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1、调流调压阀控制系统在调度中的应用调流调压阀控制系统在调度中的应用供水现状供水现状 1管网调度概述管网调度概述 2存在问题存在问题3应对措施应对措施 4调流调压阀控制系统的概述调流调压阀控制系统的概述 5相对优势相对优势 6结尾论证结果结尾论证结果 7讲解人 XXX1 柯桥区水源是从宋六陵水厂出发，通过一期二期两条输水总管进行输送，以树状的形式将饮用水供给柯桥城区及周边区域。北线一期管线于2001年建成投用，管线口径DN1800DN1000，始于皋埠阮家湾，止于柯桥泵站，全长33.8公里，沿途在齐贤凤凰山泵站处设置加压泵站一座。南线二期管线于2005年建成投用，管线口径为DN1600DN1400
2、，始于坡塘玉山路，止于柯桥泵站，全长19.9公里。供水现状供水现状 管网图 2 为了保障供水安全，满足用户的供水需求，管网调度过程一般分两个时段，平时和高峰期间。 平时调度进行管网调度过程如下：一二期总管线直供。凤凰山泵站，柯桥泵站间歇加压。调节凤凰山泵站1#阀（阀门分布图）开度，使柯北压力白天7：0019:00控制在0.28Mpa0.30Mpa；夜晚19:00次日7:00控制在0.26Mpa0.28Mpa，压力变化见图。调节柯桥泵站内2阀的开度，使柯桥泵站的出口压力白天7：0019:00控制在0.31Mpa0.33Mpa；夜晚19:00次日7:00控制在0.29Mpa0.31Mpa，压力变化
3、见图。柯桥泵站白天向城区、钱清支线、杨汛桥支线间歇加压。平时白天6:30以后随着用户用水量的增加，流量从6000m/h增加到9000m/h，晚上0:30以后随着用户用水量的减少，流量从9000m/h降低到6000m/h需要操作1和22只阀门来调节流量稳定压力，保障供水。流量变化见图。 高峰时一期总管线由凤凰山泵站全天24小时水泵加压二期总管线直供柯桥泵站间歇加压，调节1#阀来调节流量。管网调度概述管网调度概述阀门分布图 3柯北压力 柯桥泵站出口压力 调节1#阀使得柯北压力发生变化的特性曲线 调节2#阀使得柯桥泵站出口处压力变化的特性曲线 4流量变化 调节1#阀和2#阀使得阮家湾流量发生变化的特
4、性曲线 5存在问题存在问题 1. 蝶阀控制系统是由操作人员凭经验操作以达到稳定压力和流量，在这个过程中，阀门的开度由于人员的不同，力度的不同会有很大差异，导致管网压力忽高忽低和流量波动大，这种现象往往是管道引起水锤的重要因素，严重时供水管道将引发爆管事件。 3. 高峰期间夜间在凤凰山泵站直供的情况下基本能满足城区及周边区域的供水需求，为避免阀门频繁操作引起管网压力突变及水锤现象，为保障安全可靠的供水，凤凰山泵站水泵必须24小时运行，这个造成大量的能源浪费。 2.由于操作次数的频繁，增加了操作人员的工作负担，同时压力与流量的不稳定使阀门容易产生气蚀，而阀门关小到一定程度后，容易引起震动及噪声，对
5、阀体的损伤较大，使阀门的各项性能提前进入老龄化 在供水调度过程中,以蝶阀控制系统来控制阀门用以调节流量和压力会出现三个问题6应对措施应对措施 为了解决现有问题决定在 凤凰山泵站和柯桥泵站安装2 套调流调压阀控制系统，其中凤凰山泵站1套，柯桥泵站1套。它能起到节能、稳压稳流、保障管道和设备的安全的作用。安装后阀门分布图见图。调度能运用调流调压阀控制系统实时的对整个管网进行监控，合理分析数据，有效的调控管网的压力和流量，保证了柯桥区供水区域对水量和水压的要求，进一步促进了城市的建设和发展。安装后阀门分布图7调流调压阀控制系统的概述调流调压阀控制系统的概述 调流调压阀控制系统是以西门子s7-200P
6、LC为核心的自动控制系统通过现场仪表（如压力变送器、流量计等）来采集现场阀门的信号（如开关状态，开度状态，故障状态，开到位状态，关到位状态，压力信号及流量等），同时控制现场的相关设备的启停及阀门开关给定（可以给定开度输出或根据压力大小自动给定开度），然后把相关数据信号和参数设定通过双链路通讯传输给调度上位机，使调度可以实时可靠的远程调控调流阀的开度，稳定供水压力和流量，保障用水安全。该系统在控制中采用闭环控制，系统框图下图 所示。8 在闭环控制中，通过反馈，控制阀门的开度调节阀后压力，稳定流量，并以阀前压力作为参考。 其中双链路是一路通过光纤局域网与上位机进行通讯，另一路通过移动公司的GPRS
7、进行通讯。这个能更好的保障实时通讯。调流调压阀控制系统的概述调流调压阀控制系统的概述双链路9相对优势相对优势 现使用的调流调压阀控制系统相对于蝶阀控制系统有四大优势（1）稳定压力和流量（3）节能降耗（2）保护管道与设备（4）减轻操作负担10稳定压力和流量稳定压力和流量 调度在使用蝶阀控制系统过程中，阀门的开度会因人员的不同，手动的力度不同造成很大差异，导致压力忽高忽低和流量波动大，这个会造成供水安全问题（如管道压力高爆管），尤其是柯北这个问题频繁出现。而采用调流调压阀控制系统后调度远程的实时监控和合理调整使管网的压力和流量稳定，保障了供水安全，更好的保证了用户对水压水量的要求。11稳定压力和流
