供水管网改造可行性研究报告要点20200629084626

1、大田县城区地表水厂工程可行性研究报告发展规划。*确定作为海西经济区的腹地承担着承东启西”的重要任务。泉南成建材业、矿产1概述项目概况项目名称:*城区地表水厂工程业主单位:*自来水公司项目负责人：曾*项目性质：新建项目规模和内容：建设日产3.0万吨净水厂及坑口水库至石牌引水输水管道 8电焊优点缺点钢管、球墨铸铁管和钢板管。上波动大。源水输水管线结合走廊地形考虑，推荐采用螺旋高频焊接管和球墨铸铁管，部分采用玻璃钢管。在地形、地质复杂地段、上山下山段、横穿马路 段，过桥明敷管段 等采用钢板管，外防腐以三油二布较为经济。地形地质较好埋地管段采用球墨铸铁管。输送成品水的供水管网，考虑输送介质含强氧化剂（

2、余氯）推荐采用球墨铸铁管结合钢管。耐腐蚀，有一定机构强度；重量轻，安装方便 耐腐蚀，有一定机械强度管；配 件可现场制作柔 性接口，不设伸 缩节耐腐蚀，有较好 的强度和韧性使 用年限可达60年；柔性接口，不设伸缩节强度韧性好，适 于地形复杂管线 使用；埋深和裸露均稳 定，焊接工艺普 及刚性接口，应设伸缩 节。配件订制周期长裸露管段应采取防紫 外线包裹。需采取防紫外线措施 局部外力易裂需采用防腐工艺一般年限20年目前原油价格不断降升，PE管和玻钢管原料均为炼油副产品，管材价格向工程结构方案净水厂水处理构筑物以钢筋混凝土为主，建筑物以砖混结构为主。电力及自控方案供水系统的电力工程由电力公司10千伏高

3、压线路提供两路10千伏电源（一路专线，另一路备用线），接入滤池泵房旁变压器室降压送至低配室配电柜，再由低配室配电柜通过专用电缆分别向反冲水泵风机系统、清配井、沉淀池和综合楼，提供净水厂动力照明用电。预计用电总负荷200千伏安。供水系统的自动化工程为了确保供水工程可靠安全，减少操作值班人员，提高管理水平，计划引 入微机管理的自动操作和监测系统。主要是：1、取水输水管流量控制2、输水管压力监测；3、沉淀池水位监测；4、投药投氯自动化；5、供水管网压监测；6、滤池反冲洗自动控制7、出厂水在线监测；30厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告8系统运行状况显示。6.8推荐工程方案确定根

4、据上述不同方案比较，经经济指标分析，并结合进远期供水规划发展，以及县水司目前具备的管理水平和设备维护能力，确定地表水厂工程方案如下：在坑口电站尾水渠末端引水埋设DN700管（考虑远期过水量），通过消能设施降低输水管承压，引水至净水厂。利用源水位能建自备发电站，净水厂生产工艺拟用：浑配井、网格絮凝平流沉淀池、翻板、清水池及清配井、工艺生产配套自控技术。出厂水分二路供水，一路供水至*城区，另一路供水至石牌老厝坪区。城区饮水系统工艺流程：原水倒虹吸输水管一自备电站一净水厂一重力式输水管一城区（均溪镇）一城区（石牌镇）7供水工程设计设计原则可持续发展贯彻合理布局、严格控制、永续利用的基本原则，在水厂建

5、设发展快速推进的同和谐共生充分考虑到水厂地理位置的特性，在总体设计上力求使得水厂能够与周围人工建构筑物、自然环境和谐、共生。通过合理设计空间节点，巧妙利用颜色，绿化，材质，充分挖掘地域元素，使之在城区大道的行进间，体验和谐的区域 特色。生态型水厂的设计建筑规划与设计中贯彻生态节能的设计。在整体环境规划中，我们 强调建筑与环 境的关系，关注建筑与地貌、植被、水土、风向、日照等 的关系。单体设计中则主要通 过构造措施创造舒适的室内环境，减少能耗，减 少排放。标志性作为解决*未来用水需求的重大工程，建构筑物在绿色、和谐、 美观之外也应具备 标志性，使之成为一个具有示范意义的样板项目，在历史进程中见证

6、城市的发展。工程建设规模及主要工程内容工程建设规模根据本报告第六节供水工程方案论证，*城区地表水饮水工程建设总规模为5万m3d ,分为二期实施，近期按3万m3d规模兴建，远期再扩建2万m3d规 模。工程建设主要内容净水厂设置，厂区平面按 5万m3d总规模布置，分两条生产线，第一期生 产构 筑物按3万m3d规模建造，主要工程量：自用发电站一座；5万m3d浑配井一座；1.5万m3d网格絮凝平流沉淀池一组两座；1.0万m3d翻板滤池一组时，保护自然资源，以发展促保护31厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告引水管线由右岸平行村间机耕路敷设350米隧洞截弯取直。隧洞断面不小于管道标高

7、约554.5 ? 555米，出口农田敷管三口（包括管廊设备间）；4千立方米清水池一座，5万m3d清配井一座，综合 楼一座 以及厂区配套设施。第二期 2万m3d规模生产构筑物预留建设用地。根据业主筹资情况及城区规划发展进度，输水管道考虑到管廊位置的紧张，按远期5万m3d输水量敷设；配水管道根据城区发展进度，按近期3万m3d输水量敷设。取水点设计在位于标高约560.70米、坑口电站尾水渠出口附近建进水池安装DN700蝶阀，接出DN700浑水引水管。引水管线设计引水管线自坑口电站尾水渠的引水前池出口至净水厂区浑配井，实测长度12800 米。浑水引水管线沿均溪左岸右岸和306线敷设，由于山路崎岖管廊位

