基于Modbus TCP的临时水质在线监测系统于供水管网上的应用

供水管网作为城市发展生命线,对其进行水质监测是保障供水安全的重要措施。其中,利用水质在线仪表监测供水水质已成为智慧水务中的重要一环。目前受安装条件的限制,管网水质在线仪表大多都固定安装于二次供水泵房,无法监测到主管网水质,监测不全面,代表性不强;同时在供水管道迁改和抢修施工过程中难以实时全面掌握受影响区域的水质波动情况。文章设计了一套集水样采集、UPS供电、水质仪表为一体的Modbus TCP的临时水质在线监测系统,该系统各环节设计自成一体,可分开可联用,安装简单,移动方便,可临时安装于供水主管道、消防栓、二次供水泵房等,有针对性实时监测多种场景下管网的水质变化情况,有效保障管网水质安全。

基于可靠性的并联泵组加减泵优化研究

多泵并联变频供水是二次供水系统中最主要的运行方式,但在实际应用中仍会因为工况分析不全面、泵组搭配不当等问题导致节能效果不佳。为此,引入可靠性分区并提出变频恒压并联泵组加、减泵控制逻辑对变频恒压并联泵组进行运行优化,使泵组运行时的能效水平和可靠性均得到提升。最后通过算例验证并联泵组可靠性优化措施的节能效果,将优化后的全变频控制方案与传统全变频控制方案进行对比。结果表明,优化后的方案比传统方案更加节能,可为二次供水并联泵组节能运行提供参考。

南水北调东线工程典型供排闸站施工导流分析研究

南水北调东线工程南起扬州长江,经13个梯级提水入东平湖后,穿黄北送等,线路总长1466.5 km。鉴于南水北调输水干线上水工建筑物的功能多样,加固改造时供排水导流工况复杂,选取输水干线典型闸站即沙集闸站,分功能、分时段、分规模、分方案地进行导流,充分保障施工期工程原供排水充分效益发挥。

工厂供水节能改造方案与实践

有取水和供水设施的企业,其水泵电能消耗量较大,而水泵特性曲线和管路特性曲线是决定水泵运行工况的主要因素。根据工艺生产装置运行时实际生产用水量不同的情况,投运与之相对应参数的水泵,保证供水流量和压力处于水泵运行的最佳状态范围内,以实现降低电能消耗的目的。

多水源地长距离供水工程恒定流水力仿真研究

本文基于压力管道水力学基本理论,针对长距离多泵站、多水源地供水联合运行问题,建立供水工程管网系统恒定流水力仿真模型,分别求解日常运行、常规检修与应急抢险等不同工况下管网系统中各点的压力与流量变化情况,从而检验系统的运行情况。结果表明,各工况下该供水系统压力极值都符合管道的承压标准,具备安全过流条件,可为类似供水工程的运行提供一定的参考作用。

沈阳市老旧小区二次供水设施改造工程探究

近年来全国范围内老旧小区二次供水设施改造工程不断开展,该工程对城市供水安全有着至关重要的影响,沈阳市政府对其高度重视。通过对沈阳市皇姑区各老旧小区二次供水设施进行实地调查、现状分析、改造提升,并在二次供水全生命周期管理中引入水质安全和智慧水务,构建了一套老旧小区二次供水设施改造工程技术体系。

供水泵站智慧化管理系统的功能架构与实现

供水泵站在市政供水系统中发挥着至关重要的作用。供水泵站的安全和高效运行是保障供水系统安全性和经济性的基础。要实现供水泵站的高效运行,除了选用高效的泵站设备外,设计合理的泵站运行控制策略也是提高泵站运行效率的有效途径。要保证泵站机组的安全运行,需要对泵站机组的运行状态进行实时监测和有效干预,以防止故障的发生。同时在故障出现时,应能准确诊断并加以处置,以确保安全。对于优化运行而言,要科学地分析系统的能量需求,在把握能量需求的基础上,优化供水泵站的水泵运行台数和运行参数,可实现供水泵站的高效运行;对于运行状态评估和故障诊断而言,要研究能评估泵站健康状态和故障诊断的数据监测手段,通过有效算法对泵站系统设备的健康状态进行评估。基于泵站高效和安全的需求,提出市政供水泵站智慧化管理系统的功能和软硬件架构,并结合实际案例对相关算法进行说明。研究为供水泵站智慧系统的设计和实现提供有力支持。

