and therefore the plant equipment behavior cannot be accurately simulated. was there. From such a background, it is expected to provide a technology capable of estimating the cross-sectional area of the pump well including the sand basin structure with high accuracy.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、沈砂池を含むポンプ井の断面積を高精度に推定可能なポンプ井断面積推定方法及びポンプ井断面積推定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a pump well cross-sectional area estimation method and a pump well cross-sectional area estimation device capable of estimating the cross-sectional area of a pump well including a sand basin with high accuracy. It is to provide.
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るポンプ井断面積推定方法は、沈砂池を含むポンプ井から汚水を揚水するポンプの運転台数の変化を検出するステップと、前記ポンプの運転台数の変化が検出された場合に、前記汚水の揚水変化量及び水位変化量を検出するステップと、検出された汚水の揚水変化量及び水位変化量を用いて沈砂池を含むポンプ井の断面積を算出するステップとを含む。 In order to solve the above problems and achieve the object, a method for estimating a pump well cross-sectional area according to the present invention includes a step of detecting a change in the number of operating pumps for pumping sewage from a pump well including a sand basin, and the pump When a change in the number of operating water is detected, the step of detecting the amount of change in pumping and the change in water level of the sewage and the pump well including the sedimentation basin using the amount of change in pumping and the change in water level of the detected sewage are detected. Calculating a cross-sectional area.
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るポンプ井断面積推定装置は、沈砂池を含むポンプ井から汚水を揚水するポンプの運転台数の変化を検出する第1検出手段と、前記第1検出手段によって前記ポンプの運転台数の変化が検出された場合に、前記汚水の揚水変化量及び水位変化量を検出する第2検出手段と、前記第2検出手段によって検出された汚水の揚水変化量及び水位変化量を用いて沈砂池を含むポンプ井の断面積を算出する算出手段と、を備える。 In order to solve the above problems and achieve the object, a pump well cross-sectional area estimation device according to the present invention includes first detection means for detecting a change in the number of operating pumps for pumping sewage from a pump well including a sand basin. When the change in the number of operating pumps is detected by the first detection means, the second detection means for detecting the pumping change amount and the water level change amount of the sewage, and the sewage detected by the second detection means Calculating means for calculating the cross-sectional area of the pump well including the sand basin using the amount of change in pumping and the amount of change in water level.
本発明に係るポンプ井断面積推定方法及びポンプ井断面積推定装置によれば、沈砂池を含むポンプ井の断面積を高精度に推定することができる。 According to the pump well cross-sectional area estimation method and the pump well cross-sectional area estimation device according to the present invention, the cross-sectional area of the pump well including the sand basin can be estimated with high accuracy.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積推定装置の構成及びその動作について説明する。 Hereinafter, with reference to the drawings, the configuration and operation of a pump well cross-sectional area estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
〔水処理プラント設備の構成〕
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積推定装置が適用される水処理プラント設備の構成について説明する。
[Configuration of water treatment plant equipment]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the water treatment plant equipment with which the pump well area estimation apparatus which is one Embodiment of this invention is applied is demonstrated.
