**公司污水廠節能改造方案＊＊公司地址：聯系電話：服務電話：傳

真：郵編：一、項目概況污水處理屬能耗密集型行業，其消耗的能源主要包括電、燃料及藥劑等潛在能源,其中電能消耗為0。2～0。4kW.h/m3,平均電能消耗為0。29kW。h/m3,電耗占總能耗的60％～90%，化學除磷加藥單位水量處理成本為0.1元/m3左右，占污水單位水量處理成本的20％～30%。一座處理量為10萬m3/d的污水廠，每年電耗可達1058.5萬kwh，每年藥劑消耗可達350萬元以上。我國已建成并投入運行的1993座城市污水處理廠年用電消耗總量超過111億kWh，能耗總量較大，約占全社會用電量的0.3%。城市污水處理系統的節能降耗技術革新可分為兩類：一類是通過工藝創新，從源頭減少生物處理對曝氣量和化學藥劑的需求，另一類是采用自動控制技術，在工藝過程中實現精確供氣、加藥等。＊**污水處理廠設計規模12.5萬噸/d，實際處理規模約10萬噸/d,每年電消耗總量約1000萬kwh;＊＊污水處理廠設計規模15萬噸/d,實際處理規模約15萬噸/d,每年電消耗總量約1300萬kwh,能耗總量巨大;尤其是近幾年以電費為主的能耗費用不斷上漲，因此在能保障污水處理量和尾水達標排放的前提下，對污水處理廠運行進行優化管理，節約能源費用,降低處理成本是保障污水處理廠正常運行的必要手段。根據初步估算，＊＊污水處理廠仍有約10%左右的節電空間，所以進行污水處理廠生化池的曝氣系統控制來降低電耗耗是污水處理廠亟待解決的問題。污水處理廠化學除磷加藥基本無自動控制系統，普遍采用固定加藥量和人工調節的形式,過量投加化學除磷藥劑現象普遍存在，但污水廠為了節約藥耗依據歷史數據進行加藥人工調節，存在出水總磷超標的問題；采用化學除磷工藝精確控制技術，實現化學除磷藥劑投加的最優控制。根據＊*集團統計數據，＊＊污水處理廠化學除磷的每日藥耗費用約為6噸，＊*污水廠化學除磷的每日藥耗費用約為10噸；調研中發現，該**污水處理廠實際日處理量為10～11萬立方米左右，其每年化學除磷藥耗費用達70萬元，*＊污水處理廠實際日處理量為12。5～15萬立方米左右,其每年化學除磷藥耗費用分別達70萬元和116萬元，根據初步估算，化學除磷藥耗量仍有5~10%和10％以上的節藥空間，所以進行污水處理廠化學除磷加藥精確控制來降低化學除磷的藥耗是污水處理廠亟待解決的問題.二、污水處理廠精確除磷控制系統（一)現狀及主要存在的問題從日出水TP指標和實際出水TP可以看出，＊＊廠TP的日排放平均值為0。5mg/L左右，而*＊廠由于進水TP含量偏高，具有更高的TP的日排放平均值,因此兩廠常有高于國家一級A排放標準（0.5mg/L）的排放情況出現。同時，從實時的實際出水指標記錄也可以看出每兩小時的出水TP也時常有遠低于國家一級A排放標準的數據存在。這說明日處理化學除磷過量加藥仍舊存在，有一定的節約空間；超標情況需要借助自動控制手段來抑制。除磷加藥系統被控對象的主要特點：1)動態復雜性：由于具有生物反應加入，對象特性隨時間不斷變化，具有時變性和高度的非線性；流入污水的流量、成分及磷的濃度不斷變化，使過程一直處于復雜外部環境的動態擾動之中；2）時滯性：污水處理系統是一個慣性大、滯后長、變量和參數多的系統，若僅靠檢測出水的總磷對加藥進行閉環反饋控制則很難選擇合適的控制算法以達到預期的效果。3）在線實施測量困難：磷在線檢測設備比較昂貴，測量滯后大,測量間隔大,單純依賴磷在線檢測儀的控制方案同樣難以實施精確控制。因為進水的TP含量、環境溫度、曝氣池中的污泥濃度等都會影響生物除磷的效率，化學除磷所需的藥量往往不是固定的。目前的人工加藥方式不僅存在加料過量的浪費，而且不能保證出口TP水平始終達到國家一級A排放標準。因此需要采用在線實時控制進行精確的自動加藥。(二)改造方案＊＊廠和＊＊廠的污水處理工藝和處理能力設計上相同,總體設計采用了三級控制系統,實現污水磷處理工藝流程的監測以及相關工藝設備的運行狀態的監控:第一級：現場手動控制。