12 检测与控制
12.1 一般规定
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12.2 在线检测
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12.3 控制
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12.3.3 目前,井群自动控制已在不少城市和工业企业水厂建成并正常运行。实现井群“三遥”控制,可以节约人力,便于调度管理,提高安全可靠性。
12.3.4 对于二、三类城市10万m³/d以下规模的小型水厂,一般可采用可编程序控制器对主要生产工艺实现自动控制。
对10万m³/d及以上规模的大、中型水厂,一般可采用集散型微机控制系统,实现生产过程的自动控制。
12.4 计算机控制管理系统
12.6 供水信息系统
12.1 一般规定
12.1.1 给水工程检测与控制设计应根据工程规模、工艺流程特点、取水及输配水方式、净水构筑物组成、生产管理运行要求等确定。
12.1.2 自动化仪表及控制系统应保证给水系统安全可靠,提高和保障供水水质,且应便于运行,节约成本,改善劳动条件。
12.1.3 计算机控制管理系统应满足企业生产经营的现代化科学管理要求,宜兼顾现有、新建及规划发展的要求。
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12.1.1 给水工程检测与控制涉及内容很广,本章内容主要是规定一些检测与控制的设计原则,有关仪表及控制系统的细则应依据国家或有关部门的技术规定执行。
本章中所提到的检测均指在线仪表检测。
给水工程检测及控制内容应根据原水水质、采用的工艺流程、处理后的水质,结合当地生产管理运行要求及投资情况确定。有条件时可优先采用集散型控制系统,系统的配置标准可视城市类别、建设规模确定。城市类别、建设规模按《城市给水工程项目建设标准》(建标120-2009)执行。建设规模小于5×104m3/d的给水工程可视具体情况设置检测与控制。
12.1.2 自动化仪表及控制系统的使用应有利于给水工程技术和现代化生产管理水平的提高。自动控制设计应以保证出厂水质,节能、经济、实用、保障安全运行、提高管理水平为原则。自动化控制方案的确定,应通过调查研究,经过技术经济比较确定。
12.1.3 根据工程所包含的内容及要求选择系统类型,系统设计要兼顾现有及今后发展。
本章中所提到的检测均指在线仪表检测。
给水工程检测及控制内容应根据原水水质、采用的工艺流程、处理后的水质,结合当地生产管理运行要求及投资情况确定。有条件时可优先采用集散型控制系统,系统的配置标准可视城市类别、建设规模确定。城市类别、建设规模按《城市给水工程项目建设标准》(建标120-2009)执行。建设规模小于5×104m3/d的给水工程可视具体情况设置检测与控制。
12.1.2 自动化仪表及控制系统的使用应有利于给水工程技术和现代化生产管理水平的提高。自动控制设计应以保证出厂水质,节能、经济、实用、保障安全运行、提高管理水平为原则。自动化控制方案的确定,应通过调查研究,经过技术经济比较确定。
12.1.3 根据工程所包含的内容及要求选择系统类型,系统设计要兼顾现有及今后发展。
12.2 在线检测
12.2 在线检测
12.2.1 水源在线检测设置应符合下列规定:
1 河流型水源应检测pH值、浊度、水温、溶解氧、电导率等水质参数。水源易遭受污染时应增加氨氮、耗氧量或其他可实现在线检测的特征污染物等项目。
2 湖库型水源应检测pH值、电导率、浑浊度、溶解氧、水温、总磷、总氮等水质参数。水体存在富营养化可能时,应增加叶绿素a等项目;水源易遭受污染时,应增加氨氮、耗氧量或其他可实现在线检测的特征污染物等项目。
3 地下水水源应检测pH值、电导率、浊度等水质参数,当铁、锰、砷、氟化物、硝酸盐或其他指标存在超标现象时,应增加色度、溶解氧等项目。
4 水源存在咸潮影响风险时,应增加氯化物检测。
5 对规模较大、污染风险较高的水源可增加在线生物毒性检测。
6 水源存在重金属污染的风险时,应对可能出现的重金属进行在线检测。