8、置狭窄，管线施工难度很大。设计管道前端（一级电站至消能设施）按远期输水量5.5万立方米/日一次性规划，后端（消能设施至净水厂区前池）按输水量3.3万立方米/日规划，待远期发展后取消净水厂区电站，直接引水5.5万立方米/日至净水厂区浑水配水井。设计管道采用 720X10螺旋钢板管、DN700球墨铸铁管结 合均溪左岸管段引水管由坑口电站尾水渠出口建进水前池开侧孔接DN700管，埋河床底至左岸坡地，沿明渠内侧敷设 710米到水库管理处北面，顺山坡再下敷入均溪河床，标高约556.85米。下陡坡段拟采用钢管明敷，设支墩加抱箍。跨越均溪采用钢管埋敷，加装伸缩节。1250米，村道大转弯处上坡处开挖1.6m

9、X 1.8m,以便敷管施工。隧洞出口560米再沿村道敷设550米到达306省道吴山一石牌段306省道管段306省道公路里程碑250KM+600M 处引水管开始在道路外侧敷设 770米， 至 消能设施压力前池。尾水标高约 510米以DN700球铁管承接仍沿306省道下 坡至高 速连接线出口处，此段球铁管长 7800米。沿过境公路上乐祠山管段管道过高速连接线出口，后管道过河沿过境公路西侧敷设。管道拟暗敷， 施工时开挖沟槽，安装完毕后采用原土回填，管道长度为800米，采用720X0钢管。净水厂区上山管段沿乐祠山南坡开挖敷管。管中标高484.5 ? 488.00米。跨越冲沟采用支墩加 抱箍。进入厂区南

10、面围墙敷设长 180米进入厂区消能压力前池。进口标高 490.00米。设 置DN700电磁流量计1台。DN700玻璃钢管32引水管线初拟设置排气阀两只，泄水阀两只厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告7.5净水厂设计1、反应时间：13分钟;厂区内的自备发电站与消能设施同类，亦可采用HL110 -WJ-42水轮发电机组，可列为均溪梯级开发的补充建议由县水利局规划。浑水配水井浑配井将输入的未处理原水通过动态水力平衡，稳定分配至两组水处理构浑水配水井采用钢筋混凝土结构，平面尺寸9.60 3.40米2,高5.90米。水面设计标高425.00米，底板设计标高421.10米，容积190米

11、3,满负荷停留时 间14 分钟。池顶并列安装二台ZJ700型折浆式混合搅拌机以达到混凝剂快速均 匀混合。浑配井预埋DN500出水墙管两只及设 DN200放空阀三只，池顶设走道板。网格絮凝及平流式沉淀池浑配井原水通过DN500蝶阀管道进入絮凝沉淀池。网格絮凝池与平流沉淀池合建，中间稳流区和沉淀池布水花墙连接。是净水厂占地最大的主要水处理构筑物。池体采用钢筋混凝土结构。平面尺寸35.30 8.78米2,高5.6米。池两侧设排泥沟，截面尺寸 600X850mm 。.5.2.1网格絮凝池网格絮凝池设计呈多格竖流式，每格安装若干层网格，各格之间的隔墙上、下交错开孔。每格的网格数至出水端逐渐减少，一般分3

12、段控制：前端为密网， 中段为疏网，末端不安装网格。当水流通过网格时，形成涡流，造成颗粒碰撞。设计参数：2、竖井20个，每个尺寸：1.25m .25m 3.8m。水在竖井中的流速为0.14 0.10m/s ;3、在竖井中放置网格，分三段：前段 15层，中层12层，末段不放；4、网格流速为0.3 0.1m/s ；5、网格为PE塑料材质，方形断面；6、竖井之间过水孔洞流速为 0.30.1m/s ;7、每个竖井底部都有排泥斗，底宽 0.5m ,高0.7m。每5个设一根排泥管DN200及阀门，其四根，由一根汇集至总排水渠；8、稳定配水区和布水花墙絮凝池水进入稳定配水廊道，廊道长18.5米，宽1.8米，布

13、水花墙设置30个方孔，孔面积0.25 .2米2。廊道底部设三个排泥斗，泥水通过水力快开阀排向排泥沟。絮凝池水面设计标高424.00米，池底板标高423.70米。7.5.2.2平流沉淀池平流沉淀池设两组，单组过水量为 1.5万米3/日，分三格，流道总长72.00米， 宽6.00米，高5.60米，有效水深3.00米。取最小絮凝体沉淀 a=0.39mm/s水平流速10mm/s停留时间2小时。验算校核水力半径 R= W/P=(6.0 X3.0)/(6.0+3.0 2 150cm33筑物右岸村道和隧洞管段厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告弗汝德数 Fr=102/(150 981)=

14、6.8 10 -5(D 1 0-4? 1 10-8范围内)排泥机械于池壁顶部安装轻轨，配置HJX 2型虹吸式吸泥机，泥水排入侧面排泥沟。吸泥机电源由变配电间总配电提供。3、出水槽沉淀水由六条集水槽汇入总槽。集水槽由6毫米不锈钢板制作，断面0.20 8.50米，进水采用多口三角堰，堰底低于沉淀水面0.02米，安装误差小于0.2毫米。集水总槽断面尺寸1.00 2.50米。末端予埋 426X8冈管，将沉淀水通过倒 虹管送至气水反冲洗滤池。平流式沉淀池水面设计标高423.70米，池底板设计标高419.70米。7.5.3翻板滤池由三口滤池和气水反冲操作间组成。工艺连接的进出水闸阀及气水反冲闸阀均为电动，

