污水提升泵站是城市污水处理厂的关键工序,对整个污水处理厂的正常运行和运行成本起着重要作用。以污水处理厂为例,介绍了污水提升泵站的工艺原理及调试运行。
城市污水处理就是利用各种设施设备和工艺技术,将污水中所含的污染物质从水中分离去除,使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质,水则得到净化。城市污水处理工艺按流程和处理程序划分,可分为预处理工艺,一级处理工艺,二级处理工艺,深度处理工艺和污泥处理工艺,预处理工艺通常包括格栅处理,泵房抽升和沉沙处理。泵房抽升的工作是由污水提升泵站来完成的。
一、工艺原理及主要设备设施
污水提升泵站的作用是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度,使污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物。泵站一般由水泵,集水池和泵房组成,集水池的作用是调节来水量与抽升量之间的不平衡,避免水泵启动过于频繁。
保定市银定庄污水处理厂采用的是半地下式泵房,地下部分为集水池,容积为126m3,约为一台水泵5min的排水量。潜水泵直接安装在集水池里,共设4台,三用一备,为不堵塞型潜水泵,扬程式18.5m,流量420l/s,功率100KW,每台泵的出水管均设有止回阀,电动蝶阀和手动蝶阀;总出水管装有一套量程为5000m3/h的电磁流量计一套,流量计前后设有手动蝶阀,另设旁道管,用于流量计检修;集水池上面装有量程为8米的超声波液位计一套,用于测量集水池的液位,系统自动时控制潜水泵的启停,房内装有控制盘用于泵和阀门的远方/就地控制转换及现场操作,房顶装有单梁悬挂式电动起重机一台,用于潜水泵的检修。
二、泵组的运行原则
泵组的运行操作应考虑以下几项原则:第一是保证来水量与抽升量一致。如来水量大于抽升量,上游又没有及时采取溢流措施,则可能淹泡格栅间,甚至使市区地势较低的下水道返水;反之,如来水量小于抽升量则有可能使泵处于干运转状态,损坏设备。第二是应保持集水池高水位运行,这样可降低泵的扬程,提高效率,在保证抽升量的前提下降低能耗。第三是潜水泵的开停次数不可过于频繁,否则损坏电机并降低使用寿命。第四是泵组内每台水泵的投运次数及时间应基本均匀,因为每台水泵的吸水口都对应着集水池内的一部分容积,如果某台泵长时间不投运,集水池内对应部分成为死区,泥沙沉积。
因为三相交流电动机起动快,起动力矩高,起动电流大大高于正常运转时所需要的电流值,有时起动电流可超过系统的容量,会给安全生产造成危害。所以,从安全角度考虑,泵组的运行还应满足以下要求:
(1)水泵要保证闭闸启动,即开泵时先开水泵,再开电动阀,停泵时,先停泵,后关电动阀。
(2)限制起动电流及电压。
(3)每台水泵要有干运转,渗漏,缺相及过载保护。
三、泵组的运行控制
保定市银定庄污水处理厂污水提升泵站的泵组的运行有三种控制方式
1、就地手动控制方式
在这种方式下,潜水泵和电动阀都由就地控制箱上控制按钮来控制其开、停。PLC系统仅对这些设备、液位、流量进行监示,而不能控制。这种方式一般只在调试或维修用。
2、PLC远程手动控制
在这种方式下,操作人员用计算机键盘或鼠标,通过PLC对潜水泵和电动阀进行开、停控制,这种控制方式仅使操作人员不用到现场就可以控制设备,它只是就地控制按钮的延伸或转移,一般用于调试或维修。
3、全自动控制方式
在这种方式下,泵组由PLC按照预先编制的程序,根据集水池的水位和通过计算机设定的工艺参数自动控制水泵的开停台数及开停顺序,维持集水池在一定的水位范围内和4台潜水泵间的工作均衡性,电动阀门和水泵电机是联动的。水泵开启后,电动阀门自动打开,停泵后,电动阀门自动关闭。
4、软起动器及保护
