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中华人民共和国行业标准
城镇排水系统电气与自动化工程技术规程
Technical specification of electrical & automation engineering for city drainage system
CJJ 120-2008
J 783-2008
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:2 0 0 8 年 9 月 1 日
中华人民共和国建设部
公 告
第810号
建设部关于发布行业标准《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》的公告
现批准《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》为行业标准,编号为CJJ 120-2008,自2008年9月1日起实施。其中,第3.10.11、5.8.1、6.11.5条为强制性条文,必须严格执行。
本规程由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部
2008年2月26日
前言
根据建设部建标[2004]66号文件的要求,标准编制组在深入调查研究,认真总结国内外科研成果和大量实践经验,并在广泛征求意见的基础上,制定了本规程。
本规程的主要技术内容是:1.泵站供配电;2.泵站自动化系统;3.污水处理厂供配电;4.污水处理厂自动化系统;5.排水工程的数据采集和监控系统。
本规程以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释,由主编单位负责具体技术内容的解释。
本规程主编单位:上海市城市建设设计研究院(地址:上海浦东新区东方路3447号;邮政编码:200125)
本规程参编单位:上海电气自动化设计研究所有限公司 中国市政工程华北设计研究院
本规程主要起草人:陈洪 李红 戴孙放 郑效文 沈燕蓉 石泉 黄建民 王峰
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1 总则
1.0.1 为提高我国城镇排水行业电气自动化系统的技术水平,规范城镇排水和污水处理建设中电气自动化工程的建设标准,提高工程建设投资效益,改善生产和劳动环境,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于城镇雨水与污水泵站、污水处理厂的供配电系统和自动化运行控制系统以及排水泵站群的数据采集和控制系统或区域性排水工程的中央监控系统的设计、施工、验收。
1.0.3 排水和污水处理工程的运行自动化程度,应根据管理的需要,设备器材的质量和供应情况,结合当地具体条件通过全面的技术经济比较确定。
1.0.4 城镇排水系统电气与自动化工程在设计、施工、验收中除应符合本规程的要求外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语、符号与代号
2.1 术语
2.1.1 瞬时流量 instantaneous flow rate
某一时刻的流量。
2.1.2 累积流量 accumulated flow rate
某一时间段的总流量。
2.1.3 操作界面 operation interface
操作人员和计算机进行工作交互的媒介。
2.1.4 数据采集 data acquisition
按预定的速率将现场信号(模拟量、离散量、频率)进行数字化送入计算机。
2.1.5 数据处理 data processing
将采集到的数据按照某一规律进行运算或变换。
2.1.6 接口 interface
两个不同系统的交接部分。
2.1.7 现场控制 site control
在设备安装位置附近实施设备控制箱上的手动控制(不依赖于自控系统的控制)。
2.1.8 配电盘控制 panel control
在电动机配电控制盘或MCC盘面上实施的手动控制。当电动机配电控制盘或MCC盘布置在现场设备附近时,可代替现场控制。
2.1.9 就地控制 local control
以PLC作为核心器件,完成本区域内相关的信息采集、指令执行以及监控方案实施等工作。
2.1.10 就地手动 local manual
利用现场控制站或RTU(remote terminal unit)柜面板上触摸屏或按钮,以人工按键操作控制设备。
2.1.11 就地自动 local automation
利用现场控制站的自动控制器和软件对设备进行控制。
2.1.12 远程控制 remote control
通过有线或无线通信,完成对远程区域内设备、仪表的数据采集、命令下达或控制功能。
2.1.13 就地控制站 local control station
一般以PLC作为核心器件,主要负责泵站或污水处理厂某一区域内涉及设备监控系统相关的信息收集、指令执行以及监控方案实施等工作的设备。
2.1.14 远程终端单元(RTU) remote terminal unit
一个控制系统中相对于控制中心所设置的控制站,一般以PLC作为核心器件,主要负责相对控制中心距离较远处设备的监控以及相关的信息收集、指令执行以及监控方案实施等工作。
2.1.15 设备层 equipment layer
现场的设备装置和现场仪表。以总线或硬接线的方式与控制层连接。
2.1.16 控制层 control layer
由分布在各区域的就地控制器与连接控制中心和该控制器的环网(或星型网)所组成。
2.1.17 信息层 information layer
整个系统中上层数据传输的链路及设备。
2.1.18 信息中心 information center
