浅谈水厂优化调度.doc

浅谈水厂优化调度蔡光阳（南京市自来水总公司 南京210030）摘要：通过本文的分析，指出某水厂现有的调度管理方式的不足之处及采取的优化措施。通过水泵机组的搭配方式，结合实际生产报表进行理论分析，提出经济的供水调度方案。充分利用储水池的调节能力，协调优化各个生产环节，完善外部供水管网，达到产供平衡、降低成本的要求，最终实现经济运行。关键词：调度管理方式、机组搭配、清水池、沉淀池、投氯点、滤池、供水管网前言：随着工业生产的发展，城市人口的增加，以及人民生活水平的提高，对城市供水能力的要求也越来越高。在供水系统的规模不断扩大的同时，对水质、水量、水压的要求也越来越高。我们现有的供水系统在满足社会需求的同时，所付出的成本也是巨大的。如果供水系统采用优化方式运行，不仅能有效的降低成本，而且使产与供在动态运行下既能满足社会需求，也能取得明显的经济效益。做到社会效益与经济效益双丰收。那么，如何才能做到优化运行呢？下面，我将以南京某自来水厂为例从四个方面谈谈自己的见解和想法，仅供参考。正文：1. 调度管理方式的优化1.1 现有的调度管理方式该水厂是公司最先进行生产自动化改造的水厂。经过多年不断的完善，现自动化水平已大有提高，自动化技术也很成熟。该厂设计规模为15万吨/天，现日供水大约为6.5万吨/天。 该厂每个月都举行一次生产例会。生产例会由生产技术科负责人主持，分管生产的分公司领导参与例会的指导。列席会议的人员有生产技术科的管理人员、全体调度人员，检修部门及化验室的相关人员。在会上，将上个月的生产数据和生产成本进行汇总分析，并及时了解生产设备的运行情况、备用情况和维修情况。各类生产指令和优化调度的方案通过例会及时下达，因此，生产例会制度的建立实施为该厂的安全保供提供了强有力的保障。1.2 现有的调度管理方式存在的问题 例会制度的实施在优化调度、安全保供、节能降耗等方面取得了较明显的收效，但同时，也还存在着一些不足之处。例如在生产信息交流方面：一是当调度人员将生产设备存在的故障上报后，往往得不到检修情况的回复，调度人员不知道发生故障的原因是什么，设备有没有修好；二是由于调度人员在设备检修方面的经验不足，当生产设备发生故障时，判断故障不是很准确；三是由于存在信息交流上的不足，当生产指令变更后调度人员有时会产生异议，造成生产指令贯彻执行的不够彻底。1.3 如何解决调度管理中存在的问题 在例会制度执行的过程中，必须加强生产部门与检修部门的联系。检修部门应将设备发生故障的原因和修复情况及时反馈给调度人员，使调度人员心中有数。调度人员了解了发生故障的原因，也能在一定程度上提高他们的技能水平，使调度人员在实际生产工作中准确地判断出故障原因及潜在的故障隐患，为安全生产提供了有力的保障。同时，调度人员也应将实际生产过程中的各类信息及时的汇报给技术科，为技术人员制定优化调度的方案提供依据，这样就更有利于优化方案的顺利实施。1.4 调度管理方式进一步优化的结果 生产技术科是水厂实行优化调度的核心。其作用是根据水厂的实际运行情况提出优化方案，并上报给分公司会同其他相关部门对优化方案可能取得的经济效益进行测定和核算。然后，再根据反馈意见确定最终的优化方案，并下达给调度人员实施，从而实现水厂降低成本、经济运行的目标。分管厂长图1 优化调度管理的方式提出优化运行方案 核算结果反馈生产技术科 相关部门 提供运行数据 调度人员 下达优化运行指令 优化运行效果反馈 优化运行 2. 调度方式的优化运用2.1 一泵房变频机组的优化组合2.1.1现有一泵房机组运行方式 该厂一泵房现有四台机组。其中，1、2号机组为工频运行，流量为2400m3/h，扬程为20m，功率为200kw；3、4号机组为变频运行，变频范围为30Hz至46Hz，流量为900至2200 m3/h，扬程为20m，功率为200kw。现运行方式主要有三种：a.夜间进水量少时，采用一台变频机组运行；b.白天进水量多时，采用一台工频机组加一台变频机组运行；c. 白天进水量多时，采用两台变频机组同时运行。在通常情况下，一般采取一台工频机组加一台变频机组运行。白天进水量大时，工频机组和变频机组同时运行；夜间进水量小时，停工频机组，只保留一台变频机组运行。个人认为，这种搭配运行方式不是最佳的。2.1.2现有运行方式的弊端一泵房采取一台工频机组加一台变频机组运行方式。在长江水位较高时，工频机组进水量较大，致使变频机组调至较低频率，一般在32Hz至35Hz，两台机组不在同一工况下运行，导致两台机组的高效区相距较远，造成电耗的增加。