專利名稱：城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及城市污水排水系統(tǒng)控制技術(shù)，特別涉及城市排水泵站 集水井液位控制節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
能源問題是個(gè)大問題，上海這樣的大城市，節(jié)能減排的責(zé)任很重，任 務(wù)很艱巨。排水系統(tǒng)是確保城市正常運(yùn)作不可缺少的重要環(huán)節(jié)，但又是城 市的耗能大戶，無論從應(yīng)該承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任和從企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益考慮，必 須特別重視。
由于排水泵站早期的技術(shù)水平限制或者設(shè)計(jì)上的不作要求，能耗一般 都比較大，為當(dāng)今節(jié)能提出了許多技術(shù)改造的任務(wù)。
一個(gè)排水泵站， 一般有5 6臺機(jī)組組成，每臺機(jī)組主要由電動(dòng)機(jī)通 過長軸帶動(dòng)排水泵，把低位集水井的污水經(jīng)過活便門(單向閥)輸入到高 位集水井，六臺水泵出口經(jīng)過各自的活便門然后匯聚合流從高位自然流向 下一級泵站的低位集水井。如此一級一級把污水輸送到污水處理廠，處理 達(dá)標(biāo)后排入江河、大海。
六臺排水泵根據(jù)低位集水井水位的高低(由前一級泵站輸送的流量確 定)通過液位控制系統(tǒng)開啟一臺、二臺、三臺、四臺、或五臺，(一般留 下一臺作備用)。保證把前一級的來水接力輸送到下一級泵站。每臺水泵 的功率一般都在170KW左右，由于城市排水處于24小時(shí)不間斷狀態(tài)，只 是隨晝夜、季節(jié)、氣候污水量的變化而變化，排水泵也處于24小時(shí)不間 斷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，只是隨污水量(也就是低位集水井水位的高低)的變化而調(diào) 整開啟臺數(shù)。 一個(gè)泵站每年用電量在200萬度左右，根據(jù)勢能原理，優(yōu)化 液位控制，合理開啟水泵，具有顯著的節(jié)能效果。
上述現(xiàn)有液位控制技術(shù)存在如下不足
1、只靠保證污水流量的輸送，沒有考慮能耗的優(yōu)化，實(shí)際能耗是由 流量和揚(yáng)程(P=QXH)綜合因素造成的。揚(yáng)程表現(xiàn)在污水泵兩邊低位集水井水位和高位集水井水位之間的落差，由于高位集水井水位變化不大， 所以低位集水井水位的控制必須合理，目前傳統(tǒng)方法是按流量人為平均分 段設(shè)置，顯然不可能達(dá)到合理節(jié)能效果。
2、 正因?yàn)榘戳髁咳藶槠骄侄卧O(shè)置液位控制，且液位上升開機(jī)和液 位下降關(guān)機(jī)是設(shè)定在同一水位，所以造成目前經(jīng)常會(huì)發(fā)生多臺水泵開機(jī) 時(shí)，其中一臺會(huì)在某設(shè)定水位產(chǎn)生頻繁開機(jī)關(guān)機(jī)的現(xiàn)象。對電網(wǎng)影響大， 機(jī)械電器損耗也大，同時(shí)增加了能耗。
3、 也是因?yàn)榘戳髁亢唵畏侄卧O(shè)置液位控制，產(chǎn)生頻繁開機(jī)關(guān)機(jī)的現(xiàn)
象，從而使得各臺機(jī)組工作負(fù)荷差距懸殊。壽命相差很大，負(fù)荷大的機(jī)組 檢修頻繁，大大增加了停機(jī)概率。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能
裝置，優(yōu)化液位控制，降低能量損耗；延長單機(jī)工作時(shí)間，減少開機(jī)關(guān)機(jī) 頻率，減少對電網(wǎng)干擾次數(shù)，延長機(jī)械電器的使用壽命；統(tǒng)籌各臺機(jī)組的 負(fù)荷減少停機(jī)概率和機(jī)組檢修頻率。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，
城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能裝置，其包括，至少二個(gè)液位傳感 器，分別設(shè)置集水井內(nèi)不同深度；可編程序控制器，液位傳感器分別接入 可編程序控制器，可編程序控制器經(jīng)輸出模塊與各水泵的電動(dòng)閥電性連 接。
進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括有計(jì)算機(jī)，所述可編程序控制器與計(jì)算機(jī) 相連接。
本實(shí)用新型采用了 PLC程序控制技術(shù)，集水井內(nèi)布置多個(gè)液位傳感器 采樣點(diǎn)，結(jié)合原有泵站控制系統(tǒng)，根據(jù)液位的變化合理開停各臺水泵，使 各臺水泵嚴(yán)格按照設(shè)定的要求進(jìn)行工作。提高了液位控制的精度。PLC程 序改動(dòng)調(diào)整方便，便于統(tǒng)籌各臺機(jī)組的負(fù)荷，對不同的泵站適應(yīng)性強(qiáng)，都 可以達(dá)到優(yōu)化控制的目的。
本實(shí)用新型的有益效果