按排水系统或地域划分,管辖该系统或地域内的泵站和污水处理厂的设备状态、工艺参数等信息采集、处理、显示功能的场所。
2.1.19 区域监控中心 area control center
按地理位置划分,管辖部分泵站,具有信息采集、处理、显示和发布控制命令功能的场所,具有控制主站的功能。
2.1.20 远程子站 remote sub station
与主站相隔一定距离,通过有线或无线通信连接的远程终端。
2.1.21 系统软件 system software
一般指计算机操作系统,在购买计算机时由厂商提供。
2.1.22 编程语言 programming language
遵循特定的语法,编写程序所使用的语言。
2.1.23 应用软件 application software
使用编程语言编写的,解决某些特定问题的一个或一组程序,通常由用户程序和软件包组成。
2.1.24 图控组态软件 HMI software
提供图形方式对应用程序进行组态的一种操作界面,操作人员不需要掌握编程语言或语法就能进行应用软件的编程,国内通常称为图控组态软件。
2.1.25 事件登录 eventslogin
设备、装置或者过程的状态发生变化,计算机记录此变化。
2.1.26 主站轮询 master station polling
主站按照某种顺序,轮流查询各从站的状态。
2.1.27 逢变则报(RBE) report by exception
从站的状态如有变化则上报,没有变化则不上报,这样可以允许主站采用较大的轮询周期(这就意味着可以访问更多的从站),但仍然能够保持较高的事件分辨率。
2.1.28 通信速率 baud rate
采用计算机通讯时,以每秒完成被传送数据的位数或字节数定义为数据传输的速率。
2.2 符号
2.2.1 负荷
PN——用电设备组的设备功率;
Pr——电动机额定功率;
Pjs——有功计算功率;
Qjs——无功计算功率;
Sjs——视在计算功率;
Kx——需要系数;
KΣp、KΣQ——有功功率、无功功率同时系数。
2.2.2 短路电路
Ijs——计算电流;
ich——短路冲击电流;
Ich——短路全电流最大有效值;
I″2——两相短路电流的初始值;
Ik2——两相短路稳态电流;
I″3——三相短路电流的初始值;
Ik3——三相短路稳态电流;
Rs、Xs——变压器高压侧系统的电阻、电抗;
RT、XT——变压器的电阻、电抗;
Rm、Xm——变压器低压侧母线段的电阻、电抗;
RL、XL——配电线路的电阻、电抗;
tanΦ——用电设备功率因数角的正切值;
Tf——短路电流非周期分量缩减时间常数;
Ur——用电设备额定电压(线电压);
Un——网络标称电压(线电压);
Ue——额定电压;
Zk、Rk、Xk——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗;
XΣ——短路电路总电抗(假定短路电路没有电阻的条
件下求得);
RΣ——短路电路总电阻(假定短路电路没有电抗的条
件下求得);
εr——电动机额定负载持续率;
C——电压系数,计算三相短路电流时取1.05。
2.2.3 照明负荷
Pjs——照明计算负荷;
Pmax——最大一相的装灯容量。
2.3 代号
2.3.1 BOD(Biochermcal Oxygen Demand)——生物需氧量
2.3.2 C/S(Client/Server)——客户机/服务器
2.3.3 COD(Chemical Oxygen Demand)——化学需氧量
2.3.4 C2——氨氮、硝氮复合式检测的简称
2.3.5 CDMA(Code Division Multiple Access)——码分多址无线通信技术
2.3.6 DO(Dissolved Oxygen)——溶解氧
2.3.7 DDN(Digital Data Network)——数字式数据网
2.3.8 GPS(Global Positioning System)——全球定位系统
2.3.9 GSM(Global System for Mobile Communication)——全球移动通信系统
2.3.10 ISDN(Integrated Services Digital Network)——综合业务数字网
2.3.11 MCC(Motor Control Center)——马达控制中心
2.3.12 MTBF(Mean Time Between Failures)——平均故障间隔时间
2.3.13 MTTR(Mean Time to Repair)——平均修复时间
2.3.14 MIS(Management Informatlon System)——管理信息系统
2.3.15 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)——污泥浓度
2.3.16 NH3-N(Ammonium Nitrogen)——氨氮
2.3.17 NO3-N(Nitrate Nitrogen)——硝态氮
2.3.18 ORP(Oxidation-Reduction Potential)——氧化还原电位
2.3.19 PLC(Programmable Logic Controller)——可编程逻辑控制器
2.3.20 PSTN(Public Switehed Telephone Network)——公共交换电话网络
2.3.21 pH/T(Pondus hydrogenii/Temperature)——酸碱度/温度
2.3.22 RTU(Remote Terminal Unit)——远程终端单元
2.3.23 SCADA(Supervisory Contr01 and Data Acquisi—tion)——数据采集和监视控制
2.3.24 SOE(Sequence of Events)——事件顺序记录