在各電氣站點設置就地控制箱，可單獨啟停各操控設備及各執行機構（目前兩廠均已具備條件)。第二級：PLC邏輯聯動控制。由PLC根據現場各測試設備采集的數據及系統設備運行邏輯關系，自動控制各站點內的電氣設備運行狀態.第三級:中央控制計算機監測、修改PLC控制參數、上位機點動控制，實現實時監控.手動控制及自動控制可以分別通過中央控制室的“手自動轉換開關”進行切換。這樣的控制方式能最大限度地保證污水處理裝置安全操作的需要。其中，自動控制系統的結構圖如下：圖1污水處理系統結構圖圖1中的專家系統是控制策略的生成部分，也是系統結構的上層部分,為整個監控的主環。系統可分為四個級別：本地控制級，數據級，分布式知識級和監控級。專家系統基于已有的科學知識和實際系統操作經驗來系統化關于過程的知識。因此不僅要設計大量的在線測量得到的歷史數據，而且還要涉及操作人員積累起來的大量知識。該部分通過后續磷含量的測量，適當調整前序工段的控制器的給定值.并利用大量專家經驗和知識來進行控制器的改進.1)除磷加藥系統的在線測定系統除磷加藥系統所需要的在線測量參數包括提升泵處的進水流量，生物池后方的TP含量，以及出口TP含量。其中,目前的進水流量檢測裝置和出口TP檢測設備均已具備.但目前兩廠的進水磷含量檢測儀表采樣間隔（2小時）過大，不足以滿足在線控制的需要，因此需重新安裝一臺TP濃度分析儀。綜合考慮后置加藥的工藝和成本，可將其同樣安裝在生物池后二沉池前.監控內容為磷處理過程中的各因素，包括進口磷的含量,出口磷的含量，加藥量，加藥罐液位,污水進口流量，還有用于控制加藥罐液位的狀態，用于實施加藥量控制的PLC的狀態等，并實時的顯示在監控畫面上.上位機在系統中實現的主要功能有：1。顯示：以強大的數字、文本、圖像格式為用戶顯示主要設備的運行狀態、主要測量參數的實時值以及報警記錄，提供整個生產過程的系統工藝圖和歷史趨勢圖。2.監控：根據生產情況要求，操作員可以直接從計算機上通過鍵盤、鼠標修改設定值和調整過程控制參數并控制電機的啟停。3。報警:過程報警事件發生在自動過程中，例如過程信號超出極限.操作報警在操作過程變量時產生,例如當改變一個閉環控制器的模式時，如果使用了庫中所提供的操作員顯示，操作報警就會自動產生。提供在生產過程中出現的故障，這些故障信息通過聲音報警、畫面顯示的形式提醒操作人員.4。報表：監控系統提供了一套集成的報表系統，數據庫里的所有過程點都可以打印輸出。它可以將在過程中錄入的數據按以下方式輸出，輸出的頁面格式是自由的，用戶自定義的:信息順序記錄、信息歸檔報表、操作者記錄報表、系統信息報表、用戶報表、硬拷貝根據實際需要創建重要工藝參數及產量的電子表格,并可以打印。2）加藥控制加藥控制是為了保證化學除磷中的反應藥劑供給，并且在保證出口污水磷含量不超標的情況下，盡量節省藥劑的投放量，以節約成本和避免二次污染。加藥的控制系統需要考慮的因素很多，復雜程度也高.由于分析儀時滯的存在，直接的反饋變得沒有意義,即使是單純的前饋,也存在著幾十分鐘的時滯，這會使得控制性能大大減低，這樣的過程必然會產生明顯的超調和較長的調節時間。綜合各方面考慮，采用前饋—反饋+專家系統的控制方案,其控制系統方塊圖如下:現有方案固定加藥量,沒有任何自動控制。若已知進水中的總磷量，就可以計算出需要采用化學法除磷的量，也就可以計算出所需要的化學藥劑量。以上面預測的磷含量為據構件污水流量、含磷量與添加劑的比值控制系統，把當前加藥泵出口流量作為反饋進行閉環反饋控制。選取參數合適，則系統的調節速度和準確性都能滿足要求，從而實現自動加藥控制.同時，由于加藥點設置在生物池后二沉池前，該處沒有流量計，即無法得到加藥點處的實際水流量F2，只能采用提升泵后的流量計讀數值F1.結合該廠的生物池采用推流式，為了將F1與加藥點處的流量F2等效，可以認為F2是F1的滯后一定時間的數值，即F2（t)=F1(t-）,值可以根據水流的流速V和從流量計位置到加藥點位置的水流行程S估計出來（=S/V)，如圖4所示.