水厂混凝剂投加智能控制系统探讨.docx

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1、水厂混凝剂投加智能控制系统探讨摘要：本文提出一种“前馈+模型+反馈的多参数智能掌握模式，依据水质、水量改变自动计算加药量，使水质更稳定，药耗更经济，人工强度更低。关键词：智能加药；前馈；后馈；模型；高级掌握历年来，水务行业净水厂存在加药系统掌握、排泥系统掌握、滤池反冲掌握等三大掌握难点，现阶段并没有特别成熟的掌握处理手段，其中加药系统的掌握是生产运行的痛点。一是水厂加药混凝剂投加是制水工艺中特别关键的一个环节，掌握好坏直接影响到出水水质，而出水水质达标是水厂生产运行掌握的红线。二是影响因素多、掌握困难，源水流量、浊度、温度、PH的改变都会确定加药量的改变。三是反馈滞后，以一个10万吨的平流沉淀

2、池为例经实测加药量改变需经2小时后才能监测到明显的水质改变。1现状分析目前，我国各市政自来水净水厂普遍采纳絮凝沉淀净水工艺，即源水加絮凝剂后使其充分混凝，经过一段时间后使混凝物在预沉沉淀池沉淀，以此去除水中颗粒、悬浮物和胶体物质，絮凝剂一般采纳聚合氯化铝PAC。国内净水厂混凝剂投加通常采纳定值比例投加方式，即高级技工依据源水流量和浊度确定按比例投加肯定量并且多数较为富余的混凝剂，当水量和浊度无明显改变时，长时间以此投加量来加药，当流量或者浊度发生改变时，又依据阅历重新推断一个投加量。以上投加方式取决于有一套完善的计量投加设备，能够较为精确的掌握投加量，并且掌握系统依据PAC的配比浓度，主要结合

3、源水流量和肯定区间浊度，能够给出一个基本的投加建议值，高级技工依据建议值并结合实际的流量、浊度、温度等参数，适当修正推断，输入最终的投加值。2存在问题尽管以上投加方式已经实现了半自动化，并且依靠精确投加设备有肯定的投加可靠性，但仍旧存在一些问题。1水质稳定性差，依靠人工阅历投加，掌握准时性差，连续性不强，而源水参数流量、浊度、温度、PH是实时的连续改变的，投加量应当是一个实时跟随改变的值，特殊是暴雨等导致水质突变时，往往人工反应比较滞后，有水质安全隐患。2投加精确性差，净水厂以水质达标为最根本的考核点，往往生产人员会在一个适配投加值基础上上浮肯定比列盲投，充分保证水质安全，但同时也增加了药耗本

4、钱。3人工强度大，人工投加的条件就是实时观看源水水质水量的改变，并准时做出调整，修正投加值，这对运行人员要求极高。3解决方案鉴于以上问题并结合我们已经获得的珍贵运行阅历，现提出一种结合多参数自动掌握的水厂混凝剂投加系统解决方案。针对自来水处理过程中混凝剂投加量依靠阅历推断、投加过程依靠人工干预、投加精确性差等特点，混凝剂投加掌握系统采纳“前馈+模型+反馈的多参数掌握模式，综合考虑进出水水量、浊度、混凝剂投加种类及浓度、混凝剂投加点搅拌强度、温度、pH等影响因素，采纳人工神经网络方法建立精确的加药量计算数学模型，将在线仪表数据作为模型的输入参数，实时计算混凝剂投加量，引入模型预报掌握ModelP

5、redictiveControl策略，掌握加药泵组的启/停、运行负荷的改变，实现“按需供药。当有多个投加点时，系统可通过掌握加药管路的支管阀门开度，实现不同加药点投加量的合理安排。估计混凝剂投加掌握系统可以为自来水厂混凝剂投加环节带来以下效益：1实现混凝剂加药过程的精细化掌握，削减人工操作强度；2实现混凝剂加药量的精细化掌握，稳定出水浊度；3估计可节约5%15%的混凝剂药剂投加量。混凝剂投加掌握系统原理：混凝剂投加掌握系统采纳“前馈+模型+反馈的多参数掌握模式，掌握原理如图1所示。混凝剂投加掌握系统综合考虑进出水水量、浊度、混凝剂投加种类及浓度、混凝剂投加点搅拌强度、温度、pH等影响因素，采纳

