流量計(jì)優(yōu)化中西部城市的廢水處理案例簡析

廢水處理過程對各種規(guī)模的城鎮(zhèn)都很重要。這些操作很復(fù)雜，上海自動(dòng)化儀表涉及廣泛的流量測量應(yīng)用。他們要求流量計(jì)具有非常高的準(zhǔn)確性和可靠性，以及長期的穩(wěn)定性和較低的擁有成本。

提升站是每個(gè)市政供水和廢水處理網(wǎng)絡(luò)的組成部分。在此類站點(diǎn)進(jìn)行流量測量是實(shí)現(xiàn)非常佳性能的關(guān)鍵組成部分。操作員需要流量計(jì)的詳細(xì)信息，以進(jìn)行流入和滲入（I＆I）研究，流量調(diào)查和提升站性能分析，并確定從整個(gè)城鎮(zhèn)的特定盆地輸送到處理廠的廢水量。

典型的運(yùn)營挑戰(zhàn)

隨著污水網(wǎng)絡(luò)和廢水處理廠努力提高效率和降低成本，必須更加精確地監(jiān)控運(yùn)營。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降雨或其他異常事件時(shí)，收集系統(tǒng)和濕井中的廢水水平可能會迅速達(dá)到臨界水平，因此需要流量計(jì)量設(shè)備提供準(zhǔn)確的信息以采取適當(dāng)?shù)拇胧?/span>

像其他市政當(dāng)局一樣，伊利諾伊州的倫巴第村依靠衛(wèi)生升降站將污水從較低的高度泵到較高的高度，特別是在源頭的高度不足以進(jìn)行重力流或使用重力運(yùn)輸將導(dǎo)致開挖成本高昂的情況下深度和下水道建設(shè)成本高。

提升站的關(guān)鍵要素包括：廢水接收濕井，有時(shí)配有篩網(wǎng)或研磨設(shè)備以去除粗糙的物料。帶有相關(guān)閥的泵和管道；馬達(dá);電源系統(tǒng)；設(shè)備控制和報(bào)警系統(tǒng)；氣味控制和通風(fēng)系統(tǒng)；備用發(fā)電機(jī)，用于應(yīng)急電源。

市政當(dāng)局在電梯站的性能上有重大的財(cái)務(wù)利益。當(dāng)?shù)叵滤陀晁M(jìn)入城市集水系統(tǒng)時(shí)，處理過程的效率就會降低，下水道的衛(wèi)生系統(tǒng)也會變得緊張。雨水發(fā)生后，提升站泵的運(yùn)行時(shí)間會更長，啟動(dòng)和停止的次數(shù)也會增加，這表明雨水已經(jīng)進(jìn)入了污水處理系統(tǒng)，并且正在接受處理。通過增加泵的運(yùn)行和廢水處理，這些額外的雨水使市政當(dāng)局付出了金錢的代價(jià)。

可靠，不間斷的運(yùn)行是廢水提升站的重要組成部分。大型住宅和商業(yè)綜合體排放到一個(gè)站點(diǎn)的社區(qū)無法承受較長的停機(jī)時(shí)間來進(jìn)行維護(hù)，修理或安裝新設(shè)備。

倫巴第村的水處理和廢水泵送主管Luke Sharp表示，該村現(xiàn)有14個(gè)衛(wèi)生升降站，需要24/7全天候監(jiān)控。此外，進(jìn)入當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S并由其處理的廢水量是關(guān)鍵指標(biāo)。

“無論是干燥天氣還是潮濕天氣，我們都不知道我們從不同的升降機(jī)站抽出的實(shí)際流量。我們知道，由于I＆I和污水泵的連接，我們的衛(wèi)生站的運(yùn)行量大大增加了，我們需要迅速解決此問題，以便生成更好的流量數(shù)據(jù)?！?Sharp說。近年來，由于春季和秋季的大雨以及冬季的溫暖溫度使積雪迅速融化，倫巴底村經(jīng)歷了幾次下水道溢水和地下室后備設(shè)施的問題。這些事件將淹沒衛(wèi)生污水收集系統(tǒng)。

流量測量的重要性

經(jīng)驗(yàn)表明，流量測量是優(yōu)化提升站操作的寶貴工具。準(zhǔn)確的流量數(shù)據(jù)可幫助操作員了解系統(tǒng)是否有效運(yùn)行。監(jiān)視提升站中的流量為一般計(jì)費(fèi)過程，評估泵效率，分析I＆I的影響以及計(jì)劃維護(hù)計(jì)劃提供了重要的參考點(diǎn)。

倫巴底村（Village of Lombard）以前在其衛(wèi)生電梯站使用超聲波多普勒流量計(jì)，但是這些低成本的設(shè)備無法提供足夠的測量精度。此外，電表經(jīng)歷了許多故障，并且工作狀態(tài)差，并且從未得到充分的維修。維修現(xiàn)有儀表所需的投資成本過高。

