深圳沙河水质净化厂及3#调蓄池工艺设计要点及特点

沙河水质净化厂设计规模为旱季10万m^(3)/d,雨季额外处理10万m^(3)/d初期雨水,3#调蓄池设计规模为15.3万m^(3)。污水及初期雨水处理采用预处理+多段厌氧-好氧(AO)+二沉池+磁混凝高效沉淀池+精密过滤+紫外消毒的工艺,出水水质执行深圳市地方标准《水质净化厂出水水质规范》(DB 4403/T 64—2020)B级标准,其中总氮(TN)≤8 mg/L。污泥处理采用离心浓缩+低温热干化工艺,处理后含水率≤40%。作为国内首个将水质净化厂与初期雨水调蓄池深度融合的全地下式水污染治理综合体,项目采用多段AO耦合“3W法”(Wet-Weather-Wastewater法),并以此为核心提出了一种实现大规模污水及初期雨水高标准协同处理的系统解决方案,且无需大幅度增加污水处理设施体量、投资和运行成本。

基于智能控制算法液位控制系统的实现

利用西门子S7-1500系列PLC模组和MCGS触摸屏,实现对双容水箱系统的液位恒值控制和水箱液位的实时监控。在不需要建立被控过程的数学模型的前提下,采用了模糊控制和模糊积分控制两种智能控制算法对液位进行控制,并分析了两种智能算法的优缺点。通过现场实验证明了模糊控制算法存在静态误差,而加入积分控制后误差可以被消除。该系统具有可视性强、控制效果好等优点。

长距离负扬程加压泵站调水工程水力控制方式探讨

事故掉电引发的停泵水锤是泵站调水工程安全运行最主要的威胁之一,而对于下游水位低于上游水位的长距离负扬程加压泵站调水工程而言,事故停泵易造成管道拉空,负水锤防护难度较大,因此,针对其停泵工况的水力控制研究十分重要。以某长距离负扬程泵站调水工程为例,模拟计算了事故停泵、阀门拒动这一控制性工况下的水力过渡过程,并对比分析了空气罐、空气阀与空气阀联合空气阀调压室3种水力控制方案的水锤防护效果。结果表明:对于长距离负扬程加压泵站调水系统而言,当采用空气罐的水力控制方式时,所需的空气罐体积较大,投资高昂;当单纯采用空气阀的水力控制方式时,难以有效解决管道局部高点处负压较大的问题,仍可能诱发弥合性水锤;当将部分空气阀附加一根短管组合成空气阀调压室后,能够有效控制管内负压。空气阀与空气阀调压室联合防护是一种十分经济且有效的水锤防护方案,可为这类负扬程加压调水工程的水力控制方式选取提供参考。

泵站停泵水锤事故溯源分析及防护

为研究两阶段缓闭止回阀关阀时间及类型对停泵水锤的影响,以蓝山县高塘坪分置式抽水蓄能工程中的泵站为例,基于两阶段缓闭止回阀工作原理,采用数值模拟方法溯源分析停泵水锤事故产生原因,并对比不同工况下液控蝶阀及多功能水泵控制阀在相同总关阀时间下的停泵水锤防护效果。结果表明,液控蝶阀关阀规律不合理是导致停泵水锤事故的主要原因;与液控蝶阀相比,多功能水泵控制阀在不同工况下的一阶段零流速的自适应关阀方式,可显著降低停泵工况下的水锤峰;经现场实测获取更换多功能水泵控制阀后的停泵水锤曲线,多功能水泵控制阀有效地解决了泵站水锤防护问题,提升了泵站的安全韧性。

储罐液位控制节能参数仿真研究

在石油化工行业生产过程中,储罐作为一种最普通的设备被广泛应用。为保证储罐安全,储罐液位须限定在一定范围内,液位控制达到稳态的时间,直接关系到系统的稳定性及节能性。针对如何精准确定控制参数这一问题,采用仿真手段对储罐的液位控制进行研究,找到提高液位控制的节能参数,利用WINCC 7.3上位机编程软件搭建上位机工艺流程,在模块中插入C脚本语言,达到与实际运行一致的工艺参数,在STEP7 V5.5软件搭建下位机PID仿真程序,两个软件做联合仿真。仿真结果表明:在同等工况下(1000 m^(3)缓冲罐,直径11.5 m,高度10.725 m,污水外输泵排量85 m^(3)/h),比例值采用10产生的液位变化曲线达到稳态的时间与比例值采用5液位变化曲线达到稳态的时间相比缩短4 min;初步估算,每天每个泵将减少高频运行时间约为2 h,如果按照72 kW功率计算,每台泵每天节能约为72 kWh,每年节能约为2.628×10^(4)kWh,按照0.54元/kWh电价计算,每台泵每年节约运行费用1.42万元。在油田实际生产运行中,优化控制参数能起到较好的节能降耗作用,产生良好的经济效益。