6、“前馈+模型+反馈的多参数掌握模式，通过建立精准的药剂投加量数学模型，依据药剂浓度以及稀释比例，实时计算出某一特性浓度的混凝剂投加量，并将需药量信号发送至加药泵主控柜MCP，一方面，掌握清水泵组对药剂进行稀释，满足混凝剂投加浓度要求；另一方面，调控药剂投加泵组的运行负荷，调整总加药量，实现按需供药。同时，通过加药管路上阀门开度的调控，来实现不同加药点药剂投加量的合理安排，从而实现药剂投加的精细化掌握。为了降低混凝沉淀的非线性、大时滞对混凝剂投加掌握系统掌握性能的影响，引入了模型预报掌握ModelPredictiveControl，MPC对混凝剂投加进行掌握，提升了掌握性能，实现混凝剂投加的精细

7、化掌握。3.1数据预处理模块自来水厂的设备、在线仪表常常处于严峻的工况环境下，信号传输过程中受到各种干扰，造成信号传输不精确，严重者甚至造成在线信号无法使用，这样的信号将无法被直接采纳。混凝剂投加掌握系统中，特殊设计了常见在线仪表的数据处理策略，将利用数据清洗把“脏数据、坏数据清理掉，给我们提供可利用且高质量的数据。3.2加药量在线计算模块混凝剂投加去除浊度的过程涉及到物理、化学、流体力学等多种过程共同作用，受到进水水量、浊度、混凝剂投加种类及浓度、混凝剂投加点搅拌强度、温度、pH等多种因素的影响，因此混凝剂投加量的计算需要综合考虑多种因素，建立基于机理的加药量“白盒模型带来的技术难度大，即使

8、将某几个因素考虑在内建立的半机理模型，也存在计算精度低、精确性差等缺点，并且机理模型参数的测量、校正都存在不确定性。为了克服基于反应机理建建立“白盒的缺点及技术难度，建议采纳基于神经网络的建模方式，建立综合多种参数影响下计算加药量的“黑盒模型。如图2所示。3.3药剂投加泵组掌握模块掌握原理：系统依据药剂浓度以及稀释比例，实时计算出某一特性浓度的混凝剂投加量，将计算得到的需药量信号发送至加药泵主控柜MCP，利用加药泵掌握模块调控药剂投加泵组的运行负荷，调整加药量。加药泵组掌握策略：以加药量计算模型为核心，综合考虑长时滞性因素水力停留时间、矾花形成时间、颗粒物沉降和短时滞性因素温度、加药量、PH值

9、，引入模型预报掌握技术，采纳多步预报、滚动优化和反馈校正等策略，实现掌握过程中实时预报下一个时段分钟、小时掌握参数的改变趋势，对掌握策略进行优化调整，从而提高掌握系统的鲁棒性和掌握精度。3.4数据信号要求进水区：进水流量、进水浊度、进水温度。加药泵组：加药泵组出口流量、加药泵组出口压力、加药泵组变频反馈混凝沉淀池沉后水浊度、液位、PH。4预期效果估计混凝剂投加掌握系统可以为自来水厂混凝剂投加环节带来以下效益：1实现混凝剂加药过程的精细化掌握，削减人工操作强度、避开人工操作失误。2实现混凝剂加药量的精细化掌握，稳定出水浊度，提高掌握的精确性、准时性、稳定性。3保证水质安全的前提下，提高药耗的经济

10、性。5结语在当今大数据时代，水务行业在进展的同时也在反思中改良，紧紧跟随着时代的潮流，越老越重视数据挖掘和信息化技术的利用，大力进展智能水厂和智慧水务，助力产业升级。智能加药作为构建智能水厂关键和不行缺少的一环，现目前尽管有些瓶颈，但最终全面实现净水厂智能投加只是一个时间问题。参考文献1叶鹤峰.水厂加药自动掌握系统的设计与应用J.工程技术：全文版,2022(6):00281.2郭辉,赵毅.关于自动加药系统在净配水厂的应用J.科技信息,2022(35):285-286.3牟萍.水厂加药自动掌握的探究与实践J.工业掌握计算机,2022,25(10):61-62. 卢友杰 单位：重庆远通电子技术开发有限公司本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页