7 应对水源水位、取水泵站出水流量和压力在线检测。当水泵电动机组功率较大时,应检测轴温、电动机绕组温度、工作电流、电压与功率。
12.2.2 水厂在线检测设置应符合下列规定:
1 应检测进水水压(水位)、流量、浊度、pH值、水温、电导率、耗氧量、氨氮等。
2 每组沉淀池(澄清池)应检测出水浊度,并可根据需要检测池内泥位。
3 每组滤池应检测出水浊度,并应根据滤池型式及冲洗方式检测水位、水头损失、冲洗流量等相关参数。除铁除锰滤池应检测进水溶解氧、pH值。
4 臭氧制备车间应检测氧气压力、氧气质量和臭氧发生器产出的臭氧浓度、压力与流量,臭氧接触池应检测尾气臭氧浓度和处理后的尾气臭氧浓度。
5 药剂投加系统检测项目及检测点位置应根据投加药剂性质和控制方式确定。
6 回用水系统应检测水池液位及进水流量。
7 清水池应检测水位。
8 排泥水处理系统的检测装置应根据系统设计及构筑物布置和操作控制的要求设置。
9 中空纤维微滤、超滤膜过滤的在线检测仪表配置应符合下列规定:
1) 进水总管(渠)应配置浊度仪、水温仪及可能需要的其他水质仪;
2) 出水总管(渠)应配置浊度仪,且宜配置颗粒计数仪;
3) 排水总管宜配置流量仪;
4) 冲洗用气或用水总管应配置流量仪及压力仪;
5) 每个膜组应配置进水流量仪、跨膜压差检测仪、完整性检测压力仪、出水浊度仪、进水压力仪;
6) 每个膜池应配置膜池运行水位液位仪、跨膜压差的液位-压力组合检测仪、完整性检测压力仪、出水浊度仪。
10 出水应检测流量、压力、浊度、pH值、余氯等水质参数。
12.2.3 输水系统在线检测内容应根据输水方式、距离等条件确定,并应符合下列规定:
1 长距离输水时,除应检测输水起端、分流点、末端流量、压力外,尚应增加管线中间段检测点;
2 泵站应检测吸水井水位及水泵进、出水压力和电机工况,并应有检测水泵出水流量的措施;真空启动时应检测真空装置的真空度。
12.2.4 配水管网在线检测的设置应符合下列规定:
1 配水管网在线检测应包括水力和水质状态的检测;
2 水力检测应根据配水管网的运行和管理要求,选择流量、压力和水位的部分或全部进行在线检测;
3 水质检测应满足配水管网在线监测点设置的要求,在线监测点的数量应符合现行行业标准《城镇供水水质在线监测技术标准》CJJ/T 271的有关规定;检测项目至少应包括余氯、浊度,并可根据需要检测pH值、电导率等;
4 配水管网检测应纳入城市供水调度与水质监测系统。
12.2.5 机电设备应检测工作与事故状态下的运行参数。
1 河流型水源应检测pH值、浊度、水温、溶解氧、电导率等水质参数。水源易遭受污染时应增加氨氮、耗氧量或其他可实现在线检测的特征污染物等项目。
2 湖库型水源应检测pH值、电导率、浑浊度、溶解氧、水温、总磷、总氮等水质参数。水体存在富营养化可能时,应增加叶绿素a等项目;水源易遭受污染时,应增加氨氮、耗氧量或其他可实现在线检测的特征污染物等项目。
3 地下水水源应检测pH值、电导率、浊度等水质参数,当铁、锰、砷、氟化物、硝酸盐或其他指标存在超标现象时,应增加色度、溶解氧等项目。
4 水源存在咸潮影响风险时,应增加氯化物检测。
5 对规模较大、污染风险较高的水源可增加在线生物毒性检测。
6 水源存在重金属污染的风险时,应对可能出现的重金属进行在线检测。
7 应对水源水位、取水泵站出水流量和压力在线检测。当水泵电动机组功率较大时,应检测轴温、电动机绕组温度、工作电流、电压与功率。
12.2.2 水厂在线检测设置应符合下列规定:
1 应检测进水水压(水位)、流量、浊度、pH值、水温、电导率、耗氧量、氨氮等。
2 每组沉淀池(澄清池)应检测出水浊度,并可根据需要检测池内泥位。
3 每组滤池应检测出水浊度,并应根据滤池型式及冲洗方式检测水位、水头损失、冲洗流量等相关参数。除铁除锰滤池应检测进水溶解氧、pH值。
4 臭氧制备车间应检测氧气压力、氧气质量和臭氧发生器产出的臭氧浓度、压力与流量,臭氧接触池应检测尾气臭氧浓度和处理后的尾气臭氧浓度。
5 药剂投加系统检测项目及检测点位置应根据投加药剂性质和控制方式确定。
6 回用水系统应检测水池液位及进水流量。
7 清水池应检测水位。