15、滤池反冲洗实行自动控制。滤池滤池过滤能力3万米3/日。分三格，每格3.80 X4.50米，单格有效过滤面积55.1米2。滤池水面设计标高422.19米，底板标高418.59 米。1、滤池主要设计参数(1)组数：3组；单组尺寸：3.8为4.50m；(3)滤速 7.95m/h ;(4)配水配气系统，采用 PE材质的U型滤管，布水立管为 DN89 PE管，布 气立管为DN35 PE管，集配水渠盖板厚16mm的316不锈钢钢板，上部二次 浇筑混 凝土。(5)进水采用0.35m X0.35m钢制气动闸板阀。(6)排水采用3.2mX0.2m气动翻板阀，翻板阀为双阀门。2、滤池反冲洗历程第一步先气冲：用15

16、L/S川高速气冲强度，对滤层进行擦洗，使滤料上的污物脱落。第二步气水混冲：用高速气流和低速水流(35L/s /1)进行混合冲洗，让 污物冲 出水面。第三步单独水冲：停止气冲，用高速水流(15L/S /1)进行水冲，使滤料膨 胀15 25% ,冲刷带走已被冲洗下来的污物及附着在滤料上的小气泡，并使比重不同的滤料进行水力筛分，从而达到双层滤料的完善分布。第四步单独水冲：在滤池排水结束后，再次进行单独水冲，用高速水流(15L/S亦)进行水冲，使滤料膨胀1525%,冲刷带走池中残留的污物及附着在滤料上的小气泡，并使比重不同的滤料再次进行水力筛分，从而达到双层滤料更加完善的分布。鼓风机房平面尺寸8.60

17、 6.0米，总高度5.15米。分上、下两层，下层为反冲洗泵房，上层为设备间，安装 RE-200罗茨鼓风机两台(一用一备)，风量43.8立方米/分钟，风 压49千帕，功率75千瓦。鼓风机出风口加消音器，机组整体使用隔音罩，减少噪声危害。设置反冲洗水泵三台(二用一备)，型号为 KQSN500-M28(一用一备)和KQSN350-N27 ,流量分别为 561.1L/S、282.1L/S ,扬程为 14m。34厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告反冲洗操作间建筑物为三层砖混结构。平面尺寸29.04 .64米，总高度12.30米。底层层高5.15米，设为管廊，安装滤后水集水管和反冲水

18、管，均设 DN400 电动阀。2、二层层高3.60米，设置集控室。集控室主要可编程逻辑控制器PLC处 理采集的过滤系统运行信号和气水反冲状态信号，按输入程序指令动作，自动 进行过滤、反冲洗正常生产。3、三层层高3.60米，设置计算机监控中心、值班室，车间水质检验室。滤后水由出水总管进入清水池。7.5.4清水池采用钢筋混凝土结构，平面尺寸30.10 0.10米2,总高5.0米。设计水深4.8米，容积4000米3,满负荷生产停留时间2小时20分。池内砖砌导流墙高3米，水流末端设集水坑，安装喇叭形出水管进入清配35厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告井，池底设置放空管，以DN30

19、0闸阀连至排水井。顶部设溢流管，通到排水井。水池顶板复土 1.0米，种植花草。顶板预留4个DN200安装蘑菇型通气帽。设置1000X1000mm 人孔两个，安装超声波液位仪1套。7.5.5.清配井采用钢筋混凝土结构，平面尺寸 12.30杀50米2,设计水面标高419.35米，最 低水位标高417.20米。变配电室叠建于清水配水井之上，建筑物下部为清水配水井，上部为变配电室。在清配井旁厂区道路边敷设近远期两根出厂水DN700管，直线段安装DN700电磁流量计一台。 7.5.6.变配电室为节约用地及靠近主要用电构筑物（鼓风机房），变配电室叠建于清水配水井之上。建筑物采用砖混结构，平面尺寸12.30

20、丙.50米2,层高4.5米。分隔 为三间作变压器室（两间）、低配室兼值班室。各电控信号采集通过信号电缆传送至综合楼中控室。 值班室安装水泵机组运行状态监视屏和压力、重力两个供水管网压力流量显示屏，实现出厂水在线监控。 7.5.7加药车间加药车间为两层砖混结构，平面尺寸17.04 10.44米2,底层高4.50米。底 层为氯库和矶库，矶库设置溶解池；上层层高3.60米，为投药间。投药间设二口 5米3容积溶液池，并安装混凝剂、消毒剂投加设备。 7.5.7.1自动加药系统混凝剂采用聚合氯化铝。1、投药点定于浑配井进水管。2、采集浑配井原水在线浊度信号和输水管流量（平均流速）信号作为控 制投加量前馈参

21、数。采集沉淀池出水总槽沉淀水浊度在线信号作投加量修正参数。通过PLC控制器指令变频驱动器和冲程调节器精确调整矶液投加量，达到动态平衡。5、投药系统流程图沉淀环节本工程净水工艺设一个投药点，计量泵配置两台，采用一用一备工作方式原水投加点一?流量计|计量泵一*混合反应环节 I沆淀环下一?模拟斜管前馈高浊度仪变频驱动器和冲程 调节器低浊度仪 PLC控制器？7.5.7.2自动加氯系统投药系统流程图消毒剂建议采用二元稳定性二氧化氯溶液，经激活稀释为二氧化氯消毒使滤后投加点定于清水池进水闸阀前端。滤前加氯点定为浑配井进水管o用液。36厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告桶装稳定二氧化氯