2.3.25 SS(Suspended Solid)——固体悬浮物浓度
2.3.26 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Pro—tocol)——传输控制协议/网际协议
2.3.27 TOC(Toral Organic Carbon)——总有机碳
2.3.28 TP(Total Phosphorus)——总磷
2.3.29 UPS(Uninterruptible Power Supply)——不间断电源
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3 泵站供配电
3.1 负荷调查与计算
3.1.1 泵站负荷的设计调查应符合下列规定:
1 泵站规模的调查应根据城市雨水、污水系统专业规划和有关排水系统所规定的范围、设计标准,经工艺设计的综合分析计算后确定泵站的近期规模,包括泵站站址选择和总平面布置。
2 工艺的调查应包括工程性质、工艺流程图、工艺对电气控制的要求。
3 用电量的调查应包括机械设备正常工作用电(设备规格、型号、工作制)、仪表监控用电、正常工作照明、安全应急照明、室外照明、检修用电及其他场所的照明。
4 发展规划的调查应包括近期建设和远期发展的关系,远近结合,以近期为主,适当考虑发展的可能。
5 环境调查应包括周围环境对本工程的影响以及本工程实施后对居民生活可能造成的影响进行初步评估。
3.1.2 污水泵站、雨水泵站供电负荷等级应为二级负荷。特别重要的污水泵站、雨水泵站应定为一级负荷。
3.1.3 泵站负荷计算应符合下列规定:
1 负荷计算宜采用需要系数法。
2 在负荷计算时,应将不同工作制用电设备的额定功率换算成为统一计算功率。
3 泵站的水泵电机为主要设备,应按连续工作制考虑,其功率应按电机额定铭牌功率计算。
4 短时或周期工作制电动机的设备功率应统一换算到负载持续率(ε)为25%以下的有功功率,应按下式计算:
式中 PN——用电设备组的设备功率(kw);
Pr——电动机额定功率(kW);
εr——电动机额定负载持续率。
5 采用需要系数法计算负荷,应符合下列要求:
1)设备组的计算负荷及计算电流应按下列公式计算:
式中 Pjs——用电设备有功计算功率(kw);
Kx——需要系数,按表3.L 3的规定取值;
Qjs——用电设备无功计算功率(kw);
tanΦ——用电设备功率因数角的正切值,按表3.1.3的规定取值;
Sjs——用电设备视在计算功率(kw);
Ijs——计算电流(A);
Ur——用电设备额定电压或线电压(kV)。
2)变电所的计算负荷应按下列公式计算:
式中 KΣp、KΣQ——有功功率、无功功率同时系数,分别取0.8~0.9和0.93~0.97。
表3.1.3 用电设备需要系数
用电设备组名称 | 需要系数(Kx) | cosΦ | tanΦ |
水泵 | 0.75~0.85 | 0.80~0.85 | 0.75~0.62 |
生产用通风机 | 0.75~0.85 | 0.80~0.85 | 0.75~0.62 |
卫生用通风机 | 0.65~0.70 | 0.80 | 0.75 |
闸门 | 0.20 | 0.80 | 0.75 |
格栅除污机、皮带运输机、压榨机等 | 0.50~0.60 | 0.75 | 0.88 |
搅拌机、刮泥机 | 0.75~0.85 | 0.80~0.85 | 0.75~0.62 |
起重器及电动葫芦(ε=25%) | 0.20 | 0.50 | 1.73 |
仪表装置 | 0.70 | 0.70 | 1.02 |
电子计算机 | 0.60~0.70 | 0.80 | 0.75 |
电子计算机外部设备 | 0.40~0.50 | 0.50 | 1.73 |
照明 | 0.70~0.85 | —— | —— |
6 变电所或配电所的计算负荷,应为各配电干线计算负荷之和再乘以同时系数;计算变电所高压侧负荷时,应加上变压器的功率损耗。
3.1.4 变压器的选择应符合下列规定:
1 变压器的容量应根据泵站的计算负荷以及机组的启动方式、运行方式,并充分考虑变压器的节能运行要求等综合因素来确定。从节能角度考虑,变压器负载率宜控制在0.6~0.7。
2 变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。一般城镇搭水泵站宜装设两台及以上变压器。
3 低压为0.4kV单台变压器的容量不宜大于1250kVA。当用电设备容量较大,负荷集中且运行合理时,可选用较大容量的变压器。
4 当泵站配置二台变压器时,型号和容量应相同。变压器容量宜按计算负荷100%的备用率选取。
5 雨水、污水合建泵站中,宜对雨水、污水泵分别设置供电变压器。
6 泵站变电所3000kVA以下容量变压器宜采用干式。在特别潮湿的环境中,不宜设置浸渍绝缘干式变压器。
3.1.5 对10(6)kV/0.4kV的变压器联结组标号宜选用D/Yn-11接线。
3.1.6 干式变压器宜配防护罩壳、温控、温显装置。
3.2 供电电源
3.2.1 供电电压应根据工程的总用电量、主要用电设备的额定电压、供电距离、供电线路的回路数、当地供电网络现状和发展规划等因素综合考虑。
3.2.2 泵站宜采用二路电源供电,二路互为备用或一路常用一路备用。
3.2.3 在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可采用10kv及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时,可采用一回架空线供电。当采用电缆线路时,应采用二根电缆组成的线路供电,每根电缆应能承受100%的二级负荷。
3.2.4 当供电电压为35kV及以上的工程,配电电压应采用10kV,当6kV用电设备的总容量较大,选用6kV经济合理时,宜采用6kV。