8 排泥水处理系统的检测装置应根据系统设计及构筑物布置和操作控制的要求设置。
9 中空纤维微滤、超滤膜过滤的在线检测仪表配置应符合下列规定:
1) 进水总管(渠)应配置浊度仪、水温仪及可能需要的其他水质仪;
2) 出水总管(渠)应配置浊度仪,且宜配置颗粒计数仪;
3) 排水总管宜配置流量仪;
4) 冲洗用气或用水总管应配置流量仪及压力仪;
5) 每个膜组应配置进水流量仪、跨膜压差检测仪、完整性检测压力仪、出水浊度仪、进水压力仪;
6) 每个膜池应配置膜池运行水位液位仪、跨膜压差的液位-压力组合检测仪、完整性检测压力仪、出水浊度仪。
10 出水应检测流量、压力、浊度、pH值、余氯等水质参数。
12.2.3 输水系统在线检测内容应根据输水方式、距离等条件确定,并应符合下列规定:
1 长距离输水时,除应检测输水起端、分流点、末端流量、压力外,尚应增加管线中间段检测点;
2 泵站应检测吸水井水位及水泵进、出水压力和电机工况,并应有检测水泵出水流量的措施;真空启动时应检测真空装置的真空度。
12.2.4 配水管网在线检测的设置应符合下列规定:
1 配水管网在线检测应包括水力和水质状态的检测;
2 水力检测应根据配水管网的运行和管理要求,选择流量、压力和水位的部分或全部进行在线检测;
3 水质检测应满足配水管网在线监测点设置的要求,在线监测点的数量应符合现行行业标准《城镇供水水质在线监测技术标准》CJJ/T 271的有关规定;检测项目至少应包括余氯、浊度,并可根据需要检测pH值、电导率等;
4 配水管网检测应纳入城市供水调度与水质监测系统。
12.2.5 机电设备应检测工作与事故状态下的运行参数。
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12.2.1 地下水取水构筑物必须设有测量水源井水位的仪表。为考核单井出水量及压力应检测流量及压力。井群一般超过3眼井时,建议采用“三遥”控制系统,为便于管理必须检测控制与管理所需的相关参数。
地表水取水水质一般检测浊度、pH值,根据原水水质可增加一些必要的检测参数。
12.2.2 对水厂进水的检测,可根据原水水质增加一些必要的水质检测参数。
加药系统应根据投加方式及控制方式确定所需要的检测项目。
消毒还应视所采用的消毒方法确定安全生产运行及控制操作所需要的检测项目。
清水池应检测液位,以便于实现高低水位报警、水泵开停控制及水厂运行管理。
水厂出水的检测,可根据处理水质增加一些必要的检测。
12.2.3 输水形式不同,检测内容也不同。应根据工程具体情况和泵站的设置等因素确定检测要求。长距离输水时,特别要考虑到运行安全所必需的检测。
水泵电机应检测相关的电气参数,中压电机应检测绕组温度。为了分析水泵的工作性能,应有检测水泵流量的措施,可以采用每台水泵设置流量仪,也可采用便携式流量仪在需要时检测。
12.2.4 配水管网特征点的水力和水质参数检测是科学调度和水质控制的基本依据。为满足用户对水量、水压和水质的要求,降低配水管网能耗,需要对配水管网的压力分界线变化、管网泵站进出水流量与压力、调蓄池水位等进行在线检测。目前,许多城市为保证供水水质已在配水管网装设余氯、浊度等水质检测仪表。
12.2.5 机电设备的工作状况与工作时间、故障次数与原因对控制及运行管理非常重要,随着给水工程自动化水平的提高,应对机电设备的状态进行检测。
地表水取水水质一般检测浊度、pH值,根据原水水质可增加一些必要的检测参数。
12.2.2 对水厂进水的检测,可根据原水水质增加一些必要的水质检测参数。
加药系统应根据投加方式及控制方式确定所需要的检测项目。
消毒还应视所采用的消毒方法确定安全生产运行及控制操作所需要的检测项目。
清水池应检测液位,以便于实现高低水位报警、水泵开停控制及水厂运行管理。
水厂出水的检测,可根据处理水质增加一些必要的检测。
12.2.3 输水形式不同,检测内容也不同。应根据工程具体情况和泵站的设置等因素确定检测要求。长距离输水时,特别要考虑到运行安全所必需的检测。
水泵电机应检测相关的电气参数,中压电机应检测绕组温度。为了分析水泵的工作性能,应有检测水泵流量的措施,可以采用每台水泵设置流量仪,也可采用便携式流量仪在需要时检测。