22、存于氯库。加氯间安装A、B液调配设备和1吨使用液贮液罐2只。投加器（带计量泵）以流量讯号为投加量前馈参数，以出厂水余氯讯37厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告变频驱动器和冲程调节器号为投加量修正参数，指令投加器自动调整4、加氯系统流程图本工程净水工艺设二个加氯点，计量泵配置两台，采用一用一备工作方式原水投加点CI02测定仪前馈加氯系统流程图综合楼综合楼为矩形三层建筑物，采用砖混结构，平面尺寸为：净水厂设于石牌中学北侧小山头，现状高程范围为434m? 438m29.70m 5.90m+R=5.90m底层为食堂，二层为厂部办公室。三层为夜班人员及工作人员休息室机修车间综合楼为

23、矩形三层建筑物，采用砖混结构，平面尺寸为：厂区总平面布置净水厂平面布置厂区征地面积33.0亩。厂区按照办公区和生产区分为 2部分。生产区 按照5万m3/d规模常规处理水厂进行布置，一期实施规模为3万m3/d。预 留二期2万m3/d生产用地。办公区设于山头南侧，水厂的出入口置于厂区东侧，便于交通和外界联系，也便于水厂的监督管理。该布置可以通过厂区的美化绿化，给人以现代水厂的 美感。本工程水厂布局受到地形限制，兼顾水厂流程，同时根据对水厂周边道路规划，向山下输送的出厂水管线选择坡降最小和便于管道敷设的山坡。水厂所在地块用地范围狭小，主体构筑物对地基承载能力和稳定性要求高，除去本工程征地范围所在区域

24、，周边基本无可用地块。远期增加的常规处理构筑物统一置于近期构筑物的西侧，远期施工时对近期运行干扰最小，施工管理方便。厂区内生产构筑物及建筑物均按生产工艺流程布局，厂区内交通设单车道，路宽3.60米，混凝土路面，道路面积为 2520讥厂区自用水采用 DN100PE管 输送 至各用水点。在办公区和投药间附近各设 DN100消火栓1只。厂区排水采 用硅管，冲 洗废水排放管径为DN800。生产生活污水排放管径为DN600及DN300mm。污泥浓缩池尺寸为 12.00 X.00 X.50米。围墙长650米。13.50mX7.50水厂高程布置及土石方平衡1、本工程的高程布置受到2个因素的影响，即引水水位和

25、出厂水水位考虑各构筑物底板标高设于厂区地坪标高以下，进行生产区地坪设置，本工程水厂生产区地坪标高设定为黄海高程420.00m38厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告清配井的最低运行水位设定为黄海高程417.20 m ,由各构筑物和构筑物间的水头损失计算，以此确定各构筑物的水位标高。办公区与生产区设在同一平面。2、厂区土石方平衡，净水厂区设计地坪为420.00m ,厂区整平高于420m以上开挖土石方。在小山头东南低凹处筑混凝土高挡消纳回填压实，经平衡计算，开挖量为约24万m3,填方量为3.0万m3,外运土石方21万m3。均溪镇城区输配水管线设计净水厂至均溪镇城区输水管线城区输

26、水管线自净水厂区清配井出水总管经山坡下山，沿福田大道东侧路肩至永大公路公路桥，长度约600米。城区输水管线沿福田大道进县城方向路东侧敷设，由于道路管廊位置，管线施工极为困难。设计按近期输水量2.0万米3/日计算，近期考虑 K时=1.55的时变化系数，远期利用原有总容积5600吨高位水池调节，不考虑时变化系数，采用$630X8螺旋钢板管、DN600球墨铸铁管。在不具备管道埋地条件，地质 差地段，采用钢管明敷；具备管道埋地条件，地质较好地段，采用DN600球墨铸铁管埋地敷设。其余城区内管网根据资金到位情况逐年进行改造。净水厂区下山管段由清配井出口沿厂区西面围墙敷设总长40米。出口标高415.40米

27、。设置DN600电磁流量计1台。厂区东面围墙至福田大道 80米，管道长约120米，沿山坡 开挖敷管。管中标高 385.0 ? 415.40米，设支墩加抱箍。福田大道沿线管段沿路东侧空地敷设。在公路里程碑约194Km+480m处设三通和90度弯头横穿马路，供水路西企业和居民，管长约480米，管道标高367.30 ? 368.90米。之后与城区原有供水主管对接，并在公路桥处设置自动调压阀。沿途高处设计自动排气阀，低处设计排水阀。石牌老厝坪输、配水管网设计净水厂至石牌用水区输水管线输水管线自净水厂清配井出水总管至福田大道南端下，敷设管至石牌镇交叉路口，实测长度500米。清水输水管线沿三郊线西侧朝老厝

