專利名稱：一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，尤其涉污水處理環(huán)節(jié)中一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方
法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在人們生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的大量污水必須經(jīng)過(guò)處理(如集中輸送至污水處理廠) 才能排放至水體，從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人民健康。首先，污水經(jīng)管網(wǎng)收集、排放至污水處 理廠的蓄水池中，通過(guò)蓄水池中的粗格柵去除污水中較大的垃圾和漂浮物等廢物，然后通 過(guò)進(jìn)水提升泵將污水提升至細(xì)格柵，除去較小的垃圾和漂浮物等廢物，最后對(duì)污水進(jìn)行多 級(jí)生化處理，使污水達(dá)到生活用水的標(biāo)準(zhǔn)，排放到指定水體。 進(jìn)水提升泵站是污水處理廠的重要處理車間之一，進(jìn)水是指從粗格柵排放到細(xì)格 柵的污水，進(jìn)水流量變化率的大小直接影響后續(xù)生化處理工藝的處理負(fù)荷和負(fù)荷沖擊的大 小。 在現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)水提升泵的開(kāi)啟一般采用兩種方式進(jìn)行控制 —種是操作人員目測(cè)進(jìn)水水位與目標(biāo)水位差異，根據(jù)差異對(duì)蓄水池水位的變化率
進(jìn)行綜合分析，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)人為地控制各臺(tái)進(jìn)水提升泵的開(kāi)啟，從而控制進(jìn)水流量。 另一種采用PID (比例_積分_微分)調(diào)節(jié)對(duì)進(jìn)水提升泵進(jìn)行控制。比較蓄水池
進(jìn)水液位的測(cè)定值與設(shè)定值，將兩者偏差通過(guò)PID運(yùn)算，將運(yùn)算后結(jié)果轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)發(fā)
送到進(jìn)水提升泵站，通過(guò)泵站編組運(yùn)行或變頻調(diào)節(jié)等方式進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制進(jìn)水提
升泵的開(kāi)啟，保證蓄水池的入流量與出流量相等。 上述控制方式的缺點(diǎn)在于人工控制的效果與操作人員的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)系，而且控制 的可靠性比較低，容易產(chǎn)生調(diào)節(jié)過(guò)度的情況，造成污水泵的頻繁啟停和污水提升量的波動(dòng)； 采用簡(jiǎn)單的PID(比例-積分-微分)調(diào)節(jié)控制進(jìn)水提升泵，當(dāng)蓄水池污水入流量變化較大， 超出進(jìn)水提升泵的變頻范圍，同樣會(huì)造成水泵的頻繁啟停和污水提升量的波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方法及系統(tǒng)，能夠減少污水廠進(jìn)水提升
泵的頻繁啟停，當(dāng)蓄水池污水入流量變化較大時(shí)，減少污水提升量的波動(dòng)。 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方法，包括 在泵組中安裝變頻提升泵； 根據(jù)泵組中提升泵的數(shù)量和蓄水池上游管網(wǎng)的緩沖能力，根據(jù)運(yùn)行提升泵數(shù)量分 級(jí)設(shè)定基準(zhǔn)液位值、增泵液位值和減泵液位值 檢測(cè)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量，根據(jù)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量選擇對(duì)應(yīng) 的基準(zhǔn)液位值； 根據(jù)選定的基準(zhǔn)液位值和泵組當(dāng)前運(yùn)行的變頻提升泵的輸出頻率閾值，計(jì)算所述 變頻泵的輸出頻率；
根據(jù)液位的變化情況動(dòng)態(tài)調(diào)整增減泵液位； 根據(jù)所述變頻泵輸出頻率和增減泵液位值，判斷是否增加或減少提升泵。 優(yōu)選的，所述提升泵控制方法還包括在增加提升泵時(shí)，根據(jù)每個(gè)待開(kāi)啟提升泵的
運(yùn)行時(shí)間總和進(jìn)行排序，優(yōu)先開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)間最少的提升泵。 優(yōu)選的，所述提升泵控制方法還包括在減少提升泵時(shí)，根據(jù)每個(gè)開(kāi)啟提升泵的運(yùn) 行時(shí)間總和進(jìn)行排序，優(yōu)先停止運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的提升泵。 —種污水廠進(jìn)水提升泵控制系統(tǒng)，其特征在于，包括液位計(jì)和控制器，所述液位 計(jì)安裝于蓄水池內(nèi)部，用于檢測(cè)蓄水池內(nèi)部的水位，控制器接收所述液位計(jì)發(fā)出的檢測(cè)信 號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)調(diào)整變頻泵的輸出頻率和提升泵的啟停。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)在后續(xù)的文字中有詳盡的敘述。