図1は、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積推定装置が適用される水処理プラント設備の構成を示す模式図である。図1に示すように、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積推定装置が適用される水処理プラント設備1は、沈砂池2からポンプ井3内に流れ込んだ汚水4を吐出渠5に揚水するN台の吸水ポンプP1〜PNの運転/停止を制御することによって、ポンプ井3内における汚水4の水位を所定範囲内に制御するものである。吐出渠5に揚水された汚水4は、初沈槽、曝気槽、終沈槽などを備える水処理設備6に供給されて処理される。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a water treatment plant facility to which a pump well cross-sectional area estimation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a water
水処理プラント設備1は、吸水ポンプP1〜PN毎に設けられた開閉バルブV1〜VN及び電気センサ81〜8Nと、水位センサ9と、揚水量センサQSと、制御装置10と、を備える。開閉バルブV1〜VNはそれぞれ、吸水ポンプP1〜PNから吐出された汚水4が流れる配管71〜7Nに設けられ、制御装置10によって開閉制御されることによって吸水ポンプP1〜PNから吐出渠5に揚水される汚水4の流量を制御する。電気センサ81〜8Nはそれぞれ、吸水ポンプP1〜PNの電磁接触器の動作状態を検出し、検出された動作状態を示す電気信号を制御装置10に入力する。すなわち、電気センサ81〜8Nは、吸水ポンプP1〜PNの運転台数を検出する。電気センサ81〜8Nは、本発明に係る第1検出手段として機能する。水位センサ9は、ポンプ井3内における汚水4の水位Lを検出し、検出された水位Lを示す電気信号を制御装置10に入力する。揚水量センサQSは、吐出渠5に揚水される汚水4の流量を動作状態にある吸水ポンプP1〜PNによる揚水量Q0として検出し、検出された揚水量Q0を示す電気信号を制御装置10に入力する。揚水量センサQS及び水位センサ9は、本発明に係る第2検出手段として機能する。
The water
制御装置10は、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの演算処理装置によって構成されている。制御装置10は、各センサから入力された電気信号に基づいて吸水ポンプP1〜PNの動作や回転数を制御することによって、ポンプ井3内における汚水4の水位を所定範囲内に制御する。また、制御装置10は、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積推定装置として動作することによって、汚水4の水位L毎の沈砂池2を含むポンプ井3の断面積S(L)を算出する。制御装置10は、本発明に係る算出手段として機能する。
The
〔ポンプ井断面積算出処理〕
このような構成を有する水処理プラント設備1では、制御装置10が以下に示すポンプ井断面積算出処理を実行することによって、汚水4の水位L毎の沈砂池2を含むポンプ井3の断面積S(L)を算出する。以下、図2に示すフローチャートを参照して、ポンプ井断面積算出処理を実行する際の制御装置10の動作について説明する。
[Pump well cross-sectional area calculation processing]
In the water
図2は、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積算出処理の流れを示すフローチャートである。図2に示すフローチャートは、水処理プラント設備1が稼働されたタイミングで開始となり、ポンプ井断面積算出処理はステップS1の処理に進む。なお、本実施形態では、ポンプ井断面積算出処理は、水処理プラント設備1が稼働している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of a pump well cross-sectional area calculation process according to an embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 2 starts at the timing when the water
ステップS1の処理では、制御装置10が、電気センサ81〜8Nから入力される電気信号に基づいて吸水ポンプP1〜PNの運転台数が変化したか否かを判別する。そして、制御装置10は、吸水ポンプP1〜PNの運転台数が変化したタイミングでポンプ井断面積算出処理をステップS2の処理に進める。
In the process of step S1, the
ステップS2の処理では、制御装置10が、揚水量センサQSから入力される電気信号に基づいて単位時間あたりの揚水変化量ΔQ0を検出する。これにより、ステップS2の処理は完了し、ポンプ井断面積算出処理はステップS3の処理に進む。
In the process of step S2, the
ステップS3の処理では、制御装置10が、水位センサ9から入力される電気信号に基づいて単位時間あたりの汚水4の水位変化量ΔLを検出する。これにより、ステップS3の処理は完了し、ポンプ井断面積算出処理はステップS4の処理に進む。
In the process of step S <b> 3, the
ステップS4の処理では、制御装置10が、ステップS2及びステップS3の処理によって検出された揚水変化量ΔQ0及び水位変化量ΔLを用いて、水位センサ9によって検出された水位Lにおける沈砂池2を含むポンプ井3の断面積S(L)を算出する。ここで、ポンプ井3への汚水4の単位時間あたりの流入変化量ΔQi,単位時間あたりの汚水4の揚水変化量ΔQ0,水位Lにおけるポンプ井3の断面積S(L),及び単位時間あたりの汚水4の水位変化量ΔLの間には以下に示す数式(1)に示すような関係がある。
In the process of step S4, the
従って、図3に示すようにポンプ井3内への汚水4の流入量Qiが微小時間で一定である場合、すなわち単位時間あたりの流入量変化量ΔQiを0と近似できる場合において、吸水ポンプの運転台数が変化することによって揚水量及び水位が変化した場合(図3に示す時刻T=T1〜T2の間)、単位時間あたりの汚水4の揚水量変化量ΔQ0,水位Lにおけるポンプ井3の断面積S(L),及び単位時間あたりの汚水4の水位変化量ΔLの間には、以下の数式(2)に示すような関係がある。このことから、単位時間あたりの流入量変化量ΔQiを0と近似できる場合において、吸水ポンプの運転台数が変化することによって揚水量及び水位が変化した場合、水位Lにおけるポンプ井3の断面積S(L)は、以下に示す数式(3)に単位時間あたりの汚水4の揚水変化量ΔQ0及び汚水4の水位変化量ΔLを代入することによって算出することができる。 