流量監(jiān)測是識別流入和入滲以確定發(fā)生問題的非常好步，以便隔離具有非常差I(lǐng)＆I特性的盆地。倫巴底村的水和廢水處理部門決定對以下設(shè)備進(jìn)行儀表升級：

消除主要和次要降雨事件期間的慢性衛(wèi)生污水下溢（SSO）。

消除主要和次要降雨事件期間的長期地下室備份

減少整個(gè)收集系統(tǒng)中的I＆I

防止收集系統(tǒng)內(nèi)潛在的高風(fēng)險(xiǎn)故障

更好地分析每個(gè)提升站的流量信息

降低廢水處理成本

提供分析以評估未來重大開發(fā)項(xiàng)目的能力

該村莊根據(jù)已知的限制條件評估了幾種常用的流量計(jì)量技術(shù)，例如由于需求量大而無法關(guān)閉站的運(yùn)行以及難以將管道流量計(jì)安裝到現(xiàn)有管道中。

盡管傳統(tǒng)的在線設(shè)備（例如電磁流量計(jì)）可提供很高的測量精度，但它們也需要電才能運(yùn)行，包括潛水，水密連接。這筆費(fèi)用以及相關(guān)的開挖工作將推高項(xiàng)目范圍和安裝價(jià)格。

選擇合適的儀表

在仔細(xì)考慮了不同制造商的流量測量解決方案之后，倫巴底村發(fā)現(xiàn)超聲波傳輸時(shí)間流量計(jì)是其提升站的非常佳方法。超聲波運(yùn)輸時(shí)間計(jì)可以改進(jìn)診斷功能，以準(zhǔn)確地測量流量，幫助確定潛在的泵故障并在車站的設(shè)備上啟動(dòng)適當(dāng)?shù)念A(yù)防性維護(hù)程序，從而延長資產(chǎn)的使用壽命。

運(yùn)輸時(shí)間超聲波流量計(jì)通過將超聲波傳播到充滿液體的管道中并測量飛行時(shí)間來測量流速。借助夾鉗技術(shù)，該儀表是非侵入式的—其設(shè)計(jì)具有諸如降低安裝成本，不間斷生產(chǎn)，在各種管道尺寸上的安裝靈活性，無壓頭損失，不與內(nèi)部液體接觸以及無泄漏等優(yōu)點(diǎn)?；顒?dòng)部件要維護(hù)。這種方法可以在儀表的整個(gè)使用壽命內(nèi)進(jìn)行日常維護(hù)活動(dòng)，而不必切入管道。

倫巴底村與流量測量，控制產(chǎn)品和通信解決方案的創(chuàng)新者Badger Meter保持著現(xiàn)有關(guān)系，該服務(wù)為全球的自來水公司，市政當(dāng)局以及商業(yè)和工業(yè)客戶提供服務(wù)，并選擇部署該公司的Dynasonics?超聲波傳輸時(shí)間流米。

夏普說：“基于我們之前與Badger Meter合作的經(jīng)驗(yàn)，我們知道他們擁有良好的產(chǎn)品和客戶支持?！?“我們的目標(biāo)是以非常經(jīng)濟(jì)的方式在我們的每個(gè)升降機(jī)站上安裝工作可靠的流量計(jì)，并且他們的團(tuán)隊(duì)很棒?！?/span>

該迪納聲TFX-5000超聲波夾式流量計(jì)是用于測量體積流量的非常新解決方案，其中包含清潔液體以及少量懸浮固體（例如地表水或原污水）的液體。該儀表具有多種配置，以滿足特定的應(yīng)用需求。它易于使用，并且具有有用的診斷功能，可以消除編程時(shí)的猜測。取決于編程和集成到可編程邏輯控制器（PLC）中的情況，可以向用戶發(fā)出不合規(guī)格的流量條件警報(bào)，并訪問帶有非常新警報(bào)，錯(cuò)誤和事件代碼的歷史記錄。此外，流量計(jì)還支持編碼器輸出，可與蜂窩終端一起使用，以連接到基于云的AquaCUE?或BEACON?Advanced Metering Analytics（AMA）軟件套件。

TFX-5000流量計(jì)具有易于閱讀的大型圖形顯示，并提供Modbus RTU，Modbus TCP / IP，BACnet MS / TP和BACnet / IP連接選項(xiàng)。配置和故障排除通過可選的鍵盤或使用SoloCUE?Flow Device Manager軟件的通用串行總線（USB）電纜完成。儀表對需要單元鎖定的應(yīng)用程序使用四級密碼安全系統(tǒng)。

上海自動(dòng)化儀表對于在水位線以下的室外安裝，例如在儀表坑或人孔中，Badger Meter建議使用具有硅基室溫硫化（RTV）特性的Dynasonics DTTN系列潛水式IP68等級換能器，這大大減少了將來的維護(hù)需求。