3.2.5 当供电电压为35kV/10kV,泵站内无额定电压为0.4kV以上的用电设备,可用0.4kV作为配电电压。
3.2.6 当泵站容量较小,有条件接入0.4kV电源时,可直接采用0.4kV电源供电。
3.3 系统结构
3.3.1 配电系统应根据工程用电负荷大小、对供电可靠性的要求、负荷分布情况等采用不同的接线方法。
3.3.2 对10kV/6kV配电系统宜采用放射式。
3.3.3 对泵站内的水泵电机应采用放射式配电。对无特殊要求的小容量负荷可采用树干式配电。
3.3.4 配电所、变电所的高压及低压母线接线方式宜采用单母线分段或单母线接线。
3.3.5 由地区电网供电的配电所电源进线处,应装设供计量用的电压、电流互感器。
3.3.6 变配电所的主接线应符合现行国家标准《10kV及以下变电所设计规范》GB 50053和《35~110kV变电所设计规范》GB 50059的有关规定。
3.4 无功功率补偿
3.4.1 当用电设备的自然功率因数达不到要求时,应采用并联电力电容器作为无功功率补偿装置,保证泵站计量侧的功率因数不应小于0.9。
3.4.2 在选择补偿方式时应考虑系统合理、节省投资以及控制、管理方便等因素。
3.4.3 为减少线路损失和电压损失,宜采用就地平衡补偿。
3.4.4 高压电机的无功功率宜采用单独就地补偿,高压电容器组宜在变电所内集中装设。补偿后的功率因数不应小于0.9。
3.4.5 低压电机的无功功率宜采用集中补偿或就地补偿,补偿装置的电容器组宜在变电所内集中设置。补偿后的高压侧功率因数不应小于0.9。
3.4.6 无功功率补偿装置宜采用自动投入电容器方式,保证补偿后的功率因数不应小于0.9。
3.4.7 补偿容量宜按无功功率曲线或无功功率补偿计算方法确定。
3.4.8 低压电容器组应接成三角形方式。高压电容器组应接成中性点不接地的星型方式。
3.4.9 电容器组应直接与放电装置连接,中间不应设置开关或熔断器。低压电容器组可设置自动接通的连锁装置,电容器分闸时应自动接通,合闸时应自动断开。
3.4.10 当系统中有高次谐波超过规定值时,应采取抑制谐波的措施。
3.4.11 电容器组的连接导线和开关设备的长期允许电流,高压不应小于电容器额定电流的1.35倍;低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。
3.5 操作电源
3.5.1 对符合本规程第4.2.1条规定的特大、大、中型泵站变电所,宜采用直流操作电源。对主接线简单,且供电主开关操作不频繁的泵站变电所,可采用交流操作电源。
3.5.2 泵站变电所应选用免维护铅酸蓄电池直流屏为直流操作电源。
3.5.3 变电所的控制、保护、信号、自动装置等所需要的直流电源应保证不问断供电。
3.5.4 对符合本规程第4.2.1条规定的中、小型泵站的变电所,宜采用弹簧储能操动机构合闸和去分流分闸的全交流操作。
3.6 短路电流计算与继电保护
3.6.1 短路电流计算时所采用的接线方式,应为系统在最大及最小运行方式下导体和电器安装处发生短路电流的正常接线方式。短路电流计算宜符合下列要求:
1 在短路持续时间内,短路相数不变,如三相短路持续时间内保持三相短路不变,单相接地短路持续时间内保持单相接地短路不变;
2 具有分接开关的变压器,其开关位置均视为在主分接位置;
3 不计弧电阻。
3.6.2 高压电路短路电流计算时,应考虑对短路电流影响大的变压器、电抗器、架空线及电缆等的阻抗,对短路电流影响小的因素可不予考虑。
3.6.3 计算短路电流时,电路的分布电容不予考虑。
3.6.4 短路电流计算中应以系统在最大运行方式下三相短路电流为主;应以最大三相短路电流作为选择、校验电器和计算继电保护的主要参数。同时也需要计算系统在最小运行方式下的两相短路电流作为校验继电保护、校核电动机启动等的主要参数。
3.6.5 短路电流应采用以下计算方法:
1 以系统元件参数的标幺值计算短路电流,适用于比较复杂的系统。
2 以系统短路容量计算短路电流,适用于比较简单的系统。
3 以有名值计算短路电流,适用于1kV及以下的低压网络系统。
3.6.6 高压网络短路电流计算宜按下列步骤进行:
1 确定基准容量,Sj=100MVA,确定基准电压Uj=Up;
2 绘制主接线系统图,标出计算短路点;
3 绘制相应阻抗图,各元件归算到标幺值;
4 经网络变换等计算短路点的总阻抗标幺值;
5 计算三相短路周期分量及冲击电流等。
3.6.7 低压网络短路电流计算宜按下列步骤进行:
1 画出短路点的计算电路,求出各元件的阻抗(见图3.6.7)。
2 变换电路后画出等效电路图,求出总阻抗;
3 低压网络三相和两相短路电流周期分量有效值宜按下列公式计算:
式中 I″3——三相短路电流的初始值;
C——电压系数,计算三相短路电流时取1.05;
Un——网络标称电压或线电压(V),220/380V网络为380V;
Zk、Rk、Xk——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗(mΩ);
Rs、Xs——变压器高压侧系统的电阻、电抗(归算到400V侧)(mΩ);
RT、XT——变压器的电阻、电抗(mΩ);
Rm、Xm——变压器低压侧母线段的电阻、电抗(mΩ);
RL、XL——配电线路的电阻、电抗(mΩ);
Ik——短路电流的稳态值;
只要 ,变压器低压侧短路时的短路电流周期分量不衰减,Ik=I″3。
4 短路冲击电流宜按下列公式计算:
式中 ich——短路冲击电流(kA);
Kch——短路电流冲击系数;
Ich——短路全电流最大有效值(kA);
Tf——短路电流非周期分量缩减时间常数s,当电网频率为50Hz时按式(3.6.7-7)取值;
XΣ——短路电路总电抗(假定短路电路没有电阻的条件下求得)(Ω)。