每台水泵的主控电路中均装有一台软启动器,它采用晶闸管(可控硅)来控制起动时的电机端电压,减少了起动冲击电流,降低了加速力矩,使水泵起动时稳定、平滑,增加了设备的使用寿命,另外软启动器具有过热、过流、过压、缺相、相位不平衡等多项保护功能。
为了保证水泵运行的安全性,每台水泵均没有干运转,渗漏和过载保护。
四、调试
保定市银定庄污水处理厂于是1996年8月投入使用,1997年年初对自动化系统进行了调试,调试过程中发现泵站的自动运行存在以下问题。
1、集水池液位计量程为4米,而集水池的深度约15米,致使构筑物的一半容积得不到利用,且影响水泵的工作效率。
2、控制水泵停止的液位容差设定范围为0—150cm,偏小,导致水泵频繁启停。
3、水泵运行的轮值时间(也叫均衡时间)为2—8小时,间隔太短,这也导致水泵的频繁启停。
4、液位计为投入式扩散硅液位变送器,易堵塞,长期过压会导致零点漂移,甚至损坏,需经常清洗,由此打乱了泵组自动运行的连续性,且对水泵的运行安全存在威胁(因为液位计故障可能导致泵组全部投运或全部停止)。
为解决以上问题,该厂做了以下几个方面的改造
1、液位计更换为配15米换能器的超声波液位计量程设为8米。
2、在计算机中修改液位计的量程为8米,启动液位设定范围为0—8米,容差范围为0-300cm。
3、在计算机中修改水泵运行的轮值时间为2—48小时。
4、在泵站工艺值班室加装了集水池液位高、低限报警蜂鸣器。
污水提升设备设计_体化污水提升装置_污水提升泵站厂家-永嘉西普流体设备有限公司通过以上几项工作,提高了集水池的利用率,也提高了水泵的工作效率,增强了系统及水泵运行的安全性和可靠性。
五、运行与管理
1、正常情况下自动运行,手动时泵站必须有人值守。
2、要保证闭闸启动,停车时先停泵,后关电动阀。
3、当发现水泵电机电流、出水流量或声音异常时,应立即停止运行。
4、所设定的工艺参数不得随意修改。
5、集水池要根据具体情况定期清理。
6、定期检查水泵干运转、温度、湿度、过载保护的自动停车和集水池液位高、低限报警功能。
7、手动运行时备用水泵每月至少一次试车。
8、传动部位,丝杆闸阀保持良好的润滑。
❷ 液压泵 恒流问题
迄今为止,国内外有2种实现泵恒流量调节的方法:一种是在泵的主油路上设置一流量敏感装置,将流量信号转换为压差、位移、力或电压信号,再将其与给定信号比较实现流量反馈调节,达到泵恒流量输出;另一种是采用泄漏电补偿方法,通过检测泵的负载压力、油温等参数由补偿数学模型间接辨识出泵的实际输出流量误差,并对泵的给定信号进行电补偿修正,以达到使泵的输出流量恒定。这2种方法均能较为满意地实现泵恒流量控制。但是,前者因在主油路上直接检测负载流量,不可避免地带来了附加的节流功率损失;后者由于须先通过实验确定补偿数学模型中的变量系数,建模工作变得繁琐。同时由于模型是近似线性的,因而精度也受到一定影响。
液压泵流量调节系统因受流量—压力特性、滞环特性、死区特性以及粘温特性、质量惯性等的影响,是典型的非线性和时变系统〔1〕。运用传统的经典控制方法控制液压泵流量调节系统,难以获得满意的控制效果,特别是在工程应用中,当工况发生较大变化使调节系统参数发生较大变化时,会使系统的控制性能明显下降,甚至不能满足工程要求〔2〕。
笔者在分析液压泵恒流量调节方式和特点的基础上,提出一种采用神经网络辨识负载流量原理实现液压泵恒流量调节的新方法。结合此方法,提出一种基于模糊神经网络的智能学习控制方法,并将其应用于电液比例恒流量调节轴向柱塞泵的控制。
1基于负载流量神经网络模型的液压恒流泵原理