28、方向延伸，由于地形不利管廊位置狭窄，敷设管线工程难度较大。因此设计按远期输水量1.5万立方米/日计算，远期考虑在高速公路出口对面山头建高位水池进行调节。在不具备管道埋地条件，地质差地段，采用 斟26X8螺旋钢板管明敷；具备管道埋地条件，地质较好地段，采用DN400球墨铸铁管埋地敷设。沿三郊省道南侧路肩敷设。管中心路户下0.8米，坡度与道路相同，期间设5处排气，3处排水。公路坡顶管段应加设自动排气阀。部分路段靠均溪河 侧，公路 外可供铺管位置，高程在洪水位下，管道设支墩架设于洪水位之上，以防洪水淹没及冲刷，采用钢管明敷架设，并加设抱箍。供电设计设计范围39厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工

29、程可行性研究报告一路进线电源分别接自大电网电源计、施变配电系统设计；水厂动力用电设计；防雷与接地设计；厂区及构筑物工艺要求照明设计；负荷等级、供电电源及用电设备电压净水厂电力负荷属二级负荷，供电电源采用自备电源和电网低压电源，双 回路电源供电，一用一备。厂区的设备采用380V/220V电压供电。783负荷计算及变压器容量选择根据净水厂区负荷估算194KVA ,选择变压器容量为250 KVA净水厂区负荷计算见下表：净水厂区负荷计算表序号每台 容量（KW）琲工作需要 容量系数血tfl(EW)QW (kvar)Kva)嚣妒备 注19厩也反反？m水泵届 电蒯21F5j 75CL的0.51 T5 3S.

30、3效期机用电动机2155i5,5S9 0-5145 23.03加药问0.80.78，6,04清配井久521115-50-85 询5.5 3.05Mm多间50 0,T0.80.7芯 心心63颤殳备合计必& 5i 96.41X2507蚯器孵勰4I SO8僦电懿能-10(916.42补 偿供配电系统设计低压供电系统结线方式低压配电系统结线方式为双电源供电,变压器，在接入变压器前设隔离开关及跌落开关进行隔离和保护（电力公司设工）。另一路接自水厂电站出线柜（水利局电站设计）。7.842 380V/220V 配电系统结线方式净水厂的380V/220V配电系统采用两台变压器同时供电，分别接入设在380V/2

31、20V配电系统进线柜上双投开关的进线端结线方式。无功补偿由于净水厂无10kV用电设备，故10kV配电系统不设补偿装置。净水厂380V/220V配电系统采用在低压开关后柜上集中补偿的方式，补偿变压器基本无功及低压用电设备的无功功率。经补偿后，净水厂10KV总进线处的功率因数不低于0.9。保护设置净水厂变配电系统的保护应和供电电力网的保护相匹配，相互协调，并满 足净水 厂各级保护的要求，具体配置如下：10kV变压器采用高压熔断器保护；配电间的低压总进线开关设过载长延时、短路速断保护；低压用电设备及馈线回路设短路、过载保护。设备选型380V/220V配电装置采用固定式开关柜；10/0.4KV变压器采

32、用节能油浸变压器；1kV电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套或聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆；10kV电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。40厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告水泵电机的起动及控制方式净水厂内水泵风机等均配用低压电机（380V）,除根据工艺要求配用变频装置调 速外。对于冲洗泵鼓风机房内大功率电机 （单台功率大于55kW及以上电 机）采用软 启动方式。其它小功率电机采用全压起动。净水厂内电机采用二种控制方式，即PLC控制及手动控制。手动控制采用 机旁设按钮箱的方式（作为设备调试、紧急停车使用）。7.8.5水厂照明建筑物室内照明净水厂应根据各单体建筑物

33、在制水生产过程中对工作环境照度的要求，选用不同类别的照明光源，并符合国家规范要求。变配电间采用荧光灯照明灯具，并配应急照明灯具；生产性建筑物内，如冲洗泵房、鼓风机房等采用金卤灯投光照明灯具；综合楼办公室采用荧光灯具。所有建筑物内的室内照明电源均引自该建筑物内的照明配电箱。厂区室外照明厂区道路照明采用道路照明灯，选用光源为高压钠灯。厂前区可结合建筑景观布置，采用泛光照明及庭院灯照明，以起到烘托、点缀的效果。电缆敷设厂区的室外电缆采用电缆沟与直埋敷设相结合的方式，建筑物内电缆采用电缆沟、电缆桥架或穿管敷设。接地系统及防雷保护地。净水厂内按设计规范要求对建（构）筑物均作等电位联结设计。净水厂主要生产

34、建 （构）筑物为单、多层建筑，所在地的年雷暴日数为67.5,根据设计规范要求，按照第二类或第三类防雷建筑物保护措施进行设计防雷系统。防雷接地与电气工作接地、保护接地共用接地装置，接地电阻不大于1欧姆。 低压配电系统在各级配电系统中加装相应级别的SPD7.8.8电力计量净水厂总计量采用高供高计方式，按电力公司要求在两路10kV电源进线侧各装设一套有功、无功计量装置。计量表计集中安装在专用的计量箱上。计量装置设备PT、CT测量精度为0.2级。（电力公司设计、施工）。净水厂用电单体计量单体馈出线和单机功率55kW及以上的泵机设电度表计量，作为净水厂内部能耗考核。7.8.9设计分界点本工程电气设计分界

35、点为两路0. 38kV进线开关，开关以下用户侧为我院设计，开关以上电源侧由电业部门设计。净水厂变配电系统图另见附图 21.6 。220/380V配电系统接地型式采用TN-C-S制。每台变压器低压侧中性点直 接接41厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告7.9 自控、仪表、通讯设计自动控制系统简介自动控制系统设计原则自来水工艺处理是一个多参量 (如液位、水质成分、流量、压力等)、多任务(如加 药系统及在线仪表的信号采集、滤池反冲洗控制、水泵的启停等)、多设备(如计量泵、水泵、鼓风机、阀门等)且具有随机性、时变性和耦合性的复杂系 统。因此，自来水处理应由一个智能监控与综合管理系统