Therefore, when the inflow amount Q i of the sewage 4 into the pump well 3 is constant in a minute time as shown in FIG. 3, that is, when the inflow amount change amount ΔQ i per unit time can be approximated to 0, the water absorption When the pumping amount and the water level change by changing the number of pumps operated (between times T = T1 and T2 shown in FIG. 3), the pumping amount change ΔQ 0 of the sewage 4 per unit time and the water level L Between the cross-sectional area S (L) of the well 3 and the amount of change ΔL of the sewage 4 per unit time, there is a relationship as shown in the following formula (2). From this, when the amount of change ΔQ i per unit time can be approximated to 0, when the pumping amount and the water level change due to the change in the number of operating pumps, the cross-sectional area of the pump well 3 at the water level L S (L) can be calculated by substituting the pumping change amount ΔQ 0 of the sewage 4 and the water level change amount ΔL of the sewage 4 per unit time into the following formula (3).
そこで、制御装置10は、以下に示す数式(3)にステップS2及びステップS3の処理によって検出された揚水変化量ΔQ0及び水位変化量ΔLを代入することによって、水位Lにおける沈砂池2を含むポンプ井3の断面積S(L)を算出する。これにより、ステップS4の処理は完了し、一連のポンプ井断面積算出処理は終了する。
Therefore, the
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるポンプ井断面積算出処理によれば、制御装置10が、ポンプ井3から汚水4を揚水する吸水ポンプの運転台数の変化を検出し、吸水ポンプの運転台数の変化が検出された場合に、汚水4の揚水変化量ΔQ0及び水位変化量ΔLを検出し、検出された汚水4の揚水変化量ΔQ0及び水位変化量ΔLを用いて沈砂池2を含むポンプ井3の断面積を算出するので、沈砂池2を含むポンプ井3の断面積を高精度に推定することができる。
As is apparent from the above description, according to the pump well cross-sectional area calculation process that is one embodiment of the present invention, the
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings that form a part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.
1 水処理プラント設備
2 沈砂池
3 ポンプ井
4 汚水
5 吐出渠
6 水処理設備
71〜7N 配管
81〜8N 電気センサ
9 水位センサ
10 制御装置
P1〜PN 吸水ポンプ
QS 揚水量センサ
V1〜VN 開閉バルブ
1 water
Claims (2)
前記ポンプの運転台数の変化が検出された場合に、前記汚水の揚水変化量及び水位変化量を検出するステップと、
検出された汚水の揚水変化量及び水位変化量を用いて沈砂池を含むポンプ井の断面積を算出するステップと、
を含むことを特徴とするポンプ井断面積推定方法。 Detecting a change in the number of pumps operating to pump sewage from a pump well including a sand basin;
When a change in the number of operating pumps is detected, detecting a pumping change amount and a water level change amount of the sewage;
Calculating the cross-sectional area of the pump well including the sand basin using the detected change in pumping and change in water level of the sewage,
A pump well cross-sectional area estimation method comprising:
前記第1検出手段によって前記ポンプの運転台数の変化が検出された場合に、前記汚水の揚水変化量及び水位変化量を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段によって検出された汚水の揚水変化量及び水位変化量を用いて沈砂池を含むポンプ井の断面積を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とするポンプ井断面積推定装置。 First detection means for detecting a change in the number of operating pumps for pumping sewage from a pump well including a sand basin;
A second detecting means for detecting a pumping change amount and a water level change amount of the sewage when a change in the number of operating pumps is detected by the first detecting means;
Calculating means for calculating the cross-sectional area of the pump well including the sedimentation basin using the pumping change amount and the water level change amount of the sewage detected by the second detection means;
A pump well cross-sectional area estimation device comprising:
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