液压泵输出的负载流量实际上是由泵的排量、负载压力、流体介质粘度、泵轴转速等变量决定的复杂的非线性多元函数,很难用精确的数学模型表示。神经网络因其自身的结构特点,具有逼近任何非线性函数的能力、对复杂不确定系统自学习能力和高度的并行运算能力〔3〕。因此,可以利用神经网络的特性建立负载流量的神经网络模型并将此模型作为负载流量辨识器引入液压泵流量调节系统中,通过检测各变量间接辨识出泵的实际输出流量,再将其与给定信号比较,实现流量反馈调节,达到恒流量输出。其原理见图1。
这里,用做负载流量辨识器的神经网络须经学习训练得到。我们采用3层前馈神经网络。由于流体介质粘度主要受温度和压力影响,且泵轴转速变化对负载流量影响相对较小,所以我们从工程应用角度出发,选取泵的负载压力、排量、液体温度作为网络的输入,泵的负载流量作为网络的输出,并采取归一化处理。隐层和输出层的激励函数取为Sigmoid函数
式中,neti为第i个神经元的输入;θi为阈值。训练网络的指标函数定义为
式中,Yp为第p个学习样本;Op为相应的网络实际输出;n为训练样本数。采用最速下降法调整输入层和隐层、隐层和输出层之间的权重、使E达到最小,即第k次迭代的权重修正为
式中,l=1,2;β为学习率,β∈(0,1);α为惯性系数。通过调整、以及θi,可实现对负载流量的建模估计。
从现场采集来的数据通常都会存在各种干扰噪声,为了最大限度地避免这些噪声对网络建模的干扰,我们在利用神经网络学习建模时,采用了一种分组训练检验的方法,即将获得的样本数据分成两组,一组数据用来训练网络,而另一组数据用来评价网络的映射学习结果。网络误差的评估公式定义为
式中,m为测试样本数;Yj为第j个测试样本;Oj为相应的网络实际输出。实验证明该方法对提高建模精度是有效的。
由于负载流量与各变量的非线性函数关系可以通过调整神经网络的权重和阈值得到,因此避免了采用最小二乘多项式拟合方法建立流量补偿数学模型时,必须由实验确定各自变量系数所带来的麻烦。而且,这种基于负载流量神经网络模型的恒流泵也避免了传统的恒流泵因在主油路上直接检测负载流量所带来的附加的节流功率损失。从理论上讲,以零功率损失实现了液压泵的恒流量调节。
图1基于负载流量神经网络模型的液压恒流泵原理
2基于模糊神经网络的恒流泵智能学习控制
根据液压泵流量调节系统具有时变和非线性的特点,结合上面提出的这种采用神经网络辨识负载流量原理实现液压泵恒流量调节的新方法,我们设计了基于模糊神经网络的恒流泵智能学习控制系统,其结构原理见图2。控制器由模糊神经网络控制器和定增益线性控制器复合构成。模糊神经网络FNN控制器采取常用的二维输入一维输出结构。网络的Ⅰ层、Ⅱ层对应于模糊规则的前件,隶属函数取高斯基函数f()=exp〔-(xk-aik)2/〕(i=1,…,7,k=1,2);Ⅲ层、Ⅳ层对应规则后件。网络的输入端分别对应流量理想设定和负载压力,这样会使模糊神经网络能在理想的流量轨迹附近学习,并能实现系统状态的动态补偿。定增益线性控制器作为系统反馈控制器可以避免神经网络控制初始误差,并提供神经网络学习信号,起控制器与学习机制双重作用。这里引入智能调节器的目的是对系统运行状态进行评价,根据偏差及其变化情况在线调整定增益线性控制器(PID控制器)的参数和学习算法中的学习因子。智能调节器由一系列产生式规则组成,它的建立基于如下几条规则:①若偏差及其变化很小,则比例、积分、微分作用减弱;②偏差为正时,若偏差较小,则比例、积分作用增强,微分作用减弱;③偏差为负时,若偏差较大,则积分、微分作用减弱;④若偏差增加,则学习因子减小,反之,则学习因子增大。其中,规则①比例、积分、微分作用减弱是为了保持控制提高控制精度;规则②比例、积分作用增强和微分作用减弱是为了减小静差提高控制精度;规则③减弱积分、微分作用是为了兼顾稳定性与调节精度;规则④是为了提高算法的稳定性和收敛速度。总结以上规则和分析,给出系统的控制算法如下:
调节器:
if(|e(t)|<e1∩|c(t)|<c1)
then(k1=α1,k2=β1,k3=γ1)