36、来进行现代化的管理，使之安全可靠地运行。自动控制系统构成根据本工程的工艺要求及其实际情况，自动控制系统可由以下几部分构成：混凝剂投加自动控制系统2)消毒剂投加自动控制系统3)滤池自动控制系统在线仪表检测系统计算机监控系统防雷接地系统功能设计现代化的自来水厂水处理系统需要实现管理与控制一体化，实现办公自动化。控制系统不仅与下层控制设备有良好的接口，而且具有与上层管理系统集成的接口，同时具有可扩展性。所以现代化自来水厂水处理系统要求在底层采用现场总线或者工业以太网等技术，上层则选用优秀的监控组态软件。根据全集成自动化(Totally IntegratedAutomation )的思想，将自来水厂控

37、制系统分为管理级、控制级、现场级。管理级。管理级是系统的核心部分，完成对自来水厂水处理过程各部分的管理和换的界面。管理级的各台计算机具有相互通讯的功能，实现数 据交换或共享。服务器具 有远程控制操作功能、状态显示功能、数据处理功能、报警功能、报表功能、通讯功能等。控制级。控制级是实现系统功能的关键，也是管理级与现场级之间的枢纽层。其主要功能是接受管理层设置的参数或命令，对自来水厂水处理生产过程进行控制，同时将现场状态输送到管理层。现场级。现场级是实现系统功能的基础。现场级主要由一次仪表、控制设 备等组 成。其功能主要是对系统设备的状态、传感器参数进行监测，并把监测到的数据上传；接受控制级的指令

38、对执行机构进行控制。由于控制设备比较分散，在传统的工厂内，输入/输出设备连接到一个集中的机架，在设备改变和系统扩展时，导致接线工作量大，成本高，柔性度低。通过开放的、标准化的现场总线系统来连接部件，应用 Siemens公司ET200S分布式I/O是解决这些问 题的最佳方案。在控制点比较集中的控制现场 配置一个远程分布式智能I/O模 块ET200S站，现场I / O信号直接输入I/O模块，每个ET200S站安装有一块 IM151型号带有Profinet接口的模块，与 Profinet现场工业以太网总线连接。 7.9.1.4系统组成*地表水净水厂自控系统分布如下：两台监控计算机分别安装于水厂中央控

39、制室及办公楼，中央控制室设在滤池值班室。选用工业计算机中的著名品牌台湾研华 (ADVANTECH )公司的工 业控制计算机作为水厂自控系统的监控中心，各计算机内分别安装以太网络通讯卡，与各下位PLC组成Profinet工业以太网；中央控制室配置一台打印机，实现水厂监控数控制，并实现厂级的办公自动化。管理级提供人机接口，是整个控制系统与外部信息交42厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告清水出水阀及超声ET200S从站系统十Profinet网络把现场信号送至PLC控制器并接受其控制。PLC控制器丧据报表及监控界面的打印功能；配置两台UPS电源对计算机系统进行断电保护。 本自控系

40、统按工艺处理过程不同设立两套PLC工作总站系统及四套分布式远程I/O从站系统分别监控厂区各设备及仪表。1#PLC工作站设立在投药间。选用西门子公司的S7-300系列CPU315-2PN/DP处理器，通讯网络采用 Profinet工业以太网。其主要功能是负责自动加药系统控制、自动二氧化氯消毒系统控制及原水在线仪表数据检测。CPU模块 通过工业以太网与上位组态监控计算机进行实时通讯。 2#PLC工作站设立在滤池控制室。选用西门子公司的S7-300系列CPU315-2 PN/DP处理器，通讯网络采用 Profinet工业以太网。其主要功能是负责采集及监控滤池系统中反冲洗鼓风机、反冲洗鼓风机、气冲总管

41、排空阀、滤后水 在线仪表及出 厂水在线仪表等设备的运行数据；并通过Profinet工业以太网络 与滤池远程I/O系统进行实时数据通讯，对各格滤池进行自动恒液位控制及自动反冲洗控制。CPU模块通过工业以太网与上位组态监控计算机进行实时通讯。 分布式远程I/O从站系统设立在滤池控制室，选用西门子公司的ET200S远程I/O系列，远程I/O系统配置带有Profinet网络接口的IM151连接模块，该 模块 将ET200S远程I/O系统连至Profinet工业以太网。四套分布式远程I/O系统分别负责采集并监控四组滤池进水阀、排水阀、气冲阀、水冲阀、排气阀、 波液位计等设备的运行状态及数据。Profin

42、et总线与上位组态监控计算机进行实时通讯。在滤池值班室配置工业以太网交换机一台，负责将各以太网CPU处理器、远程I/O以太网接口模块及上位组态监控计算机组成以太网，对各处理站进行数据交换。混凝剂投加自动控制系统7.921混凝剂投加自动控制系统简述本控制系统以浊度控制为主线（因为加药的主要目的是为了提高水质、降 低出水 浊度）来实施其加药的自动控制，主要包括以下几个部分：现场数据采 集处理系统、变 频控制系统、冲程控制系统、计量泵药液投加系统等。1、现场数据采集处理系统采用当前广泛使用的主流 PLC系统（可编程逻辑控制器），PLC设为1#工作 站；采集水厂原水流量、原水浊度、模拟斜管浊度结合专家