圖1是本發(fā)明方法流程圖；
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體實(shí)施方式
如圖1所示，包括
步驟ll，在泵組中安裝變頻提升泵； 步驟12，根據(jù)泵組中提升泵的數(shù)量和蓄水池上游管網(wǎng)的緩沖能力，根據(jù)運(yùn)行提升 泵數(shù)量分級(jí)設(shè)定基準(zhǔn)液位值、增泵液位值和減泵液位值； 在上述方案中，根據(jù)污水處理廠進(jìn)水提升泵常年的運(yùn)行數(shù)據(jù)、泵組中工頻提升泵
和變頻提升泵的組合情況以及不同蓄水池上游管網(wǎng)的緩沖能力，分級(jí)設(shè)定多個(gè)基準(zhǔn)液位。 步驟13、檢測(cè)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量，根據(jù)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量
選擇對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)液位值，所述每個(gè)液位值還對(duì)應(yīng)增泵液位值和減泵液位值。 步驟14、根據(jù)選定的基準(zhǔn)液位值和泵組當(dāng)前運(yùn)行的變頻提升泵的輸出頻率閾值，
計(jì)算所述變頻泵的輸出頻率； 步驟15、根據(jù)所述變頻泵輸出頻率和增減泵液位值，判斷是否增加或減少提升泵。
通過(guò)對(duì)變頻泵的動(dòng)態(tài)控制，能夠防止提升泵抽取提升污水時(shí)頻繁啟停提升泵，例 如某一時(shí)刻泵站控制系統(tǒng)中有兩臺(tái)泵投入運(yùn)行，此工況下對(duì)應(yīng)的設(shè)定基準(zhǔn)液位為8m，而 預(yù)設(shè)的增泵液位為8. 5m，預(yù)設(shè)的減泵液位為7. 5m。其中一臺(tái)為變頻泵，流量調(diào)節(jié)范圍約為 900-1500mVh，另一臺(tái)為工頻泵，額定流量為1500m3/h，在提升泵泵數(shù)不變且工作液位為8 米附近時(shí)，每小時(shí)提升水量的范圍為2400m3至3000m3。由泵的特性曲線可知，隨著蓄水池 液位上漲，提升泵提升水量的揚(yáng)程降低，提升泵的提升耗能減小，反之，提升水量揚(yáng)程提高， 提升耗能增加；在7. 5m-8. 5m的液位范圍內(nèi)，運(yùn)行泵數(shù)不變，系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)范圍可拓寬至 約2000mVh-3300mVh。當(dāng)來(lái)水量處于2400m3/h-3000m3/h時(shí)，根據(jù)PID運(yùn)算控制變頻泵的 頻率，工作液位基本控制在基準(zhǔn)液位附近。當(dāng)來(lái)水量持續(xù)大于3000m3/h時(shí)(假設(shè)來(lái)水量為 3100mVh)，變頻泵滿頻工作依然不能滿足提升要求，實(shí)時(shí)液位緩慢上漲，當(dāng)實(shí)時(shí)水位上漲 至8. 4m時(shí)，泵組系統(tǒng)的最大提升水量達(dá)到3200mVh，來(lái)水量和提升水量達(dá)到新的平衡，液位 基本維持穩(wěn)定。當(dāng)來(lái)水量大于3400mVh時(shí)，蓄水池液位持續(xù)升高，為防止污水溢出，系統(tǒng)增 加一臺(tái)泵投入運(yùn)行。運(yùn)行泵數(shù)改變，設(shè)定液位和控制液位隨著系統(tǒng)工況同時(shí)改變。利用液位的波動(dòng)來(lái)達(dá)到流量調(diào)節(jié)目的減少了提升泵的頻繁啟停。 上述實(shí)施方案中，在增加提升泵時(shí)，根據(jù)每個(gè)待開(kāi)啟提升泵的運(yùn)行時(shí)間總和進(jìn)行 排序，優(yōu)先開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)間最少的提升泵；在減少提升泵時(shí)，根據(jù)每個(gè)開(kāi)啟提升泵的運(yùn)行時(shí)間 總和進(jìn)行排序，優(yōu)先停止運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的提升泵。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的控制方案，本發(fā)明還提供一種污水廠進(jìn)水提升泵控制系統(tǒng)，包括 液位計(jì)和控制器，所述液位計(jì)安裝于蓄水池內(nèi)部，用于檢測(cè)蓄水池內(nèi)部的水位，控制器接收 所述液位計(jì)發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)調(diào)整變頻泵的輸 出頻率和提升泵的啟停。 現(xiàn)以某城市污水廠的進(jìn)水提升泵站作為實(shí)施對(duì)象進(jìn)一步舉例說(shuō)明，該污水處理廠 規(guī)劃流域面積223. 5平方公里，服務(wù)人口約192. 5萬(wàn)，該廠采用A2/0工藝處理城市生活污 水，處理能力為60萬(wàn)mVd。泵前蓄水池的深度為925cm，污水提升泵站由兩臺(tái)大泵(泵后 額定流量3. 5mVs)和兩臺(tái)小泵(泵后額定流量2. 5mVs)組成。在蓄水池加裝超聲波液位 計(jì)，監(jiān)測(cè)集水井液位變化，泵組包括一臺(tái)變頻泵。 