1、節(jié)能，集水井水位開始上升到一1.00m開始第一臺工作，以后相應(yīng)的水位都得以提升。集水井水位需要下降到+ 0.50m才開始關(guān)閉一臺機(jī)組，
從而延長了每臺機(jī)組的工作時(shí)間，開關(guān)間隙時(shí)間長了減少了啟動(dòng)次數(shù)機(jī)組 可以得到充分休息。沒有一對開機(jī)和關(guān)機(jī)是用同一個(gè)液位信號控制的，這 就從根本上避免了發(fā)生多臺水泵開機(jī)時(shí)，其中一臺會(huì)產(chǎn)生頻繁開機(jī)關(guān)機(jī)的 現(xiàn)象。
2、 自動(dòng)化，利用PLC程序技術(shù)靈活方便，自動(dòng)化程度高工作可靠。
3、 改善機(jī)組工作條件，延長設(shè)備使用壽命，經(jīng)過測試關(guān)機(jī)次數(shù)減少 二分之一。
4、 減少了啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的干擾。


圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的示意圖； 圖2為本實(shí)用新型控制示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖l、圖2，本實(shí)用新型城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能裝置，
其包括，多個(gè)液位傳感器l，分別設(shè)置集水井4內(nèi)不同深度；可編程序控
制器2，液位傳感器1分別接入可編程序控制器2，可編程序控制器1經(jīng)
輸出模塊與各水泵3的電機(jī)31電動(dòng)闊32電性連接。
本實(shí)用新型還包括有計(jì)算機(jī)，所述可編程序控制器與計(jì)算機(jī)相連接。 當(dāng)上一級泵站來水輸入，低位集水井水位開始上升，一1.00m以下不
允許開泵，一1.00m 士0.00m開一臺，±0.00m +l.OOm增加開二臺，
+ 1.00111 + 2.00111增開三臺，+2.00111 + 2.50111增開四臺，…。
當(dāng)上一級泵站來水輸入量減少，或本站泵出量大于上一級泵站的輸入
量，集水井水位開始下降，在+ 0.50m以上四臺，+0.50111 一0.50111減少
到三臺，一0.50m--1.50m減少到二臺，一 1.50m 一2.50m減少到一臺，
到一2.50m以下停泵。
實(shí)際運(yùn)行過程的低位集水井水位何時(shí)上升下降變化基本上是沒有規(guī) 律的，通過液位傳感器1反映到PLC程序控制器2控制各臺水泵3電機(jī)來 實(shí)現(xiàn)的。采用本實(shí)用新型液位控制節(jié)能裝置，節(jié)能效果明顯， 一般節(jié)約10%左
右。 一個(gè)泵站年耗電量大約在200萬度左右，200萬度的10% ， 20萬度。 電費(fèi)按0.5元/度計(jì)算就節(jié)省10萬元。無論新老泵站集水井液位系統(tǒng)基本 上都是傳統(tǒng)的控制方法，上海全市大約有類似泵站300個(gè)，就這一項(xiàng)每年 就可以節(jié)約電能6000萬度，價(jià)值人民幣3000萬元，設(shè)備的投入第一年就 可以收回，而使用壽命可達(dá)3年以上。全國各城市有多少這種情況，更是 無法統(tǒng)計(jì)，這部份能耗是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字，節(jié)能的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效 益都是顯而易見的。
權(quán)利要求1. 城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能裝置，其特征在于包括，至少二個(gè)液位傳感器，分別設(shè)置集水井內(nèi)不同深度；可編程序控制器，液位傳感器分別接入可編程序控制器，可編程序控制器經(jīng)輸出模塊與各水泵的電動(dòng)閥電性連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能裝置，其特征 在于還包括有計(jì)算機(jī)，所述可編程序控制器與計(jì)算機(jī)相連接。
專利摘要城市排水泵站集水井液位控制節(jié)能裝置，其包括，至少二個(gè)液位傳感器，分別設(shè)置集水井內(nèi)不同深度；可編程序控制器，液位傳感器分別接入可編程序控制器，可編程序控制器經(jīng)輸出模塊與各水泵的電動(dòng)閥電性連接。本實(shí)用新型優(yōu)化液位控制，降低能量損耗；延長單機(jī)工作時(shí)間，減少開機(jī)關(guān)機(jī)頻率，減少對電網(wǎng)干擾次數(shù)，延長機(jī)械電器的使用壽命；統(tǒng)籌各臺機(jī)組的負(fù)荷減少停機(jī)概率和機(jī)組檢修頻率。
文檔編號F04D27/00GK201236381SQ20082015126
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者驊 周, 孔利明, 莊侯斌, 楊戍雷, 寧 沈, 沈金華, 王培林, 蔡璉生, 馬佳俊, 文 黃 申請人:上海市城市排水市南運(yùn)營有限公司