if(e(t)>0∩e(t)<e2)
then(k1=α2,k2=β2,k′3=γ2)
if(e(t)<0∩e(t)<-e3)
then(k1=α3,k2=β3,k3=γ3)
if(e(t)c(t)<0)
then(ψ=λ1)
if(e(t)c(t)>0)
then(ψ=λ2)
else(k1=1,k2=1,k3=1,ψ=1)
控制器:
PID控制器
u1(t)=u1(t-1)+k1kp(e(t)-e(t-1))+k2kie(t)+K3kd(e(t)-2e(t-1)-e(t-2))
FNN控制器
这里
e(t)=Q*(t)-Q(t)=Q*(t)-�φ(p(t),q(t),T(t))
控制率
u(t)=u1(t)+u2(t)
权重调整
�以上各式中,e(t)、c(t)分别为当前时刻的偏差和偏差变化率;�φ(*)为负载流量神经网络辨识器的输入输出映射函数;Q*(t)、Q(t)、q(t)、p(t)和T(t)分别为流量理想设定、负载流量、变量泵排量、负载压力和油液温度;e1、e2、e3和c1为偏差和偏差变化率的阈值;kp、ki、kd分别为PID比例、积分、微分项系数;k1、k2、k3和ψ分别为PID参数和学习因子的动态修正因子;α1、β1、β3、γ1、γ2、γ3、λ2(均小于1)和α2、β2、α3、λ1(均大于1)为修正因子取值,这些参数均可现场调整。
图2基于模糊神经网络的恒流泵智能学习控制系统
3在电液比例恒流量调节轴向柱塞泵中的应用
应用上面提出的智能学习控制算法,我们对所研制的电液比例恒流量轴向柱塞泵流量调节系统进行了大量的试验研究。在建立负载流量神经网络模型时,测取90个试验样本,其中40个样本组成训练样本组,另50个样本组成检验样本组。取30个隐层节点,学习率取0.6,惯性系数取0.1,经10000次左右的迭代学习后,误差即可小于0.001。FNN控制器先经在线学习训练后再关闭训练投入使用。图3和图4为采用流量压差反馈原理的恒流泵在PID控制下的正弦跟踪控制和变轨迹跟踪控制曲线。图5和图6为采用神经网络辨识负载流量原理的恒流泵在FNN与PID复合控制下的在线学习正弦跟踪控制和停止训练后的变轨迹跟踪控制试验曲线。以上各图中,曲线1为期望轨迹,曲线2为实际轨迹。从中可以看出,基于新调节原理和控制方法的恒流泵的控制精度和鲁棒性明显提高。
图7和图8为采用新调节原理和控制方法的恒流泵的稳态负载特性和流量阶跃输入响应特性试验曲线,从中可看出,该泵具有良好的稳态特性和动态特性。
图3图4
图5图6
图7图8
4结论
本文提出的采用神经网络辨识负载流量原理实现液压泵恒流量调节的新方法,不仅能够解决
直接检测负载流量方法带来功率损失的问题,也能够避免泄漏电补偿方法建模时的麻烦。这为液压泵实现恒流量调节提供了既经济又有效的工程实用方法。结合此方法提出的基于模糊神经网络的恒流泵智能学习控制方法,比传统的控制方法具有更优良的控制品质。
❸ 定制 一体式污水提升泵站哪些技术规格及要求
壳体应采用先进工艺制造,具有性能佳、强度高、质量优、抗腐蚀、坚固耐用等内特性。配套潜污泵壳体表容面应当采用先进的防磨损、防腐蚀、防锈蚀等表面处理工艺。采用不锈钢叶轮,具备切割功能;叶轮可采用不锈钢铸造或焊接工艺,不锈钢切割刀片厚度在2MM以上。控制箱应具有自动/手动功能,带有超高液位和水泵故障报警系统,有远程报警接线端子。电机应能满足在宁波地区的环境中存储和连续运行。正常运行电动机的电流值,不应超过额定电流值。
❹ 冬季应适当提高氧化沟污泥浓度
摘要 (一)冬季污水处理厂面临的问题一:构筑物冬季运行管理
❺ 专业人士进:污水泵站课程设计中,泵的型号选择
15万的水量三用一备的话选泵有点大,可加一台。
如果计算已经完成不打算加的话可选用:500QW2750-24-250 转速740.