通過(guò)實(shí)地測(cè)量和數(shù)據(jù)收集確定管網(wǎng)排放水量的變化曲線，該污水處理廠的日進(jìn)水 量變化具有一定的規(guī)律午夜12點(diǎn)左右達(dá)到一個(gè)進(jìn)水高峰，峰值范圍為500 700mVd ;凌 晨6點(diǎn)左右達(dá)到低谷，谷值范圍為150 300mVd，利用管網(wǎng)模型分析上游管網(wǎng)的蓄水能 力，以確定基準(zhǔn)控制液位，控制器接收所述液位計(jì)發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算，根據(jù)運(yùn) 算結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)調(diào)整變頻泵的輸出頻率和提升泵的啟停，實(shí)現(xiàn)多級(jí)動(dòng)態(tài)液位算法控制 提升泵運(yùn)行。 因此，本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，還有很多根據(jù)其權(quán)利 要求確定的具體的技術(shù)性應(yīng)用方案。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和 潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方法，其特征在于，包括在泵組中安裝變頻提升泵；根據(jù)泵組中提升泵的數(shù)量和蓄水池上游管網(wǎng)的緩沖能力，根據(jù)運(yùn)行提升泵數(shù)量分級(jí)設(shè)定基準(zhǔn)液位值、增泵液位值和減泵液位值；檢測(cè)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量，根據(jù)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量選擇對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)液位值；根據(jù)選定的基準(zhǔn)液位值和泵組當(dāng)前運(yùn)行的變頻提升泵的輸出頻率閾值，計(jì)算所述變頻泵的輸出頻率；根據(jù)所述變頻泵輸出頻率和增減泵液位值，判斷是否增加或減少提升泵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述進(jìn)水提升泵控制方法，其特征在于，還包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位的變化情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整增減泵控制液位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述進(jìn)水提升泵控制方法，其特征在于，還包括在增加提升泵時(shí)，根據(jù)每個(gè)待開(kāi)啟提升泵的運(yùn)行時(shí)間總和進(jìn)行排序，優(yōu)先開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)間最少的提升泵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述進(jìn)水提升泵控制方法，其特征在于，還包括在減少提升泵時(shí)，根據(jù)每個(gè)開(kāi)啟提升泵的運(yùn)行時(shí)間總和進(jìn)行排序，優(yōu)先停止運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的提升泵。
5. —種污水廠進(jìn)水提升泵控制系統(tǒng)，其特征在于，包括液位計(jì)和控制器，所述液位計(jì)安裝于蓄水池內(nèi)部，用于檢測(cè)蓄水池內(nèi)部的水位，控制器接收所述液位計(jì)發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)調(diào)整變頻泵的輸出頻率和提升泵的啟停。
全文摘要
一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方法，在泵組中安裝變頻提升泵；根據(jù)泵組組成情況和蓄水池上游管網(wǎng)的緩沖能力，分級(jí)預(yù)設(shè)不同泵數(shù)運(yùn)行時(shí)的基準(zhǔn)液位、增泵液位和減泵液位；檢測(cè)當(dāng)前正在運(yùn)行的提升泵的數(shù)量，根據(jù)運(yùn)行中提升泵的數(shù)量選擇對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)液位、增泵液位和減泵液位；根據(jù)選定的基準(zhǔn)液位值和泵組當(dāng)前運(yùn)行的變頻提升泵的輸出頻率閾值，計(jì)算所述變頻泵的輸出頻率；根據(jù)液位變化率動(dòng)態(tài)調(diào)整增泵液位值和減泵液位值；根據(jù)所述輸出頻率控制泵組中工作的變頻提升泵；根據(jù)所述輸出頻率和調(diào)整后的增泵液位值和減泵液位值確定增減泵時(shí)機(jī)；控制系統(tǒng)包括液位計(jì)和控制器。本發(fā)明提供的一種污水廠進(jìn)水提升泵控制方法及系統(tǒng)，能夠減少污水廠進(jìn)水提升泵的頻繁啟停，降低泵站運(yùn)行能耗，減少污水廠進(jìn)水流量的波動(dòng)。
文檔編號(hào)F04D15/00GK101761490SQ200910259709
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
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