sulzer项目改善污水泵站的性能和控制

22.01.2021
由Anglian Water公司发起的“正向流量项目”着眼于泵站内或泵站网络之间的流量,并开发了一种管理工具,以提高泵站的可用性和效率。
sulzer项目改善污水泵站的性能和控制

Forward Flow项目降低了Anglian Water公司在试验区的运营和维护成本。(图片来源:Sulzer)

其结果被视为泵站控制的阶梯式变化,降低了操作和维护成本,并改善了收集网络和污水处理厂的流量管理。

负责污水处理厂和提供污水处理厂的泵站的管理团队有两大关注点:处理污水的流入,确保本地网络中的所有泵站都能有效运行。如果没有达到这两个目标中的任何一个,结果可能是污染事件,环境署可能会对其进行重大的经济处罚。

改进的流程管理
Anglian Water公司已经发现,它可以改进系统中污水的可视化,以及预期到达处理厂的污水量。此外,将单个泵的容量和效率数据近乎实时地提供给中央控制点,将使维护资产得到更有效的利用。

在与Sulzer的讨论中,他们强调了一种可能的解决方案,该方案不仅可以提供来自每个抽水站的流量数据,还可以提供更有效的泵控制,并改善泵管理。这有可能降低洪水风险,最大限度地遵守法规,节约能源,降低运营成本。

抽水站有数千个,其中一个主要问题是处理停止工作的抽水站,通常是因为它们被碎片堵塞。最常见的报警是当泵控制跳闸时,报警信号被发送到控制室。在最小的车站,这种情况会留下一个泵来处理流入的废水,直到工程师来解除阻塞和重置另一个泵。

这种疏通水泵的工作既昂贵又无情。在最简单的情况下,泵可以短暂反向运行,清除堵塞,然后重新投入使用。当此操作无效时,必须将泵抬出井外并用手清理。这需要提升设备、安全屏障和大量的时间,所有这些都增加了废水系统的运行费用。

Sulzer的泵监测系统提供了接近实时的潜在问题可视化,如流量降低或电流读数过高。这些可用于自动启动干预措施,如反向运行或启动混合装置。这种先发制人的措施大大减少了需要派遣工程师到现场的事故数量,降低了维护成本,提高了可靠性,并由于效率的提高而节省了能源。

减少管道爆裂
另一个问题是水管爆裂,这是每个水务部门关注的主要原因。老化的基础设施很容易受到水锤的影响,水锤是由阀门的快速开启和关闭引起的。恢复管道所需要的时间和资源是相当多的,更不用说在完成修复工作时,必须在损坏部分周围转移流量所带来的不便。

通过引入改进的泵启动/停止程序,可以提高或降低流量,从而减少了止回阀(NRVs)突然关闭的趋势。这降低了管道破裂的频率,大大降低了维护成本。

盎格鲁水务公司有一个长期计划,以改善其废水网络的管理,并利用泵效率数据制定积极的维护计划。第一步是评估必要的技术并评价其达到项目指标的有效性。

改进的技术
Sulzer Digital Solutions公司控制与监控业务发展经理Jorgen Jager解释道:“我们在泵技术方面的专业知识使我们提供了PC 441,这是一种模块化泵控制系统,可与安装的设备一起工作。额外的功能提供了改进的通信和额外的传感器输入。

首个试验泵站配备了一台PC 441、一个潜水压力传感器和一个3G调制解调器,所有这些设备都连接在一起,使用现有的PLC、超声波液位控制器和泵站遥测技术来监测泵站。虽然站内的两台泵规格相同,但首先观察到的是2号泵的流量明显低于1号泵。

此外,当强制下泵2个泵时,由于现有的液位检测系统性能不佳,泵会干涸。在一次事故中,泵干了4个多小时,更糟糕的是,遥测系统由于站的配置而没有发出警报。

改进的设置过程
Sulzer的数据收集和可视化结果突出了这个问题,以及两种泵的性能差异。最初的流量计算涉及到低泵容量的手动设定值,但使用PC 441的试验提供了一个自动调整序列,用于计算泵容量3到5次。与EC 531(泵控制和监测单元)一起,Sulzer设置了两个设置点,强调定期维护和紧急呼叫的必要性。

试验还使用了外流管的压力监测器,使外流计算能够通过更简化的设置程序进行。当这种系统安装在泵站网络上时,它能够结合数据,使用接近实时的数据为处理厂产生精确的流入数字。

事实证明,该系统在确定抽水站内的问题方面非常有价值。例如,在调试一个新翻新的泵站时,配备了两个相同的新泵,其中一个机组的容量比另一个低20%。结果发现,其中一个泵没有正确地安装在底座上,导致底座和法兰之间发生泄漏。经过校正后,两个泵显示出相同的容量。如果没有这样一个制度,这种问题可能会在相当长的一段时间内被忽视。

自动清洗泵
Sulzer的泵控制器提供了更灵活的控制协议,可以优化每个站的操作。单个泵的启动和停止水平可调延迟或基于时间的泵,以减少能源成本或提供更均匀的流量到处理厂。泵清洗周期可由电机电流增加、泵容量低或作为常规事件触发;这可能会对泵站的性能产生重大影响,并减少维护工程师所需的访问次数。

该系统还增加了一个能量监测单元,可以计算泵的效率,并将其传回中央控制点。作为任何水处理公司的主要成本,拥有监测和减少能源消耗的能力是一个显著的好处。

经过一段成功的试验,苏尔泽控制方案的许多好处都得到了展示,Anglian Water公司已经开始在其污水泵站网络中推广该技术。该项目还涉及ABB和Vega Controls,它们分别提供变频驱动器(vfd)和基于雷达的液位传感器和压力传感器。

该项目被称为“近实时建模”,其持续的成功使其获得了泵中心奖的提名,并赢得了2019年废水创新项目的荣誉。

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