在污水處理過程控制中，簡單的加藥過程的在線控制可采用PID控制。這種控制器被廣泛應用的主要原因是其結構簡單，魯棒性強，在實際過程中容易實現和掌握。PID參數的整定一般需要經驗豐富的工程技術人員來完成，既耗時又費力,加之實際系統時變性、滯后、非線性等因素，使PID參數的整定有一定的難度,致使許多PID控制器沒能整定得很好，這樣控制系統自然無法工作在令人滿意的狀態。建議采用基于除磷加藥模型的前饋的方法和常規PID控制串級的形式進行加藥控制，通過對P含量的有效預測，基于此構成基于P含量的添加劑流量控制回路.副環用PID控制器保證控制的可靠性.最后在出口進行磷含量的測量,利用專家系統構成整個系統的閉環控制.根據整個控制效果，適當調整控制量.采用國際領先的對象建模軟件、內模及預測PID參數整定與優化軟件,使用過程模型和最優化方法，可以對以上4個裝置進行控制器形式的優化、控制器參數的整定，使目前處于手動控制狀態的控制回路投自動，處于自動控制狀態的回路達到控制平穩、波動小、基本最優。實施該項后，預期控制效果會大幅上升，基本不用操作工干預的情況下實現高質量運轉.3)分析系統分析系統是保證控制系統長期可靠和穩定運行的重要部分。分析系統接收儀器采集的實時數據，并且保存有一定數量的歷史數據，通過對分析歷史和實時的數據，為專家系統提供判斷的依據。（三)專家系統構成1）化學法除磷的影響因素1。PH值和攪拌時間：對化學沉淀法除磷影響最大的是pH值的大小。不同的金屬離子的化合物有不同適宜的pH值的沉淀范圍.2.藥劑的添加量：從化學反應的觀點來看,藥劑的投加量取決于磷的存在量。但一般情況下,實際中化學藥劑的投加量都是大于根據化學計量關系式計算的投加量，這是因為污水中的氫氧根離子和金屬離子生成了氫氧化物的沉淀而耗去了一定數量的金屬離子，雖然氫氧化物的沉淀也能吸附一部分的磷，但是不能去除廢水中溶解的磷.3。污水池中的污水溫度:溫度是影響化學反應的重要因素之一，在污水池中反應時間一定的前提下，污水溫度的差異會影響反應的程度。2）控制影響因素除了工藝本身的影響因素之外,對于控制而言，還有其它的影響因素，有些因素直接制約著控制的實施，必須認真考慮.1.采樣時間：在該項目的控制過程中，采樣時間是最大也是最重要的影響因素，由于出入口被控變量不能及時的檢測出來，嚴重影響控制策略的實施，這也是引入專家系統的直接因素。2.歷史數據：由于以前的磷檢測采用的是分時采樣,綜合檢驗的方法,所以對于控制來說數據粗糙,對于構建專家系統來說，可能會影響知識庫的完備性.3.其他因素：對于本過程來說，影響因素還包括季節性影響的磷成分的構成，以及磷含量的隨節假日生活和成產變化而突增的情況。3）專家推理機制按照控制器在整個專家控制系統中的作用，可以將專家控制系統分為兩類:直接專家控制系統和間接專家控制系統。由于直接專家控制系統缺乏一些分析控制性能的方法,并且勢必會使得調節過于頻繁，不符合控制器操作要求,所以我們采用系統底層為模糊控制算法的間接專家控制系統,我們設計的專家系統推理結構如下：系統將采集到的數據分兩路，一路進入分析處理模塊，另外一路進入自學習模塊。進入分析處理模塊的數據，首先判斷出口磷的含量是否超標，若超標，則輸出專家控制給定的控制調節量，并報警;若出口磷含量并未超標,則進入下一環節,判斷入口磷的含量。根據入口磷到的含量,將按給定的劃分將其劃分為五種情況，每種情況對應不同的操作：表1分類名稱劃分依據對應處理超低磷含量很低,超出自動調節范圍調節值處于最低，并報警偏低磷含量較低,但在可調范圍內輸出特定的較低值正常磷含量在自動調節范圍內按模糊區間劃分,對應處理偏高磷含量較高,但在可調范圍內輸出特定的較低值超高磷含量很高,超出自動調節范圍調節值處于最高，并報警當入口磷處于正常的情況下時，將其按照模糊分類的方法分為若干種處理方法（具體劃分區間待定），然后按照給定的模糊對應關系,得到輸出，含磷量與對應的調節量輸出的關系。