43、数据库、数学模型来控制投加。整个加药系统为闭环控制，根据原水流量、原水浊度来进行前馈投加，根 据模拟 斜管浊度、沉淀出水浊度进行反馈修正，具有动态响应好、反馈调节灵敏等特点。过程采集信号全部经过无源隔离，具有极强的抗干扰能力。43厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告通讯接口丰富，可以与其它控制系统通讯。本系统预留有通讯接口，方便用户以后进行系统扩展。2、变频控制系统变频控制系统主要由变频器等低压电气元件构成。其控制方式有：本地控制及自动控制；本地控制分本地手动变频控制及本地旁路控制，设有旁路启停及手动变频启停，控制柜面板设有运行及故障显示；自动控制则根据采集量及内部运算结果

44、输出控制信号到变频器来控制计量泵的运行频率。变频器可接收来自PLC系统的控制信号，同时可输出信号供 PLC系统采集。3、冲程控制系统冲程控制系统主要由自动冲程调节器构成。控制方式有手动控制和自动控制；手动时由调节器上的按钮进行点动操作，自动时由PLC系统进行远程控制。4、计量泵药液投加系统计量泵投加系统组成主要包括以下几部分：计量泵主机：根据净水厂设计 3万立方米的日处理能力，按24小时的运行时间计 算，平均每小时的处理量为 0.83千立方米。高峰处理量按平均处理量的 1.2倍计算， 高浊度时的投药量按15 mg/L计算，药液浓度按5%十算，则计量 泵应满足300L/h的 基本投加能力。依据水

45、厂一用一备的规划，选用两台B-530P计量泵。Y型过滤器：安装于计量泵与药池之间，滤除药液中的渣滓；均流器：安装于计量泵的出口，均衡计量泵出口流量同时减少药液对管道的冲击；安全溢流阀：安装于计量泵的出口，防止管道堵塞产生高压对管道及模片的损坏；背压阀：防止计量泵倒流及虹吸现象；玻璃转子流量计：对加药量进行直观显示；UPVC管道及阀门。7.922混凝剂投加自动控制系统原理本加药系统采用原水流量及原水浊度作为前馈控制，以模拟斜管浊度作为反馈控制，系统进行闭环调节，动态调整加药量，到最佳。以下是具体说明：安装一套原水流量计检测系统原水管的流量，将此量作为系统自动加药的流量前馈参数；检测系统原水管的原

46、水浊度，将此浊度作为加药系统的浊度前馈参数，通 过设置 经验加药表格参数可以计算出单位流量的固体加药量；针对系统，通过原水流量及原水浊度计算出当前的前馈投加量，经过加药混合、反应沉淀后的模拟斜管浊度检测值及沉淀出水浊度检测值与控制设定值的比较决定其反馈修正值，此两个量作为总的加药量由变频控制系统驱动计量泵实现变量投加；每台计量泵均采用变频器驱动。消毒剂投加自动控制系统7.931消毒剂投加自动控制系统简述根据*水厂的实际情况，对水处理系统设置前、后消毒两套消毒处理过程。前二氧化氯主要目的是杀灭水中的微生物、细菌、氧化有机物及延长加氯消毒的接触时间。投44厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程

47、可行性研究报告加点设在原水总管上。后二氧化氯主要目的是补充前二氧化氯消毒后的剩余二氧化氯不足，保证出厂水剩余二氧化氯达到规定指标。消毒点设在滤池至清水池的连通管道上。为了保证消毒系统的稳定运行，本投加系统采用自动控制技术结合水厂配 套的相 关在线检测数据实现自动控制，其中前消毒采用流量比例控制原理，后 消毒采用流量比 例加剩余二氧化氯反馈 PID控制原理。根据控制原理，将系统配置如下：1、数据采集监控系统采用当前广泛使用的主流 PLC系统（可编程逻辑控制器），PLC设为1#工作 站；采集水厂原水流量、滤后水剩余二氧化氯等参数进行PID计算来控制投加；采集二氧化氯系统中各储罐的液位状态；控制电磁

48、投加泵进行二氧化氯投加。2、二氧化氯投加系统主要由电磁泵、A、B液储罐、二氧化氯反应器、水射器、管道泵及投加管道等构成。电磁泵用于投加 A、B液，具有可接收自动控制信号功能，根据水厂3万立方米/天处理能力，可选用流量在 20L左右的电磁泵作为投加设备；A、B液储罐主要用于存储 A、B溶液，储罐内配置液位检测器件，检测储 罐内 的液位信号，同时传送给 PLC系统进行采集；二氧化氯发生器主要提供 A、B溶液的反应空间，延长反应时间； 水射器用于将二氧化氯溶液投加至管道中；管道泵用于增加水射器的工作压力。7.932消毒剂投加系统自动控制原理1、前消毒自控原理前二氧化氯消毒主要采用流量比例控制，根据原

49、水流量及前消毒投加率进 行综合 计算，得出系统的前消毒投加量。根据投加量的大小计算出投加泵的频 率，从而达到自 动投加的目的。计算公式：总投加量=原水流量X单位投加率2、后消毒自控原理后二氧化氯消毒主要采用流量比例及余氯反馈进行闭环控制，根据原水流量及后消毒投加率进行综合计算，得出系统的后消毒比例投加量，再根据余氯反馈信号经过PID调节计算出反馈投加量，由比例投加量与反馈投加量之和得出 总投加量，根据总 投加量的大小计算出投加泵的频率，从而达到自动投加的目 的。计算公式：总投加量=原水流量X单位投加率+反馈投加量滤池自动控制系统7.941滤池自动控制系统简述过滤是水处理过程中一个必不可少的重要