12.2.4 配水管网特征点的水力和水质参数检测是科学调度和水质控制的基本依据。为满足用户对水量、水压和水质的要求,降低配水管网能耗,需要对配水管网的压力分界线变化、管网泵站进出水流量与压力、调蓄池水位等进行在线检测。目前,许多城市为保证供水水质已在配水管网装设余氯、浊度等水质检测仪表。
12.2.5 机电设备的工作状况与工作时间、故障次数与原因对控制及运行管理非常重要,随着给水工程自动化水平的提高,应对机电设备的状态进行检测。
12.3 控制
12.3 控制
12.3.1 数据采集和监控(SCADA)系统应根据规模、控制和节能要求配置,并应能实现取水、输水、水处理过程及配水的自动化控制和现代化管理。
12.3.2 应有自控系统故障时手动紧急切换装置。应能保证自控系统故障时,在电动情况下工艺设备正常运行。
12.3.3 地下水取水井群及水源地取水泵应根据用水量、出水压力、水质指标控制水泵运行数量。宜采用遥测、遥控系统。应根据当地的各类信号状况、通信距离、带宽要求和运营成本,确定选用移动通信网络或无线电台及光纤通信技术。
12.3.4 净水厂自动控制宜采用可编程序控制器。模拟量及调节控制量较多的大、中型规模水厂可采用集散型微机控制系统。水厂进水,重力流宜根据流量、压力调节阀门开度进行控制;压力流除应调节进水阀门外,也可调节控制上一级泵站水泵运行台数和转速。加药量应根据处理水量、水质与处理后的水质进行控制。对于沉淀池,宜根据原水浊度和温度控制排泥时间。滤池宜根据滤层压差或出水浊度控制反冲洗周期、反冲洗时间和强度。对于臭氧接触池,宜根据出水余臭氧含量控制臭氧投加量。水厂出水,重力流送水时应根据出水流量调节阀门开度控制水量,压力流时应根据出水压力、流量控制送水泵运行台数或调节送水泵转速。
12.3.5 净水厂中空纤维膜微滤或超滤系统应符合下列规定:
1 膜处理系统的监控系统应包括独立的工艺检测与自动控制子系统;
2 膜处理系统的自动控制系统应设有向水厂总体监控系统传送运行参数和接收其操作指令;
3 膜处理系统自动控制系统宜采用可编程控制器(PLC)和集散控制系统(DCS);
4 膜系统的进水、出水、物理清洗、化学清洗系统应自动控制。配置预过滤器、真空系统时,也应自动控制。
12.3.6 配水管网中二次泵站应根据末端用户或泵站出口管网的压力调节水泵运行台数和转速。
条文说明
12.3.4 对于二、三类城市10万m³/d以下规模的小型水厂,一般可采用可编程序控制器对主要生产工艺实现自动控制。
对10万m³/d及以上规模的大、中型水厂,一般可采用集散型微机控制系统,实现生产过程的自动控制。
12.4 计算机控制管理系统
12.4 计算机控制管理系统
12.4.1 计算机控制管理系统应有信息收集、处理、控制、管理及安全保护功能,宜采用信息层、控制层和设备层的三层结构。
条文说明
12.5 监控系统12.4.2 计算机控制管理系统设计应符合下列规定:
1 应合理配置监控系统的设备层、控制层、管理层;
2 网络结构及通信速率应根据工程具体情况,经技术经济比较确定;
3 操作系统及开发工具应稳定运行、易于开发、操作界面方便;
4 应根据企业需求及相关基础设施,对企业信息化系统作出功能设计。
12.4.3 厂级中控室应就近设置电源箱,供电电源应为双回路;直流电源设备应安全、可靠。
12.4.4 厂、站控制室的面积应视其使用功能设定,并应考虑今后的发展。
条文说明
12.4.1 计算机控制管理系统是用于给水工程生产运行控制管理的计算机控制系统。本条对系统功能提出了总体要求。
12.5 监控系统
12.5.1 水厂和大型泵站的周界宜设电子围栏和视频监控系统。
12.5.2 水厂和大型泵站的重要出入口通道应设置门禁系统。
12.6 供水信息系统
12.6 供水信息系统
12.6.1供水信息系统应满足对整个给水系统的数据实时采集整理、监控整个城市供水、合理和快速调度城市供水以及供水企业管理的要求。
12.6.2供水信息系统可为城镇信息中心的一个子集,并应与水利、电力、气象、环保、安全、城市建设、规划等管理部门信息互通。
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