5 两相短路电流按下列公式计算:
式中 I″2——两相短路电流的初始值;
Ik2——两相短路稳态电流;
Ik3——三相短路稳态电流。
3.6.8 应按系统配置及供电部门提供的供电方案进行短路电流和保护计算,并确定保护方式,且应符合下列规定:
1 各类型继电保护设置原则应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 50062的有关规定。
2 继电保护应确保可靠性,同时满足选择性、灵敏性和速动性的要求。
3 电力系统中应对电力变压器、电动机、电力电容器、母线、架空线或电缆线路、母线分段断路器及联络断路器、电源进线等设备配置继电保护装置。
4 继电保护装置宜采用带总线接口智能综合保护终端。
3.7 设备选择
3.7.1 泵站电动机的选择应符合下列规定:
1 电动机的选择应符合下列要求:
1)电动机的全部电气和机械参数,应满足水泵启动、制动、运行和控制要求。
2)电动机的类型和额定电压,应优选国家电压等级的分类要求。
3)电动机的结构形式、冷却方法、绝缘等级、允许的海拔高度等,应符合工作环境要求。
4)电动机的额定功率应与水泵及其他设备输入功率相匹配,并计入适当储备系数。
2 变负载运行的水泵电机,应采用调速装置,并应选用相应类型的电动机。
3 配置的异步电动机,应有良好的通风,户内防护等级应为IP4X,户外防护等级应为IP55。
4 潜水电动机防护等级必须为IP68。宜采用异步电动机。
5 电动机的额定电压应根据其额定功率和所在系统的配电电压确定,宜符合表3.7.1的规定。
表3.7.1水泵交流电动机额定电压和容量
额定电压(V) | 容量范围(kW) | |||
鼠笼型 | 绕线型 | |||
最小 | 最大 | 最小 | 最大 | |
380 | 0.37 | 320 | 0.6 | 320 |
6000 | 220 | 5000 | 220 | 5000 |
10000 | 220 | 5000 | 220 | 5000 |
注:1.电动机额定电压和容量范围随着工程需要可以有所变化。
2.当供电电压为6kV时,中等容量的电动机应采用6kV电动机。
3.对于200~300kw额定容量的电动机,其额定电压,应经技术经济比较后确定采用低压或高压。
4.对于大功率的潜水泵电动机其额定电压宜采用660V。
6 泵站电机台数的确定宜与单母线分段接线匹配,并使每分段的计算负荷保持平衡,提高运行可靠性。
3.7.2 高压配电装置(包括高压电容柜)的选择应符合下列规定:
1 应根据电力负荷性质及容量、环境条件、运行、安装维修、可靠性等工程经济技术要求合理地选用高压柜设备和制定布置方案。并应有利于分期扩建的需要。
2 同一泵站内高压配电装置型号应一致。配电装置应装设闭锁及连锁装置,必须配有防止带负荷拉、合隔离开关、防止误分(合)断路器、防止带电挂(合)接地线(开关)、防止带接地线(开关)合断路器(隔离开关)、防止误入带电间隔等设施。
3 应符合现行国家标准《3~110kV高压配电装置设计规范》GB 50060及《10kV及以下变电所设计规范》GB 50053的规定。
4 高压配电装置内宜设带数据通信接口的综合继电保护装置或留有点对点的硬接线信号界面。
3.7.3 低压配电装置(包括低压电容柜)的选择应符合下列规定:
1 设计、布置应便于安装、操作、搬运、检修、试验和监测。
2 应根据每个泵站变电所站址所处的位置和特点合理选择柜型。
3 进线柜宜设带有数据通信接口的智能型组合电量变送器或留有点对点的硬接线信号界面。
4 低压柜选择应符合现行国家标准《10kV及以下变电所设计规范》GB 50053的规定。
5 就地补偿电容器的容量应与电动机功率相匹配,安装位置应安全可靠,宜靠近被补偿的设备,并应符合柜体的安装要求。
3.7.4 电力电缆选择应符合下列规定:
1 宜选用铜芯电缆。
2 保护接地线(以下简称PE线)干线采用单芯铜导线时,芯线截面不应小于10mm²;采用多芯电缆的芯线时,其截面不应小于4mm²。
3 PE线采用单芯绝缘导线时,按机械强度要求,截面不应小于下列数值:
1)有机械性的保护时,为2.5mm²;
2)无机械性的保护时,为4mm²。
4 装置外的可导电部分严禁用作PE线。
5 1kV及其以下电源中性点直接接地的三相回路的电缆芯数选择应符合下列规定:
1)保护线与中性线合用一导体时,应采用四芯电缆。
2)保护线与中性线各自独立时,应采用五芯电缆。
3)受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立的情况下,应采用四芯电缆。
6 1kV及其以下电源中性点直接接地的单相回路的电缆芯数选择应符合下列规定:
1)保护线与中性线分开时,宜采用三芯电缆。
2)受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立的情况下,应采用两芯电缆。
7 直流供电回路宜采用两芯电缆。
8 电力电缆应正确地选择电缆绝缘水平,并应符合下列规定:
1)交流系统中电力电缆缆芯的相间额定电压不得低于使用回路的工作线电压。
2)交流系统中电力电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属之间的额定电压的选择,应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217的规定。
3)交流系统中电缆的冲击耐压水平应满足系统绝缘配合要求。
4)控制电缆额定电压的选择不应低于该回路工作电压,应满足可能经受的暂态和工频过电压作用要求,无特殊情况宜选用0.45kV/0.75kV。
9 直埋敷设电缆的外护层选择应符合下列规定:
1)电缆承受较大压力或有机械损伤危险时,应有加强层或钢带铠装。