另外,由于考慮到前饋仍然有的延遲,所以若本次測得的含磷量比上次的含磷量有較大的變化，這種變化可能在幾十分鐘以前已經發生,這就使得按照上述關系進行的調節不能夠做得很好。考慮難道這種情況，我們引入一定的閾值α和變化量△X表2分類名稱劃分依據對應處理1X(n）—X(n-1)〉αY=f(X+△X)2???≤??（??）???（?????)≤??Y=f(X)3X(n）-X（n—1)<-αY=f（X-△X）(待定）其中，X(n)為本次測得的磷含量數據,X(n—1）為上次測得的磷含量數據；結構如下：自學習模塊:由于歷史數據不夠健全和其他因素的影響，控制作用減弱或出現偏差，因此引入自學習模塊，以便校正知識庫中的不足。對于進入自學習模塊的數據，通過計算獲取匹配的輸入輸出數據，即入口處磷含量，加藥數據與相應的處理后的污水磷含量數據，通過篩選出含磷量較高和較低的數據,找出對應的入口磷含量和加藥量，按照專家系統調節量的分類標準進行分類。數據總數不變，由新數據沖刷掉舊數據,在數據范圍內,若某一區間的出口磷含量高于或低于相應的設定值，表明對應于該入口含磷量的污水欠加藥或過加藥，此時，修改模糊分類時的調節函數規則，如下：表3分類名稱劃分依據對應處理過加藥Pi〉P_minY=f(X)+T欠加藥Qi〉Q_maxY=f（X）-T其中Pi為第i個區間的過加藥數據的累計數量，Qi為第i個區間的欠加藥數據的累計數量，P_min，Q_max分別為對應的給定值，T為函數規則的修改量。（四）除磷系統監控方案污水處理廠除磷系統監控是污水處理監控的一部分，主要是解決除磷過程中的控制滯后，以及由此引發的原料浪費和再度污染的問題,并對整個過程中的各參數進行實時監視，當設備故障、參數超標等情況下發出報警。1）系統構成:為了保證系統的穩定性和可靠性，設計中采用了兩級控制方案對整套污水處理系統進行監控，上位機選用工業控制計算機，下位機為PLC。上位機的作用是提供一個人機交互界面，使操作人員可以通過CRT和模擬屏直觀的了解現場各工藝參數及故障報警，根據生產需要發出相應的控制指令。另外可以使用大容量存儲器記錄歷史數據，為提高生產效率制定新的生產方案提供可靠的依據.控制核心采用PLC,其特點是體積小、功能多、可靠性高。編程后的PLC能夠按照內部程序對系統進行實時監控，程序啟停現場設備。操作人員通過上位機向PLC發出相應的控制指令后，由PLC對現場進行直接控制。此時即便上位機出現故障（如死機、掉電等），也不會影響系統的正常工作，這樣做大大提高了系統的安全穩定性。PLC與上位機的通訊采用RS485方式，這種方式傳輸距離遠，技術可靠.2）測控方式：各模擬量參數通過相應的變送器輸出4～20ma的標準信號，通過屏蔽電纜接至PLC的AI模塊.各模擬量輸出控制信號是以4~20ma的標準信號，從PLC的AO模塊通過屏蔽電纜接至相應設備.這些設備包括變頻器、啟閉閥門。數字輸入信號為24V直流電信號，通過電纜接至PLC的DI模塊。數字輸出控制信號為24V直流電信號,從PLC的DO模塊通過電纜接至現場設備。每臺現場設備原則在其相應現地箱上輸出有三個狀態信號：故障、運行/停止、手動/自動;和一個啟動信號.為了使現場與PLC完全隔離,PLC所有數字量模塊與現地箱中間必須加輔助繼電器。所有輸出信號（包括模擬量和數字量）由PLC內部程序或上位機指令控制。現場的儀器儀表、機電設備的運行數據采用GPRS/CDMA無線網絡、工業以太網、RS485總線等通訊方式經由I/OServer實現設備的實時數據快速采集.3）軟件設計：上位機軟件可采用西門子的SIMATICWinCC作為監控平臺,WinCC是一個集成的人機界面（HMI)系統和監控管理系統，是視窗控制中心（WindowsControlCenter）的簡稱.它包括變量管理、結構變量、圖形編輯器、報警記錄、變量記錄、全局腳本、文本庫、用戶管理等功能，使其具有高性能的過程耦合、快速的畫面更新、以及可靠的數據管理功能。在大量的實踐中，WINCC已得到了廣泛的應用。