50、环节，手动控制的过滤系统存在 一些无 法解决的问题，如人工操作无法实现恒水位、恒滤速，不能根据原水流 量的变化而自动 调整开启滤池的数量，不能很好地实施反冲洗，为了解决这些 问题，需采用PLC来实 现自动控制。45厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告滤池自动控制系统目的为实现滤池自动恒水位控制及滤池自动反冲洗控制功能，其主要构成有：1、数据采集及控制系统采用当前广泛使用的主流 PLC系统(可编程逻辑控制器)，设为2#工作站；采集各 组滤池进水阀、排水阀、出水阀、气冲阀、水冲阀、排气阀运行及 故障状态信号，远程 控制各阀门的开启和关闭。采集反冲水泵、反冲风机的运行及故障状态信

51、号，远程控制反冲水泵及风机的起停。采集各滤池液位信号，根据采集值通过PID调节对滤池进行恒液位控制。通过计算反冲洗条件对各滤池进行自动反冲洗控制。通讯接口丰富，可以与其它控制系统通讯。2、滤池阀门控制系统每套滤池配置进水阀、排水阀、出水阀、气冲阀、水冲阀、排气阀等阀门。阀门均采用电动控制方式。电动控制时由各阀体上安装的电动头驱动。3、滤池反冲系统滤池反冲系统由反冲水泵及反冲风机构成，反冲水泵及反冲风机采用星三角启动控制。7.942滤池自动控制系统原理滤池控制过程分为正常过滤及反冲洗两部分。正常过滤时PLC通过PID原理对滤池采用恒水位自动控制，通过检测的滤池液位信号控制滤池清水阀的开度，当滤池

52、液位高于设定液位时，增大清水阀的开度，当滤池液位低于设定液位时，减小清水阀的开度，最终达到恒水位过滤。反冲洗时采用PLC自动进行顺序控制，根据滤池自动监测的反冲洗条件启动滤池自动反冲洗控制程序。滤池自动反冲洗条件主要有：滤池水头损失达到设定值条件、滤池运行周期达到设定值条件、人为强制自动反冲洗条件。滤池自动反冲洗按过滤等待、单独气冲、气水混冲、单独水冲各步骤逐步进行，反冲洗结束后返回正常过滤状态且滤池运行周期归零。滤池正常过滤和反冲洗之间的切换由PLC控制系统自动完成。同时有多个滤池反冲洗请求时，系统根据滤池控制要求，逐个滤池进行自动冲洗。滤池气水自动反冲洗流程：当水头损失达设定值时，关闭进水

53、阀门，滤池继续过滤；待池中水面降至近滤料层时(约高15-20cm)，关闭出水阀门；开反冲洗进气阀门，松动滤料层，摩擦滤料的被截污物，强度约为15- 17L/(m2 s);单气冲时间到达后，再开反冲洗进水阀门，此时气冲强度仍约为15- 17L/(m2 s),水冲强度为 3L/(m2 s) ? 4L/(m2 s);气水混冲时间到达后，关闭反冲洗进气阀门。同时开大反冲洗进水阀，使水冲强度达到 15L/(m2 ? )? 16L/(m2 ?);约1min高强度水冲后，关闭反冲洗进水阀门，此时池中水位约达最高运行水位；静止20s? 30s后开启反冲洗水排水舌阀(板)，先开50%开启度，然后开100% 开启

54、度进行排水；一般在60s? 80s内排完滤池中的反冲洗水，关闭排水舌阀(板)。再反冲洗46厦门市市政工程设计院大田县城区地表水厂工程可行性研究报告一次。一般通过两次反冲洗后，滤料中含污率低于0.1kg/m3,并且附着在滤料上的小气泡也基本上被冲掉。然后开启进水阀门，待池中水位达一定高度时，开出水阀门，进入新一轮过滤周期。在线仪表监测设计为保证水厂出水水质稳定达标，需对水处理各工艺环节配备相应的在线水质检测仪表，在线仪表就像是整个处理系统的眼睛，可实时监视水处理过程中 水质的变化，根 据各在线仪表的检测，可保证自动控制系统的稳定可靠运行。根据*净水厂的实际情况，对水厂在线仪表配置如下：1、原水检

55、测：配置一台在线原水浊度仪检测系统原水浊度，原水浊度仪型号为BSZ0? 4000NTU o配置一台在线 PH分析仪检测系统原水PH值，PH分析仪型号为CPF81+CPM253 。配置一台电磁流量计检测系统原水流量，电磁流量计型号为LDG-700S。2、加药间：配置两台超声波液位计检测溶液池液位，液位计型号为FMU23004m。3、反应沉淀水检测：配置两台在线清水浊度仪检测模拟斜管出水浊度，清水浊度仪的型号为配置一台在线清水浊度仪检测沉淀出水浊度，清水浊度仪的型号为NSZ0? 100NTU 。4、滤后水检测：配置一台在线清水浊度仪检测系统滤后水浊度，清水浊度仪的型号为NSZ0? 100NTU 。配置一台在线 PH分析仪检测系统滤后水PH值，PH分析仪的型号为CPF81+CPM253。配置一台在线二氧化氯分析仪检测系统滤后水剩余二氧化氯值，二氧化氯分析仪的型号为RH-250。5、加药