轨道交通工程中消火栓系统设计关键技术探讨

为设计出更加安全可靠、经济合理的轨道交通工程,介绍南京—马鞍山城际铁路(简称宁马线)消火栓系统设计中的一些关键技术及其相对于常规传统设计的优点。首先,在对规范解读及工程经验分析的基础上,首次提出“轨道交通工程中,为了保证消防安全,消防泵房保护距离尽量控制在2000 m以内”的原则。为了将此理念落实到具体设计中,在本工程中提出一种新的消防供水方案,即“消防供水多方案组合模式”,具体内容为:1)优先选用一站带左右各半个相邻区间的方案;2)当区间长度小于2000 m时,也可以采用一站带一相邻区间方案;3)当区间长度大于4000 m时,在一站带左右各半个相邻区间方案的基础上,在区间风井处设置独立的消防泵房,以保证所有消防泵房的保护距离控制在2000 m以内;4)将各消防泵房的供水单元完全独立。其次,在车站给水水压制式方面,提出2种单路水源高架站的消防供水方案及其适用范围,即:1)室外低压、室内临时高压系统,适用范围为“高架站布置在市政道路一侧,并且车站离市区较近、消防基础设施条件较好,能保证足量消防车及时赶到火灾现场”或“条件特别困难的既有高架车站改造”;2)室内外共用临时高压消防系统,适用范围为“高架站布置在市政道路中央”或“车站离市区较远、消防基础设施条件比较不利,不能保证足量消防车及时赶到火灾现场”。最后,在消防设施布置方面,提出“高架车站室外消防水池、扑救类室外消火栓”的布置原则,其中最重要的2条为:1)室外低压、室内临时高压系统中,当高架站超出消防水池150 m保护半径时,应增设相应的消防水池取水井;2)车站扑救面上布置室外消火栓时,应优先布置在每个高架站出入口附近。

基于DQN算法的泵站供水系统节能控制优化

针对手动调节泵站中水泵运行的转速和启停会造成严重的能量浪费问题,引入基于深度Q网络(deep Q-learning network,DQN)的强化学习算法,通过获取当前泵组运行的状态,自动优化水泵组工作时各个水泵的运行参数,在各个水泵均处于高效区的前提下,提高水泵组的整体效率。对水泵组状态优化问题分别进行了数学描述和马尔可夫决策过程描述。同时定义了水泵组运行时的状态空间、动作空间和即时奖励值,构建DQN网络,并以深圳市M水厂为算例,在由Gym构建的自定义仿真环境中进行验证。相较于人工调控,DQN算法调控降低了8.84%的损失能耗,一年可节省吨水电耗达1.27×10^(-2) kW·h/t,实现了节能减排,具有良好的经济效能。同时,DQN算法可通过在线学习的方式适应供水环境的变化,具有自主性、实时性、可推广性等优点。

建筑给排水节能节水技术探讨

为了解决建筑给排水节能节水问题,以某小区为例,结合其实际用水量,在给排水系统中应用中水回用系统、雨水收集及再利用系统、太阳能热水系统、变频节能泵站技术等措施,有效降低了小区整体能耗。采用变频节能泵站技术后,小区电能节能率达55%以上;采用太阳能热水系统后,月电耗量从原来的2040 kW·h降至778 kW·h,确保了供水稳定性,实现了水资源及电能资源的循环利用。

农村水池工程中泵站水力机械选型及电气设计

农村水池工程事关千万农民的切身利益,泵站是该工程的心脏、核心,其设计是否合理直接影响供水工程。水池泵站涉及的内容较多,通过泵站水力机械设备和泵站电气设备的选择进行水池泵站的设计。该设计已通过专家论证并用于内官水池建设项目,系统运行两年来性能比较稳定,取得了良好的社会效益和经济效益。

旁通管在无高地接续式泵站停泵水锤中的作用

辽宁中部供水工程从大伙房水库取水供水至辽宁省中部抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦6市,该工程距离长、多分支、流量大并且为密闭供水,线路中设置1座鞍山加压站,泵站为接续式加压布置形式。本文运用bentley hammer软件对该工程建立模型,通过对比该泵站设置旁通管与不设置旁通管两种工况,对其进行停泵水锤计算,分析对比该类接续式泵站设置旁通管后在水锤防护中的作用。

德州市大屯水库供水泵站工程运行管理探析

德州市大屯水库供水泵站工程作为南水北调东线一期工程续建配套工程,也是德州市城市工业和生活用水的重要保障工程。近年来德州市抓住规范化管理机遇,坚持标准化管理,摸索出了一套良性的运行管理机制,确保了德州市供水工程的安全长效运行,达到了预期效果,对中小型泵站安全长效运行具有借鉴意义。

七贤加压站管道供水次氯酸钠投加系统设计

结合济南市七贤加压站供水工艺对次氯酸钠投加系统展开研究。通过两种供水行业次氯酸钠投加方式的对比分析,分析七贤加压站新型节能供水工艺流程下次氯酸钠投加系统的新结构、新模式,达到自动控制调节余氯的目的,提升加压泵站次氯酸钠消毒的有效性,保证了系统管网末梢余氯值达到国标值,保障用户用水安全。

丁东水库泵站运行管理中存在的问题及措施

德州市丁东水库供水泵站工程是优化配置和合理利用黄河水的重要水利枢纽,主要是为德州市输送黄河水。文章结合德州市丁东水库供水泵站的实际工作状况,总结供水泵站主要机电设备存在的问题以及日常管理、维修保养等方面的工作经验,对供水泵站机电设备的运行安全和精细化管理提供技术支撑和有效保障。