監控內容為磷處理過程中的各因素，包括進口磷的含量，出口磷的含量，加藥量，加藥罐液位，污水進口流量,還有用于控制加藥罐液位的狀態，用于實施加藥量控制的PLC的狀態等，并實時的顯示在監控畫面上。整套系統建設有多幅實時監控畫面.在電機運行方式為手動時，用鼠標點擊畫面下排電機啟動按鈕可遠程啟動現場設備。傳感器的瞬時值依據實際安裝位置被分別標注到不同的分布工藝流程圖中，其實時數據和歷史數據被做成相應分布圖的子畫面，可在分布工藝流程圖中直接點擊按鈕進入。整個軟件界面呈樹狀排列，查閱、操作簡便.數據庫是上位機監控軟件的核心所在，因此必須依據實際需要首先將其建設好，然后將各功能模塊進行恰當的組合。實際編程過程中在定義變量時，記錄可設定為不計錄、數據變化時記錄和定時記錄,要根據實際情況選擇相應的設置,從而節省存儲空間。報表分為實時報表和歷史報表2種。現場數據的采集及監控畫面的展示由SCADA監控軟件完成。報警分為四種方式：斷線報警（包括設備故障報警）、超標報警、開關設備報警和異常情況報警。可以靈活設定報警條件，并和現場人員的手機、短信綁定，在滿足報警條件時，自動發送報警信息.系統實時監測到遠程設備的啟停、工作狀態,遠程設備的報警信息可迅速的反饋到中心控制室。該系統能實現實時監控,故障報警，歷史數據的存儲與查詢，報表的查詢與打印等多項功能，用戶界面簡單清晰，易于操作人員學習管理,大大降低了勞動強度提高管理水平。4)專家控制設計:專家系統包括：總體趨勢圖、實時監控數據、系統當前狀態、系統當前控制策略、當前日期時間、報警信息。對各個部分的功能作如下說明：1、總體趨勢圖：該部分可分為歷史趨勢圖及實時趨勢圖兩大部分.主要包括：入口水流量趨勢曲線、入口磷含量趨勢曲線、出口磷含量趨勢曲線、變頻器給定曲線。操作人員可通過歷史趨勢圖來觀察最近的除磷加藥負荷，并可以通過人機界面的補償來修正專家系統的輸出值。2、實時數據：給出了系統當前一些關鍵檢測數據，包括入口水流量、入口磷含量、出口磷含量、變頻器的給定值。以供操作人員在線觀察和監督系統是否正常輸出。3、當前運行狀態：這是系統當前狀態,并給出相應的提示信息，以供操作人員參考。4、當前控制策略：給出了專家系統給定變頻器設定值的依據以供操作人員進行參考及監督專家系統是否運行正常，主要考慮的因素包括入口磷含量、出口磷含量、入口磷含量的變化率、出口磷含量的變化率、人機界面補償值.5、當前運行：提示系統當前運行在手動控制、自動控制還是定值控制狀態。6、報警信息:提示信息主要包括入、出口總磷在線分析儀的工作狀態、磷含量檢測值是否正常、當前系統是否正常運行、當前是否為汛期、是否有工業廢水的注入、入口磷含量是否超高并在窗口中提出相應的操作建議。（五）其他控制方案優化(1)數據采集系統利用OPC標準可與污水處理系統PLC進行通信，因為OPC標準的統一性，在開發管理系統軟件中可以方便地采用統一的接口，實現EIC（電氣控制、儀表控制、計算機系統）的一體化。（2）算法實施在以上技術放案的基礎上進行了相關軟件的開發，軟件的基本功能如下：1。數據讀取；2.優化算法參數設置;3.控制系統仿真設計;4.OPC;5.幫助；其中,數據讀取過程中所采用的技術包括：數據通信與采集技術.數據通信與采集技術是本軟件包的基礎，軟件應用這項技術獲取先進控制所需數據，操縱生產裝置參數以及輸出控制參數。軟件采用基于OPC（OLEforProcessControl）的通信技術與PLC進行通信，采用DAO、ADO和OLEDB數據庫訪問技術保存從生產裝置獲取的數據以及對已保存數據的訪問方法等。(六)實驗方案設計本試驗通過現場燒杯實驗和設置小型反應裝置,真實模擬污水處理廠生產性污水處理流程,同時結合污水廠現場監控裝置，確定生物除磷效率,優化工藝控制參數,重點考察化學除磷環節的條件控制.主要研究化學除磷關鍵技術，優選工藝控制參數，分析A/A/O系統化學除磷效率，同時根據水質水量變化建立化學除磷藥劑投加量的數學模型。