且开关车次数也较为频繁，不利于生产的稳定。实有必要进行优化调整。2.1.3一泵房机组优化运行方案在长江水位相对稳定时，采取两台变频机组同时运行的方式比较经济合理。此时两台变频机组是在同一工况条件下运行，两台机组都处于高效区内，更能充分发挥其节能的作用。表1 两种运行方式下电耗数据（一个月的平均值）一台工频机组加一台变频机组两台变频机组同时运行进水量m3用电量kwh电耗kwh/ m3开关车次数进水量m3用电量kwh电耗kwh/ m3开关车次数6640136120.0534967440527150.046922通过生产报表可以计算出，在后一种运行方式下，进水量增加了12%，但电耗却降低了12.17%，节电效果甚为明显。且开关车次数也大幅度减少，大大提高了生产的稳定性。（此数据为2006年9月和2007年9月的生产数据） 但是，需要特别指出的是，从实际运行效果来看，当两台变频机组的频率接近满频时，其计算出的电耗要比一工加一变要高。综上所述，一泵房在正常运行情况下还是应当以两台变频机组同时运行的方式为主。2.2 储水池容量的调节2.2.1现有储水池的相关数据该厂现有三个储水池，分别是10000 m3的新清水池，3000 m3的老清水池和新建的3000 m3的清水池，总储水量为16000 m3。清水池有效高度为3.6m。通常在正常情况下，水位控制在2.5m至3.5m，可调节水量为4400 m3，清水池利用率为27%。2.2.2现清水池调节运行方式在生产运行中，调度人员应当注意的问题是清水池的溢流和抽空，这就要求我们要合理调度，控制合适的清水池液位。通常水厂将水位控制在2.5m至3.5m。在早晨7点至中午12点和下午5点至晚上8点这两个时间段内求大于供，属于供水高峰。清水池向外补充出水，液位不断降低，这时要注意抽空问题；在晚间10点至次日凌晨5点，供大于求，属于供水低峰。清水池储存多余的水，液位不断上升，这时要注意溢流问题；在其余时段，供求大致处于平衡状态，清水池液位也相对平稳。一般该将滤池的反冲洗和沉淀池的排泥安排在供水低峰进行，总的来说，对清水池的液位控制是采取相对恒定的方法以维持较高水位（2.8m以上）来保障生产的需要和突发情况时的需求。2.2.3清水池利用率的优化调整如上所述，该厂清水池的利用率只有27%，明显较低。同时，为了保证不低于2.5m的水位，一泵房就必须保持较大的进水量，增加了一泵房的电耗和沉淀池的矾耗，增加了生产成本。根据我们在实际生产中的尝试，清水池的水位是可以降到1.5m的。经过一段时间的运行，出水浊度只是从0.1NTU上升到0.3NTU左右，仍然在达标范围之内。若清水池的水位控制在1.5m至3.5m范围内，清水池的调节量将从4400 m3扩大到8800 m3，利用率提高至55%。这样就更能充分发挥清水池的峰谷调节作用，更好的稳定生产，保证外部供水，同时也降低了生产成本。3 其它已实行的优化运行方案3.1沉淀池集水槽的调整该厂由于一泵房至絮凝池之间的管道较短，造成混凝剂与源水混合时间大约只有6秒左右，混合不充分。絮凝池中所结成的矾花颗粒较小。且集水槽长度为8m，集水孔孔径为2.8cm，孔口流速为0.84m/s,流速偏大，在沉淀池出水区容易带出矾花，出水浊度偏高，一般在5NTU左右。现在我们把集水槽的长度增加至15m，同时把集水孔的孔径增大至3cm，现孔口流速为0.45m/s，流速降低，不易把矾花带出池外。使沉淀池的出水浊度降为2.5NTU左右，为过滤创造了更加良好的条件。3.2二泵房机组的优化调整该厂二泵房过去机组搭配为：1号400kw、2号250kw、3号630kw、4号250kw、5号630kw造成机组大小差距过大，搭配不合理，不能根据外部用水需求变化而及时灵活地调整。经过优化调整，现为1号400kw、2号250kw、3号500kw、4号355kw、5号630kw并且将1号和3号改为变频机组，使得机组搭配较以前大为合理，白天开2、3号两台机组，夜间只开3号一台机组，做到在满足外部用水需求情况下，灵活调整、合理搭配、降低成本、经济运行。现正在探索1、3号两台变频机组同时运行的可行性。4 优化调度运行方式的总结水厂制水量是受外部需水量制约的。外部需水量是动态变化的，而水厂制水量却要保证一定的稳定，如要解决这两者之间的供求矛盾，就必须依靠优化调度。在一、二泵房机组的合理搭配、清水池的充分利用、各个生产环节的调整以及外部供水管网的完善