8、量稳定压力和流量 调流调压阀控制系统替换蝶阀控制系统后进行调控时凤凰山压力变化特性曲线使用蝶阀控制系统进行调控时凤凰山压力变化特性曲线 使用调流调压阀控制系统前后压力变化比较见图，以凤凰山，柯北为例。12稳定压力和流量稳定压力和流量 使用蝶阀控制系统进行调控时柯北压力变化特性曲线 调流调压阀控制系统替换蝶阀控制系统后进行调控时柯北压力变化特性曲线 使用调流调压阀控制系统前后压力变化比较见图，以凤凰山，柯北为例。13稳定压力和流量稳定压力和流量 使用蝶阀控制系统进行调控时阮家湾流量变化特性曲线 调流调压阀控制系统替换蝶阀控制系统后进行控制时阮家湾流量变化特性曲线 使用调流调压阀控制系统前后流量变
9、化比较见图，以阮家湾为例 14稳定压力和流量稳定压力和流量 根据变化图的分析可以很好的得出，在使用蝶阀控制系统中凤凰山和柯北的压力起伏比较大，阮家湾的流量波动大，采用调流调压阀控制系统后凤凰山和柯北的管网压力相对恒定，阮家湾的流量相对稳定。这反映出调流调压阀控制系统在稳定压力和流量上能起到很大作用，优势相对明显。15保护管道与设备保护管道与设备 蝶阀控制系统是由操作人员人工操作的，在这个过程中，为了保障供水，必须要频繁的操作阀门和启动水泵来保持供水压力和流量的稳定。由于操作次数的导致压力与流量的不稳定使阀门容易产生气蚀，造成供水设备的损坏。水泵的频繁启动，阀门的频繁开关极易产生水锤效应，对管道
10、造成一定的损坏。 相对于蝶阀控制系统而言，调流调压阀控制系统对管道和设备起到一定的保护作用，在小流量工况时阀门对流体具有良好的消能效果，有效防止气蚀;当大流量工况时，阀门可消减供水过程中的部分能量，保证阀门具有足够的过流能力，有效防止水锤效应（水锤效应是指给水泵在起动和停止时，水流冲击管道，产生的一种严重水击）。实现压力和流量的实时调控，可以稳定流量和压力，还极大的减少了阀门的操作次数和水泵的启动次数，同时降低了管道和设备的维修率，减少了维修成本。16柯桥泵站凤凰山泵站1135KW220KW2225KW355KW3225KW355KW4225KW355KW5225KW132KW 蝶阀控制系统必
11、须频繁操作来稳定流量和压力。平时一二期总管线直供，凤凰山泵站，柯桥泵站需间歇加压，高峰期间夜间在凤凰山泵站直供的情况下基本能满足城区及周边区域的供水需求，为保障安全可靠的供水，凤凰山泵站水泵必须24小时运行加压，这些过程造成了大量的能源浪费。其中高峰时间为3个月。凤凰山泵站有5台水泵，柯桥泵站有5台水泵见表。 电能消耗：高峰期间凤凰山泵站晚上一般运行两台泵来保障供水。一个晚上以6个小时为计算时间得：至少为（132+225）x6=2142 KWh，以一年3个月（每月30天）为计算得：2142x3x30=192780KWh。节能降耗节能降耗17 调流调压阀控制系统可以通过控制阀门的开度，压力的调节
12、，保证供水压力，稳定流量，无需用水泵来恒压稳流。这极大的减少了电能的消耗。而调流调压阀控制系统的电能消耗主要在于电动执行机构，电动执行机构的运行功率很小。2台调流调压阀的电动执行机构见下表。品牌rotork转速24rpm转矩108Nm电压380v额定功率0.84KWh品牌rotork转速24rpm转矩121Nm电压380v额定功率0.96KWh 电能消耗：平时跟高峰期间以凤凰山1#调流调压阀控制系统运行为主，其运行时间以24小时为计算时间得：0.96X24=23.04KWh，以一年运行时间为3个月（每月30天）计算得：最多电能23.04x3x30=2073.6KWh。节能降耗节能降耗凤凰山泵站
13、1#调流调压阀的电动执行机构 柯桥泵站2#调流调压阀的电动执行机构 18节能降耗节能降耗 根据以上数据可以得出，安装调流调压阀控制系统后一年至少可以节约190706.4KWh电能，减少成本为190706.4x0.95=181171.08元。凤凰山1#调流调压阀控制系统从2012年建设并使用至今，总节约成本724684.32元。19减轻操作负担减轻操作负担 在使用蝶阀控制系统过程中，为保证用户对水压水量的要求，操作人员必须频繁的操作阀门来稳定压力和流量。对于操作人员而言，这个已产生很大负担，劳力的增加势必降低工作效率，进而增加了阀门操作过程中压力跟流量的波动，产生了更多的人为误差。采用调流调压阀控制系统后，调度能进行实时可靠地远程监控，有效的调控管网的压力和流量，无需操作人员去现场操作阀门，极大的减少了操作次数，减轻了工作负担，进一步提高了工作效率。同时人为误差的降低能使管网压力和流量更加的趋于稳定，保障了供水安全。20结尾论证结果结尾论证结果 在节能降耗，保障管道和设备的安全，稳定压力和流量，减轻工作负担上调流调压阀控制系统拥有更多的优势，而且效果明显。调度采用该系统能更好的对管网进行实时可靠地远程监控，更有效的调控整个管网的压力和流量，保障供水安全，满足用户的供水需求，做到更好的服务大众。21谢谢大家谢谢大家22