（七)案例分析按照專家系統給定進行加藥后，在保證了出水磷含量的實時值達標情況下，出水磷含量穩定在0.5mg/L以下，表現出普遍優于手動控制方案的性能.三、污水處理廠精確曝氣節能方案根據*＊集團統計數據，＊*污水處理廠設計規模15萬噸/d，實際處理規模約15萬噸/d，每年電消耗總量約1300萬kwh，其中鼓風機運行耗電量占其中的30％～35％，調研中發現,該污水處理廠實際日處理量為15~16萬立方米左右,平均每噸水的耗電量為較高，所以進行污水處理廠鼓風機節能來降低噸水的耗電量也是污水處理廠亟待解決的問題。（一)現狀及主要存在的問題污水廠鼓風機運行狀況如下:污水廠鼓風機運行狀況如下:一臺常開，一臺根據運行經驗手動開啟。根據生物池溶解氧值，生物池末端過量曝氣的情況普遍存在,溶解氧濃度達8mg/L左右，而生化前端溶解氧濃度為0.3mg/L，說明有一定的節電空間。存在的問題:1)鼓風機的開機臺數和運行功率一般按照曝氣池的溶解氧來調節，生物池曝氣不均勻給溶解氧準確檢測帶來了困難.2）為了滿足控制需要，需要設計多臺鼓風機協調控制。因為進水流量對曝氣有較大影響，而該廠的進水流量是時變的,因此，鼓風機向曝氣池輸送的供氣量不是固定的，手動控制鼓風機開關難以適應供氣量的變化,需要采用在線實時控制。3)**廠和＊＊廠鼓風機風壓和風量相同，但是電功率不同，擬更換成高效率的鼓風機，在保證原有風量、風壓的的情況下，降低運行電功率，達到節能的目的.（二）建議方案污水處理系統整體方案結合實際工藝情況,設計采用了三級控制系統，實現污水磷處理工藝流程的監測以及相關工藝設備的運行狀態的監控：第一級：現場手動控制。在各電氣站點設置就地控制箱，可單獨啟停各操控設備及各執行機構.第二級：PLC邏輯聯動控制。由PLC根據現場各測試設備采集的數據及系統設備運行邏輯關系,自動控制各站點內的電氣設備運行狀態。第三級：中央控制計算機監測、修改PLC控制參數、上位機點動控制，實現實時監控。手動控制及自動控制可以分別通過機房或中央控制室的“手自動轉換開關”進行切換。這樣的控制方式能最大限度地保證污水處理裝置安全操作的需要。1）單臺鼓風機的控制單臺鼓風機的啟動和關閉由現場控制盤實現，該盤由PLC、觸摸屏及控制元件、電加熱器、出口閥門等電器組成，完成對單臺鼓風機的監控及保護功能,并且具有與上位協調機的通訊能力，能將所有的現場數據及運行狀態傳送給上位協調機,并可在上位協調機的指揮下完成對機組的遠程控制和調節功能。現場控制盤的控制程序如下。①啟動的自動檢測。鼓風機啟動前，現場控制盤PLC自動檢測項目有:潤滑油壓、油溫正常，機組有關的全部鎖定狀態消除；防喘振全開,導葉在啟動位置；與機組有關的閥門位置正常;冷卻系統進入運行狀態。如果條件滿足，現場控制盤將自動給出允許開車指示和允許主電機合閘信號.②啟動機組并自動控制機組進入正常運行狀態。當允許啟動指示燈亮后,進入機組啟動倒計時,到時后自動啟動機組，經過升速階段，機組達到工作轉速后,進入熱穩定階段，隨后系統將執行機組自動并網，進行氣量調節，并關閉放空閥、防喘振閥等，并網完成后,機組進入正常運行階段。③機組停機.在現場控制盤控制下,機組可實現自動正常停機，聯鎖停機和在協調機控制下停機，在機組正常停機的過程中，控制程序將自動進行機組的卸載工作，實現輕載停機。并且無論是何種停機控制程序都將在停機后作好善后工作。單臺鼓風機自動運行程序框圖，如圖5所示。設溶解氧測定儀的整定值為a，測定值為P。現場控制盤PLC接口連線圖如圖6所示。圖5。單臺鼓風機自動運行程序框圖根據圖6總結現場控制盤的主要功能包括以下幾方面.（1）具有手動/自動切換功能.（2）具有多種調節氣量的功能,可依據由用戶設定的氣量進行調節,又可根據上位機的指令進行氣量調節,以達到節約能源的目的。（3）具有動態的防喘振能力。控制系統采用國際最先進的防喘振技術,采用機組流量及出口壓力雙參數函數控制，并在用戶手動狀態下,自動跟蹤機組的運行參數,實現了手動狀態下的自保護功能。