2)在流砂层、回填土地带等可能出现位移的土壤中,电缆应有钢丝铠装。
10 电缆截面应按允许通过电流、经济电流密度选择并满足允许压降、短路稳定等要求。
11 含有腐蚀性气体环境的泵站,电缆铠装外应包有外护套。
12 在有防火要求场所,应选用耐火型电缆,或在电缆外层涂覆防火涂料、缠绕防火包带,或敷设在耐火槽盒中。
13 在有鼠害或水淹可能的电缆夹层或电缆沟内敷设的电缆宜采用防水或防鼠电缆。
3.8 设备布置
3.8.1 泵站降压型变电所宜采用户内型布置。
3.8.2 变电所的设置应根据下列要求经技术经济比较后确定:
1 接近负荷中心;
2 进出线方便;
3 接近电源侧;
4 设备运输方便;
5 不应设在有剧烈震动的或高温的场所;
6 不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所,如无法远离,不应设在污染源的主导风向的下风侧;
7 不应设在有爆炸危险环境或火灾危险环境的正上方和正下方;
8 变电所的辅助用房,应根据需要和节约的原则确定。有人值班的变电所应设单独的值班室。值班室与高压配电室宜直通或经过通道相通,值班室应有门直接通向户外或通向走道。
3.8.3 高压配电室布置应符合下列规定:
1 配电装置宜采用成套设备,型号应一致。配电柜应装设闭锁及连锁装置,以防止误操作事故的发生。
2 带可燃性油的高压开关柜,宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为6台及以下时,可与低压柜设置在同一房间。
3 高压配电室长度超过7m时,应设置两扇向外开的防火门,并布置在配电室的两端。位于楼上的配电室至少应设一个安全出口通向室外的平台或通道。并应便于设备搬运。
4 高压配电装置的总长度大于6m时,其柜(屏)后的通道应有两个安全出口。
5 高压配电室内各种通道的最小宽度(净距)应符合表3.8.3的规定。
表3.8.3 高压配电室内通道的最小宽度(净距)(m)
装置种类 | 操作走廊(正面) | 围护走廊(背面) | 通往防爆间隔的走廊 | |
设备单列布置 | 设备双列布置 | |||
固定式高压开关柜 | 2.0 | 2.5 | 1.0 | 1.2 |
手车式高压开关柜 | 单车长+1.2 | 双车长+1.0 | 1.0 | 1.2 |
3.8.4 低压配电室布置应符合下列规定:
1 低压配电设备的布置应便于安装、操作、搬运、检修、试验和监测。
2 低压配电室长度超过7m时,应设置两扇门,并布置在配电室的两端。位于楼上的配电室至少应设一个安全出口通向室外的平台或通道。
3 成排布置的配电装置,其长度超过6m时,装置后面的通道应有两个通向本室或其他房间的出口,如两个出口之间的距离超过15m时,其间还应增加出口。
4 低压配电室兼作值班室时,配电装置前面距墙不宜小于3m。
5 成排布置的低压配电装置,其屏前后的通道最小宽度应符合表3.8.4的规定。
表3.8.4 低压配电装置室内通道最小宽度(m)
装置种类 | 单排布置 | 双排对面布置 | 双排背对背布置 | |||
屏前 | 屏后 | 屏前 | 屏后 | 屏前 | 屏后 | |
固定式 | 1.5 | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.5 | 1.5 |
抽屉式 | 2.0 | 1.0 | 2.3 | 1.0 | 2.0 | 1.5 |
3.8.5 电力变压器室布置应符合下列规定:
1 每台油量为100kg及以上的三相变压器,应装设在单独的变压器室内。
2 室内安装的干式变压器,其外廓与墙壁的净距800kVA以下不应小于0.6m;干式变压器之间的距离不应小于1m,并应满足巡视、维修的要求。
3 变压器室内可安装与变压器有关的负荷开关、隔离开关和熔断器。在考虑变压器布置及高、低压进出线位置时,应使负荷开关或隔离开关的操动机构装在近门处。
4 变压器室的大门尺寸应按变压器外形尺寸加0.5m。当一扇门的宽度为1.5m及以上时,应在大门上开宽0.8m、高1.8m的小门。
3.8.6 电容器室布置应符合下列规定:
1 室内高压电容器组宜装设在单独房间内。当容量较小时,可装设在高压配电室内。但与高压开关柜的距离不应小于1.5m。
2 成套电容器柜单列布置时,柜正面与墙面之间的距离不应小于1.5m;双列布置时,柜面之间的距离不应小于2m。
3 装配式电容器组单列布置时,网门与墙距离不应小于1.3m;双列布置时,网门之间距离不应小于1.5m。
4 长度大于7m的电容器室,应设两个出口,并宜布置在两端。门应向外开。
3.8.7 泵房内设备布置应符合下列规定:
1 根据水泵类型、操作方式、水泵机组配电柜、控制屏、泵房结构形式、通风条件等确定设备布置。
2 电动机的启动设备宜安装于配电室和水泵电机旁。
3 机旁控制箱或按钮箱宜装于被控设备附近,操作及维修应方便,底部距地面1.4m左右,可固定于墙、柱上,也可采用支架固定。
3.8.8 泵站场地内电缆沟、井的布置应符合下列规定:
1 泵房控制室、配电室的电缆应采用电缆沟或电缆夹层敷设,泵房内的电缆应采用电缆桥架、支架、吊架或穿管敷设。
2 电缆穿管没有弯头时,长度不宜超过50m,有一个弯头时,穿管长度不宜超过20m;有二个弯头时,应设置电缆手井,电缆手井的尺寸根据电缆数量而定。
3.8.9 泵站场地内的设备布置应符合下列规定:
1 格栅除污机、压榨机、水泵、闸门、阀门等设备的电气控制箱宜安装于设备旁,应采用防腐蚀材料制造,防护等级户外不应低于IP65,户内不应低于IP44。
2 臭气收集和除臭装置电气配套设施应采用耐腐蚀材料制造。
3.9 照 明
3.9.1 泵站应设置工作照明和应急照明。
3.9.2 工作照明电压应采用交流220V。工作照明电源应由厂用变电系统或低压的380/220V中性点直接接地的三相五线制系统供电。