一种气田新型入口过滤分离装置的设计及应用

在天然气田脱水工艺中,采用三甘醇脱水工艺的天然气处理系统需通过入口过滤分离装置脱除固体杂质、重烃组分、游离水滴以减少下游脱水负荷。在日常生产中,传统入口过滤分离装置存在腔室液位无法稳定、管线节流冻堵、天然气窜入火炬罐等问题。经分析,传统入口过滤分离装置液位无法稳定的原因主要是液位调节阀压差大、集液腔体积小。针对此问题,提出一种新型入口过滤分离装置。现场应用结果表明,该装置能够有效增加入口过滤分离装置液位调节阀背压,缓冲上游来液冲击而保障其液位稳定,减少火炬放空气,节能减排效果良好,可在天然气田的三甘醇脱水工艺系统中广泛推广应用。

矿山井下排污水系统自动化应用研究

矿山井下水仓排水系统多采用自吸式排污泵进行排放污水,排水期间需要人员手动开启水泵及阀门,并且需对水泵的排水状况进行实时监管,否则当水仓内污水排空时,若不及时关闭水泵及阀门则会引发电机烧毁、泵头机械密封损坏等一系列故障。针对这一现状,本文对矿山井下水仓排污水系统进行自动化控制改造,在原有排水系统的基础上增设电动偏心半球阀、水位传感器、搅拌机以及电气控制系统等相关部件,利用水位传感器的信号电动控制水泵的启停以阀门的开关,同时优化安装工艺并进行调试,实现了排水自动化。经过对比分析,系统故障率下降了60%,现场使用效果显著,减轻了维修人员的工作量,切实提高了矿井排水的安全性以及稳定性。

基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究

双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。

基于语句表和Profibus的水箱液位与进水口流量串级控制系统

提出一种基于语句表和Profibus的水箱液位与进水口流量串级控制方案。给出系统组成和设备硬件组态,说明使用符号地址访问数据块中数据的方法。阐述了PID功能块FB41的使用方法和主要参数说明,给出了语句表主要程序段。相关测试结果表明:该系统响应速度快,超调量小。

东江流域三大水库防洪与蓄水统筹分析

东江流域新丰江、枫树坝、白盆珠三大水库汛期运行调度面临防洪与蓄水关系统筹问题,分析三大水库防洪与蓄水关键期,统筹上下游防洪安全,通过调洪演算得到防洪起调水位,结合水库调节性能考虑枯季耗水情况,综合确定最优库水位。相关成果可以作为三大水库运行调度、提高流域水安全保障的重要指导,并为其他具有控制性水工程的江河提供借鉴。

二次供水中转水箱水位自控方案

介绍了一种二次供水中转水箱水位自控方案,根据水箱余氯浓度变化趋势,通过历史用水量模型估算未来用水量需求,以需求动态调节水箱水位。这一自控方案对传统水箱水位控制方法进行了有益改进,确保了储水量满足用水安全,并且使供水符合优质饮用水要求。

迪那河五一水库年度蓄水计划方案研究

五一水库是迪那河流域控制性水利枢纽工程,承担供水、灌溉、防洪兼顾发电等综合利用任务,工程主体已完工,具备蓄水条件。以拟定的三组不同水位作为年度蓄水目标,在确保大坝防洪、蓄水度汛安全的前提下,尽可能合理加快蓄水的进程,尽早发挥工程效益,尽可能减小对下游灌区的影响,并以此为原则,根据径流资料和下游用水制定蓄水方案,研究不同来水频率下,蓄水至各特征水位的时间,对工程年度蓄水具有指导意义。

液压控制阀开闭控制集成系统设计

本文研究设计的液压控制阀开闭控制系统,集成了水位精准控制模块采用压力变送器实现水位闭环控制,装置经过设计选择控制器、安装及确定控制方式等三方面构成,实现厘米级控制精度。提高了蓄水池补水液压控制的稳定性,保证了厂区供水的稳定,避免因缺水导致的设备的故障,为生产稳定性提供强有力的支持。

基于模糊自整定PID的水箱液位控制

水箱液位控制系统具有时滞性、大惯性、不确定性等特点,采用传统的比例积分微分控制器(Proportional-Integral-Derivative,PID)调节难以实现液位的快速、准确调节。因此引入模糊控制理论,利用其自适应学习能力,根据实际情况调节PID控制参数,以更好地适应水箱液位控制系统的参数变化。对水箱液位控制系统进行仿真实验,实验结果表明,模糊自整定PID控制有效减少了系统响应时间和系统超调量,加强了系统的快速响应性和鲁棒性。此外,还通过随机扰动仿真实验验证了模糊自整定PID控制在抵抗干扰方面的有效性。