（4）具有備用油泵、油箱加熱器、出口電磁閥控制等設備的自動控制能力。（5)對機組所有運行參數進行實時監視和調節，具有報警和聯鎖停機能力.2）多臺鼓風機的協調控制多臺鼓風機的運行狀態由分控站控制和監測,分控站由一個裝有PLC主控制器的主控制盤組成,分控站與現場控制盤采用高速數據通訊網絡,實現一主。從的機群通訊和自動控制。分控站PLC接收來自現場的氣量需求信號,自動進行多臺機組的氣量優化分配，以滿足曝氣池氣量的需求,使多臺鼓風機在最經及最合理的情況下優化運行。分控站主控制器的控制程序為:(1）根據氣量需求自動計算應開機組的臺數，實現自動或手動增加或減少機組的運行臺數；(2）發出增加運行機組臺數的指令后,指揮所有正在運行的機組協助剛啟動的機組自動并網；（3)在所有機組正常運行后,根據氣量需求自動計算各臺機組應供氣量,自動進行氣量分配；（4）監視所有機組的運行狀態和運行參數，進行氣量、運行時間的實時記錄。多臺鼓風機自動運行框圖如圖7所示。根據鼓風機自動控制程序要求，現場控制盤PLC發出的開停機信號傳輸至鼓風機高壓開關柜，實現對鼓風機的開停機控制。四、污水廠粗格柵提升泵節能方案（一）提升泵現狀＊*污水廠：進水提升泵共計6臺,品牌均為青島海斯特.其中工頻泵4臺，功率為132KW，流量600～1000L/S(2160～3600m3/h)，揚程8～14m，池深15。1m,轉速755rpm/min；變頻泵2臺，功率為200KW，流量745L/S（2682m3/h）,揚程17.7m，池深15.1m,轉速990rpm/min，為適應進水水源液位頻繁變化，四臺工頻泵,兩臺變頻泵，參數不同,作為高、低動態液位時提升流量用，4臺工頻泵是由原200KW水泵改造而成。現使用的提升泵沒有總管，都是每個提升泵單獨通向細格柵.管道上沒有安裝壓力測試儀表,沒有壓力值顯示。提升泵流量與液位關系液位泵數量4M—8M8M—12M一臺（變頻）1600-2600m3/h2600m3/h兩臺（1臺工頻，1臺變頻）3200—4900m3/h4900-5200m3/h三臺（2臺工頻，1臺變頻)4900—7200m3/h7200-7800m3/h＊*污水廠：污水廠進水量穩定，污水進水量略大于污水廠的設計最大處理水量，粗格柵蓄水池深15.7米，現在的運行方式是開啟2臺220kW水泵，控制水池水位在8-12米之間,二臺水泵基本處于滿負荷運行狀態，兩臺水泵的的總功率是440KW.（二）提升泵改造方案＊*污水廠:污水廠臨近海邊,市場污水進水量不穩定，波動較大，每個月的進水量不同并且每天的進水量也有波動，全年進水量最多為5月份至10月份期間，污水總進水量接近設計最大處理水量，11月到4月份總進水量偏低，約為三分之二的設計最大處理水量。粗格柵蓄水池池深15米，在豐水期水池水位升高，現在的運行方式是開啟2臺132kW水泵及一臺200kW水泵，控制水池水位在12米以內，二臺水泵滿負荷運行,一臺水泵變頻運行,三臺水泵實際運行總功率是384KW,每天平均運行時間為5小時，其他時間進水量減少，只開啟一臺200kw水泵運行.在枯水期每天的最大水量時間開啟運行一臺200KW水泵已滿足正常的運行,進水量減少時只開一臺132kw水泵，總進水量基本控制在4000m3/h，低于污水廠的設計處理水量。擬增加一臺高效率軸流泵在豐水期間時開啟，監測蓄水池水位在9.7米至12米之間啟用，每天的運行時間平均為5小時，當粗格柵蓄水池水位時低于9.7米，開啟原有的200kw水泵運行。枯水期的水泵運行狀態維持現有的運行狀態。現有的水泵全部作為備用。新增水泵設備參數：設備規格型號：800ZQ—85—200kW；設備參數：5800m3/h;設備揚程：8.5米設備功率:200kW;數量：1臺。當水位在12米時，該水泵的水量為7000m3/h,當水位在8.5米時，該水泵的水量為6000m3/h。