严埭港泵站技术供水管道水下部分抢修案例

大型泵站技术供水系统作为泵站辅机中极其重要的组成部分,直接影响到整个泵站的正常运行。结合严埭港泵站技术供水管道水下部分抢修工程实例,对该泵站流道内冷却水管渗漏采用荧光剂渗漏检测法精准查找漏点并进行管道的渗漏抢修改造,可为同类型泵站的设计、运行、维修、管理提供参考。

基于有限体积法的含无压段泵站水锤模拟及调压井优化

针对含无压段的泵站输水工程水锤模拟常采用特征线法,且往往忽略动态摩阻和有压-无压相互干扰影响的问题,该研究建立了考虑动态摩阻的二阶有限体积法模型,进行有压段-无压段实时联合计算。首先,采用二阶Godunov格式分别对有压流、无压流流动控制方程进行求解,同时考虑了动态摩阻效应以准确模拟水力瞬变过程中的能量耗散,并进行试验验证。进一步地,对有压段、无压段交接处采用变时步法传递数据,结合实际工程对阻抗式调压井的尺寸、位置进行了敏感性分析。结果表明:考虑动态摩阻效应后模型模拟结果与试验结果基本一致,阀门处水锤压力误差最大值仅有4.58%;与特征线法相比,二阶Godunov格式稳定性更高,库朗数小于1.0时水锤压力只有轻微的数值衰减。本文建立的有压段-无压段实时联合计算方法能够充分考虑有压段出水池水位变化以及无压段倒流的影响。针对水泵失电工况,对阻抗式调压井进行的优化研究表明,随连接管直径增大,系统内最大压力水头、调压井最高涌浪水位和水泵最大反转转速增大,调压井最低涌浪水位降低;随调压井直径增大,最高涌浪减小,最低涌浪增高,最大压力在连接管直径较小时一直降低,在连接管直径较大时先减小后增大;当连接管管径3.5 m,调压井直径15 m时,既能满足系统控制参数要求,也能减少工程量。调压井位置离泵站越近,最大压力、反转转速、最高涌浪越大,最低涌浪越小,当调压井布置在泵后1.0 km时,最高涌浪水位会达到172.35 m,不满足控制标准要求。综上,建立的模型具有较高的准确性、稳定性和适用性,研究结果可为含无压段泵站输水工程的水锤模拟提供参考。

大型泵站主电动机滑动轴承水冷却系统比较

为比较大型泵站主电动机滑动轴承不同水冷却系统优缺点,对滑动推力轴承和导轴承发热量和传热进行计算,根据轴承温度控制条件,求得最小需要冷却水流量与进水温度的关系.介绍了传统供排水、盘管、板式热交换器和冷水机组4种水冷却系统,计算该4种水冷却系统运行能耗,并进行综合比较分析.研究结果表明:传统供排水冷却系统能耗大,泵吸水管口易堵塞,油冷却器内壁易结垢;与传统供排水冷却系统相比,盘管式水冷却系统节能22.9%,无堵塞、结垢问题;板式换热器冷却系统节能45.5%,节能率最高,但仍存在堵塞、结垢问题;冷水机组冷却系统节能39.6%,节能率次之,但具有节能、不结垢、无进水口堵塞问题和运行维护方便等综合优势.

改进PSO-BPNN供水泵站变频恒压PID控制

供水泵站是变频恒压系统,要求保障水压稳定,且在干扰情况下能快速响应并恢复稳定。为提升系统稳定性、高效性,提出一种改进PSO-BPNN的PID控制方法。首先构建供水泵站变频恒压控制模型,再基于BPNN实现PID非线性控制,提出一种PSO惯性权重改进策略,以提升PID参数的计算效率,从而更好地满足供水泵站控制需求。实验表明,本文算法响应快速、无超调,且具有稳定的非线性信号跟踪性能。相比BPNN、PSO-BPNN的两种PID控制算法,本文算法在恒压实验的调节时间缩短了29.6%和2.8%;在干扰实验中,超调量减少了34.6%和19.9%,稳定时间缩短了7.3%和1.6%。本文算法可提升供水泵站系统的稳定性和高效性。

长江沿岸多水厂跨区域大型取水口迁改工程设计

芜湖三山水厂、繁昌芦南水厂现状取水口上下游水源保护区内存在码头,不满足环保要求,另外繁昌新港水厂取水设施老旧,考虑到3座水厂距离较近,拟对3座水厂取水口进行联合迁改,取水规模为75万m^(3)/d。从投资、运行费用、施工周期和施工难度等多方面对不同取水口选址方案进行比选和论证,推荐取水口选址于繁昌老取水泵房取水口断面下游180m,同步建设45万m^(3)/d三山水厂原水管线及30万m/d繁昌原水管线。对于长江取水,取水高程应结合水文以及通航综合确定;自流管线宜采用双管运行,同时堤外设置防洪阀门井;取水泵房建议设在堤内。迁改工程已建成投产,保障了芜湖人民群众安全用水,同时释放了宝贵的长江岸线资源。