3.9.3 应急照明电源应由照明器具内的可充电电池或由应急电源(EPS)集中供电,其标准供电时间不应小于30min。
3.9.4 主泵房和辅机房的最低照度标准应符合表3.9.4的规定。
表3.9.4最低照度标准
工作场所 | 工作面名称 | 规定照度的被照面 | 工作照度(lx) | 事故照度(lx) |
泵房间、格栅间 | 设备布置和围护地区 | 离地0.8m水平面 | 150 | 10 |
中控室 | 控制盘上表针,操作屏台,值班室 | 控制盘上表针面,控制台水平面 | 300 500 | 30 |
继电保护盘、控制屏 | 屏前屏后 | 离地0.8m水平面 | 150 | 15 |
计算机房、通信室 | 设备上 | 离地0.8m水平面 | 300 | 30 |
高低压配电装置、母线室 | 设备布置和维护地区 | 离地0.8m水平面 | 200 | 15 |
变压器室 | —— | 离地0.8m水平面 | 100 | 15 |
主要楼梯和通道 | —— | 地面 | 50 | 1.5 |
道路和场地 | —— | 地面 | 30 | —— |
3.9.5 泵站照明光源选择应符合下列规定:
1 宜采用高效节能新光源。
2 泵房、泵站道路等场地照明宜选用高压钠灯。
3 控制室、配电间、办公室等场所宜选用带节能整流器或电子整流器的荧光灯。
4 露天工作场地等宜选用金属卤化物灯。
3.9.6 泵站照明灯具选择应符合下列规定:
1 在正常环境中宜采用开启型灯具。
2 在潮湿场合应采用带防水灯头的开启型灯具或防潮型灯具。
3 灯具结构应便于更换光源。
4 检修用的照明灯具应采用Ⅲ类灯具,用安全特低电压供电,在干燥场所电压值不应大于50V;在潮湿场所电压值不应大于25V。
5 在有可燃气体和防爆要求的场合应采用防爆型灯具。
3.9.7 照明设备(含插座)布置应符合下列规定:
1 室外照明庭园灯高度宜为3.0~3.5m,杆间距宜为15~25m。路灯供电宜采用三芯或五芯直埋电缆。
2 变配电所灯具宜布置在走廊中央。灯具安装在顶棚下距地面高度宜为2.5~3.0m,灯间距宜为灯高度的1.8~2倍。
3 当正常照明因故停电,应急照明电源应能迅速地自动投入。
4 当照明线路中单相电流超过30A时,应以380/220V供电。每一单相回路不宜超过15A,灯具为单独回路时数量不宜超过25个;对高强气体放电灯单相回路电流不宜超过30A;插座应为单独回路,数量不宜超过10个(组)。
3.9.8 三相照明线路各相负荷的分配,宜保持平衡,在每个分照明箱中最大与最小的负荷电流不平均度不宜超过30%,照明负荷可按下式计算:
式中 Pjs——照明计算负荷(kW);
Kx——需要系数,泵站内取0.7~0.85;
Pmax——最大一相的装灯容量(kW)。
3.9.9 照明配电线路截面选择应满足负载终端电压降不超过5%的额定电压(Ue)。
3.9.10 插座回路应装设漏电保护开关。
3.9.11 在TN-C系统中,PEN线严禁接入开关设备。在TT或TN-S系统中,当需要断开N线时,应装设相线和N线能同时切断的四极保护电器。
3.9.12 配电室内裸导体的正上方,不应布置灯具和明敷线路。当在配电室裸导体上方布置灯具时,灯具与裸导体的水平净距不应小于1.0m。
3.9.13 安装时,照明配电箱底边离地不宜低于1.4m,灯具开关中心和风扇调速开关离地宜为1.3m,竖装荧光灯底边离地宜为1.8m,挂壁式空调插座离地宜
2.2m,组合式插座离地宜为0.3m(或离地1.3m)。
3.9.14 照明开关应安装在入口处门框旁边,可采用一灯一开关,或功能相同的灯采用同一开关;对设有多个门的长房间或楼梯间宜采用双控开关。
3.9.15 照明配线应采用铜芯塑料绝缘导线穿管敷设,每管不宜超过6根电线。
3.10 接地和防雷
3.10.1 泵站应设有工作接地、保护接地和防雷接地。
3.10.2 防雷接地宜与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。
3.10.3 系统设备由TN交流配电系统供电时,配电线路接地保护应采用TN-S或TN-C-S系统。
3.10.4 接地装置应优先利用泵房建筑物的主钢筋作为自然接地体,当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。
3.10.5 变电所的接地装置,除利用自然接地体外,还应敷设人工接地网。对10kV及以下变电所,当采用建筑物的基础作为接地体且接地电阻又满足规定值时,可不另设人工接地体。
3.10.6 人工接地体的材料可采用水平敷设的镀锌圆钢、扁钢、垂直敷设的镀锌角钢、圆钢等。接地装置的导体截面,应符合热稳定与均压的要求,规格应符合表3.10.6的规定。
表3.10.6钢接地体和接地线的最小规格
类别 | 地上 | 地下 | ||
屋内 | 屋外 | |||
圆钢直径(mm) 扁钢截面(mm²) 扁钢厚度(mm) 角钢尺寸(mm) | 5 24 3 25×2 | 6 48 4 25×2.5 | 8 48 4 40×4 | |
钢管尺寸(mm) | 作为接地体 | φ25(b=2.5) | φ25(b=2.5) | φ25(b=2.5) |
作为接地线 | φ18(b=1.6) | φ18(b=2.5) | φ18(b=2.5) |
注:表中b为钢管管壁厚度
3.10.7 人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m,宜埋设在冻土层以下。水平接地体应挖沟埋设,钢质垂直接地体宜直接打入地沟内,间距不宜小于其长度的2倍,并均匀布置。
3.10.8 人工接地体宜在建筑物四周散水坡外大于1m处埋设成环形接地体,并可作为总等电位连接带使用。
3.10.9 接地干线应在不同的两点及以上与接地网焊接,焊接点处应作防腐处理。