提升泵運行狀態的設置序號水池液位變化調整前的開啟數量水泵功率調整后的開啟數量調整后的水泵功率18m-9.7m1200kw29.7m—12m3384kw1200kw*＊污水廠:污水廠的污水進水量比較穩定，粗格柵蓄水池的液位保持在8-12米之間，現在的運行方式是開啟2臺220kW水泵，二臺水泵基本處于滿負荷運行狀態，兩臺水泵的的總功率是440KW,其中一臺水泵變頻運行,實際運行總功率約為330KW.擬增加高效率抽水泵一臺，在粗格柵蓄水池水位在9.7-12米時啟用，該水泵流量為原有兩臺泵流量總和,電功率為280kw，當污水進水量減少時，蓄水池的水位將會下降，當蓄水池水位低于9。7米時，關閉這臺水泵,啟用原有的水泵兩臺運行,其中一臺水泵啟用變頻控制，最大化的利用設備的最佳運行狀態.原有的水泵全部保留，作為備用機使用.設備規格型號：800ZQ-50-280kW；設備參數：6300m3/h;設備揚程:12米設備功率:280kW;數量：1臺。（三）提升泵運行曲線圖＊＊污水廠高效物體提升泵:＊*污水廠高效物體提升泵：（四)提升泵安裝方式采用井筒懸吊式安裝方法,在粗格柵蓄水池的橫梁上架設型鋼支架，用于固定水泵井筒，井筒伸入水池內距離池底2米，將水泵固定在井筒內，水泵出水管道采用明管形式將直接引入細格柵水池。＊*污水廠新裝設備電功率為185kw，電源采用現有的水泵控制箱即可。*＊污水廠新裝設備電功率為280kw,原有的220kw水泵柜子無法借用，擬新裝控制柜一個.四、污水處理廠投資運行分析（一）項目投資1)、**污水廠項目改造費用：**污水廠改造明細表:序號儀表名稱安裝位置數量合計萬元備注說明1電動調節閥DN500曝氣主管6150~100%開度可調節2熱式空氣流量計曝氣主管618HACH，3萬/套3在線溶解氧儀曝氣池1232.4HACH,2。7萬/套4在線氨氮儀曝氣池234HACH,17萬/套5壓力變送器曝氣主管336HACH,12萬/套6液位計缺氧區44。81。2萬元7污泥濃度計MLSS缺氧區414。4HACH，3。6萬/套8在線總磷分析儀投加前127投藥前監測設備27萬,測量范圍：0-20mg。投加后檢測設備利用污水廠現有的總磷監測儀，測量范圍：0—2mg9空壓機總磷分析儀11。410潛污泵總磷分析儀1111便攜式水質采樣器1612便攜式DO分析儀11.113便攜式pH10。914便攜式TDS1115研華工控機210.5萬/臺16西門子PLC11017系統安裝費112人工費及材料費總計216萬元＊*污水廠改造控制系統明細表：序號儀表名稱安裝位置數量合計：萬元1精確除磷磷專家控制系統1202精確曝氣控制系統120總計40萬元2)、**污水廠精確除磷控制系統項目改造費用：*＊污水廠化學除磷改造明細表序號儀表名稱安裝位置數量合計萬元備注說明1在線總磷分析儀投加前、出水口127投藥前監測設備27萬，測量范圍:0—20mg。投加后檢測利用污水廠現有的總磷監測儀，測量范圍：0—2mg2空壓機總磷分析儀11。53潛污泵總磷分析儀114便攜式水質采樣器165便攜式pH計10.96便攜式TDS10.67便攜式TDS0.618研華工控機2109西門子PLC1210系統安裝費18人工費及材料費總計58萬元＊*污水廠改造控制系統明細表：序號儀表名稱安裝位置數量合計:萬元1精確除磷磷專家控制系統120總計20萬元3）、污水廠粗格柵提升泵改造費用表6污水廠粗格柵提升泵改造明細表序號安裝地點名稱數量單價合計1＊＊污水廠污水提升泵1臺30萬元30萬元3安裝費1項8萬元8萬元4總計38萬元5**污水廠污水提升泵1臺28萬元28萬元7安裝費1項5萬5萬元8總計33萬元（二）運行費用分析1）、**污水廠溶解氧耦合氨氮精確曝氣控制系統節能量估算：（1）在曝氣池設置了前后兩個溶解氧控制區，并采用溶解氧耦合氨氮的控制方式，既能使最終出水氨氮很好的滿足達標要求，又充分利用了全曝氣池的好氧降解氨氮的能力，減少了曝氣池后段有效區域的浪費，并且可以實現對出水氨氮達標的完全保障作用。（2）溶解氧耦合氨氮的控制方式實現了對溶解氧和氨氮的同時信號采集和實時監控,控制系統對曲線的處理