具体的参考泵与泵站第五版。
❻ 15万立方米的城市污水流量,k是1.12Qmax是1.94m³/s.如何泵前粗格栅的设计计算
粗格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行。 粗格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。
可以查看计算公式:网页链接
❼ 取水泵站和供水泵站的杨程、流量应根据什么要求确定
泵站分为取水泵站、送水泵站、加压泵站和循环泵站。 选择水泵就要确定水泵的型号和台数。选水泵首先应满足最大工况时的要求,即应满足供水对象所需的最大流量和最高水压要求。按这种方法选出的水泵,虽然满足最大工况时的要求,但就全年供水来说,最大用水量出现的机率并不很多,往往只占百分之几,绝大部分时间,用水量和所需扬程均远小于最大工况时。因此,按上述方法选泵,泵站的能量浪费太大。 对于泵站来说,供水的流量变化时,所需扬程也随之变化。当用水量减少时,水头损失随之减少,即给水系统所需的水压变小,而水泵的扬程却由于流量减小反而增大,这就使得给水管网中不必要地增大了水压。这不仅浪费了能量,而且也增加了管道的漏水率。 选泵有如下要点: 流量变化范围较小,扬程变化较小的泵站。例如水源水位变化不很剧烈的取水泵站和管网中设有足够容量的网前水塔的供水泵站,这类泵站可以全日均匀供水或一日分成几个不同水量供水。当全日均匀供水时,选泵时可以根据最高用水量决定选几台同型号水泵并联运行,在用水量较低时,减少水泵工作台数,也可以换经过车削叶轮的泵,以求得较经济的效果,当分级供水时,可选用不同型号的泵并联运行或调整各级供水时间使全天供水与用水达到平衡。 供水量及所需扬程变化较大的泵站,例如管网中无调节水量的构筑物,扬程中水头损失占相当大比重的二级泵站。这种泵站的供水量随用水量的变化而明显地变化。为了节省动力费用,应根据管网用水量与相应的水压变化情况,合理地选择不同性能的水泵,在运行中进行灵活调度,或并联运行或单独运行,以求得最经济的效果。 在泵站中水泵选好之后,还须按照火灾时的供水情况,校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的要求。
❽ 问一下,有没有人知道污水厂进水泵站如何实现恒流量控制流量计要安装在什么地方怎么实现控制的
一般简单的实现方法:
1、确定正常的日污水量;
2、根据此量,分解到24小时,每小时需要处理的量,即总量/24=处理量/小时,然后以20分钟或30分钟为单位,再分解(时间不宜过长,否则分解用的厌氧菌或好氧菌会死亡);
3、根据计算出来的每20分钟(或30分钟---以下均以20分钟为例)需要处理的量,再根据配置的水泵流量,计算出输送此流量需要的时间T1(正常情况下一定小于20分钟,除非泵配置的不合理,偏小),然后将控制程序修改为连续工作T1时间,然后停机(20分钟-T1=T2)时间。
4、为防止突发大量来水,可设置一个水位上限,当水位达到上限,水泵连续工作至某水位,然后恢复至T1时间运行,然后停机T2时间。
上述控制方法实现叫简单,对于一般进水变化不大的系统较适用。
对于有较精准的流量控制需求的系统,需要安装一些设备来配合:
1、在进水池中安装水位高度测量计;
2、输送泵安装变频器;
3、根据进水池的长宽以及高度计的读数,在自控系统中(一般为PLC控制)计算出现在的水量,然后分解到24小时至每分钟需要输送的水量;
4、根据水泵的配置(流量、扬程、工频运行曲线、不同频率时运行特征<运行曲线>),用控制系统计算满足此排水量需要的频率,然后将此频率信号输送至水泵的变频器,控制变频器的频率,实现连续横流量输出。
此方式虽然说是恒流量,但也仅仅是相对的恒流量控制,因为进水的量是不断变化的,因此,使用此方式是为保证在进水的枯水期使后一级仍有持续不断的进水,而丰水期,后一级的水量不至于过多(即水泵的持续工频水量)。
❾ 粗格栅开车中,要打开提升泵需满足什么条件
检查以下几个方面:
推力轴承是否有问题。我曾经遇到的是,启泵后振动异常大,拆开一看,厂家给配的是塑料轴承。后来联系厂家(sulzer-巴西),说是怕运输过程损坏;需要说明的是,有些提升泵是没有推力轴承的,需要电机来平衡轴向力。那就需要核实,泵和电机厂家之间的沟通是否出现了问题;spacer的尺寸有误。这个也遇到过,装倒是能装上,盘车也没有问题,但一启机,就超电流连锁,机封冒烟;3、还有一种可能,确认泵的转向是否正确。嗯,自己此前试运开车遇到的,就这么两个案例,供参考。
❿ 粗格栅及提升泵房都需要做哪些资料比如说土方开挖、回填什么的,顺序是什么,谢谢了
一般说,先是做施工设计,然后根据施工图对场地进行测量划线,然后要做土方开挖,再做土建施工,比如浇筑混凝土,比如砌墙体,完工检查合格后回填土