基于智能化控制的循环水前池液位稳定优化研究

通过分析循环水前池液位变化对发电机组运行的影响,设计了智能化控制系统,将液位传感器采集的数据作为测量信号,通过智能化算法输出控制信号用于调节变频器,从而实现对循环水补给水泵的智能化控制。实测结果表明,该方法可以显著减小液位波动范围,有效解决大量循环水池溢流问题,提高发电机组冷却效果,可以在保障机组安全运行的基础上提升生产效率并降低能耗,有助于实现机组的降本增效。

瀑布水库调度方式优化对下游防洪影响研究

为充分挖掘水库防洪潜力,提高水库防洪能力,本文以瀑布水库为例,通过合理降低汛限水位、设置防洪库容、充分利用水库闲置库容、优化调度运行等方式,结合补偿调节原理,系统分析了水库和径流特征,以及水库下泄洪水对下游镇区的防洪影响。该研究可供同类水库减少下游防洪压力,提升下游防洪安全提供参考。

消防站多功能训练馆热水系统设计及利用

本文旨在解决游泳池及淋浴系统中的难点问题,如游泳池热水及淋浴热水的热源、储热水箱的容积大小、游泳池热水控制流程、电补热加热量大小的确定等。经过热源优缺点的对比,得出游泳池应采用购买热水作为热源供应,而淋浴热水则可利用太阳能系统提供。经计算,确定储热水箱容积为100 m^(3),并且需要电补热加热量为47 kW。此外,可以将游泳池和储热水箱的废水作为消防车的补给水源使用,在确保满足需求的同时将多余的废水排入市政污水井以实现节约用水的目标。

基于Digital Water的初期雨水径流污染控制措施研究

初期雨水作为非点源污染已经严重影响城市水环境现状,初期雨水的治理也被国内外专家重视。分析类比了不同类型的初期雨水径流污染控制措施,阐述了初期雨水污染物的积累及冲刷过程的模拟函数。借助Digital Water对研究区域降水进行模拟,分析未开发、仅增加LID措施、增加LID措施与末端调蓄池组合方案3种情况,发现初期雨水的源头控制和末端控制对初期雨水径流总量削减和污染物浓度削减分别在不同的时间和空间上起着显著的作用,LID措施通过源头截留在降雨初期削减污染物浓度和洪峰流量,而后削减能力减弱,继而雨水进入末端调蓄池,降雨后期洪峰流量和污染物通过调蓄池削减。初期雨水的源头控制和末端控制组合应用效果良好,对流总量削减和污染物浓度削减有不同的贡献率。而初期雨水的过程控制也就是初期雨水截留控制应用及研究还不足,是未来研究和实践的发展方向。

基于树莓派的井下水仓水位智能测控系统

针对目前井下水仓水位监测方法精度较低、易受环境影响、实时性不强、对机器算力的要求较高、硬件成本较高等问题,提出了一种基于树莓派的井下水仓水位智能测控系统。该系统通过防爆监控摄像机采集水仓标尺周围水位图像,采用树莓派作为图像处理平台。首先,将采集的彩色图像转换为灰度图像,利用Otsu法对图像进行阈值分割,通过形态学运算去除噪声并增强图像边缘信息,进而将标尺轮廓从背景中分离出来;其次,利用Canny算子检测标尺边缘,并利用Hough变换方法提取水位线与标尺竖边的交线,得到水位线在图像空间中的坐标;然后,对水位线附近区域一定范围内的标尺数字图像进行阈值分割和滤波增强处理,再通过模板匹配法实现标尺数字识别,从而得到水位线数值;最后,将水仓水位线数值转换为电流模拟量,利用树莓派发送给水泵控制器,根据电流大小控制水泵开停,实现水仓水位智能控制。该系统具有成本较低、部署便捷、精度高、实时性好等优点,能够实现水仓水位快速精准识别与控制。

三容系统的自解耦控制器设计与仿真

利用自解耦控制方法(SDC)研究三容系统的液位控制。首先使用线性扩张状态观测器对三容系统中的耦合、非线性部分和扰动进行估计及补偿,进而通过设计合适的控制律来实现系统中每个子系统的自解耦。仿真结果表明,与传统的自抗扰控制相比,自解耦控制方法对期望的液位值具有良好的随动跟踪性能、较快的响应速度、鲁棒性更好。