3.10.10 各电气设备的接地线应单独接到接地干线上,严禁几个设备接地端串联后,再与干线相接。
3.10.11 进出防雷保护区的金属线路必须加装防雷保护器,保护器应可靠接地。
3.10.12 电源防雷应符合下列规定:
1 B级,用于局部区域的总配电保护,10/350μs波形,100kA级。
2 C级,用于局部区域内各二级电气回路保护,8/20μs波形,40kA级。
3 D级,用于重要设备的重点保护,8/20μs波形,5kA级。
3.10.13 建筑物上的防雷设施采用多根引下线时,宜在各引下线距离地面1.5~1.8m处设置断接卡,断接卡应加保护措施。
3.10.14 配电装置的构架或屋顶上的避雷针应与接地网连接。并应在其附近装设集中接地装置。
3.10.15 下列电力装置的金属外壳应接地:
1 变压器、电机、手握式及移动式电器的金属外壳。
2 屋内、屋外配电装置金属构架、钢筋混凝土构架等。
3 配电屏、控制屏台的框架。
4 电缆的金属外皮及电缆的接线盒、终端盒。
5 配电线路的金属保护架、电缆支架、电缆桥架。
3.11 泵站电气施工及验收
3.11.1 高压电气设备和布线系统及继电保护系统的交接试验,必须符合现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150的规定。
3.11.2 高压成套配电柜的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ 147的规定。
3.11.3 变电所变压器的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》GBJ 148的规定。
3.11.4 变电站母线装置的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ 149的规定。
3.11.5 旋转电机的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》GB 50170的规定。
3.11.6 1kV及以下配电工程及电气照明装置的施工验收应符合现行国家标准《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303的规定。
3.11.7 电缆线路的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB 50168的规定。
3.11.8 低压成套配电柜、电气设备控制箱的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB 50171及《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB 50254的规定。
3.11.9 接地装置的施工验收应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169的规定。
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4 泵站自动化系统
4.1 一般规定
4.1.1 泵站控制系统配置仪表的测量范围应根据工艺要求确定。
4.1.2 检测和测量仪表应按控制系统的要求提供4~20mA电流信号输出或现场总线通信接口。
4.1.3 现场设备控制箱应设置运行状态指示、手动操作按钮和手动/联动方式选择开关。
4.1.4 泵站自动化控制系统宜通过设备控制箱实施对设备的启动和停止控制,宜采用二对常开触点分别控制设备的启动和停止。
4.1.5 设备控制箱应按控制系统的要求提供现场总线通信接口或硬线信号接口。
4.2 泵站的等级划分
4.2.1 泵站应根据设计近期流量或泵站总输入功率划分等级,其级别应符合表4.2.1的规定。
表4.2.1排水泵站分级指标
泵站规模 | 分级指标 | ||
雨水泵站设计近期流量F(m³/s) | 污水泵站、合流泵站设计近期流量(m³/s) | 总输入功率P(kW) | |
特大型 | Fr>25 | Fr>8 | P>4000 |
大型 | 15<Fr≤25 | 3<Fr≤8 | 1600<P≤4000 |
中型 | 5<Fr≤15 | 1<Fr≤3 | 500<P≤1600 |
小型 | Fr≤5 | Fr≤1 | P≤500 |
4.3 系统结构
4.3.1 大型泵站和特大型泵站自动化控制系统宜采用信息层、控制层和设备层三层结构,应符合下列规定:
1 信息层设备设在泵站集中控制室,宜采用具有客户机/服务器(C/S)结构的计算机局域网,网络形式宜采用10/100/1000M工业以太网。
2 控制层由多台负责局部控制的PLC组成,相互间宜采用工业以太网或现场工业总线网络连接,以主/从、对等或棍合结构的通信方式与信息层的监控工作站或主PLC连接。
3 设备层宜设置现场总线网络,或采用硬线电缆连接仪表和设备控制箱。
4.3.2 中小型泵站控制系统物理结构宜采用控制层和设备层二层结构,并应符合下列规定:
1 控制层设备设在泵站控制室,以一台PLC为主控制器,操作界面采用触摸式显示屏或工业计算机,并按管理要求设置打印机等。
2 设备层由现场总线、控制电缆、仪表和设备控制箱等组成,泵站内控制设备较多时,宜设置现场总线网络。
4.3.3 小型泵站可采用专用的水泵控制器,实现泵站的自动液位控制。
4.3.4 特大与大型重要泵站的自动化控制系统可采用冗余结构,包括控制器冗余、电源冗余和通信冗余。
4.4 系统功能
4.4.1 运行监视范围应包括下列内容:
1 进水池液位和超高、超低液位报警;
2 非压力井形式的出水池液位和超高液位报警;
3 水泵运行状态和故障报警;
4 格栅除污机、输送机、压榨机的运行状态和故障报警;
5 电动闸门、阀门的阀位、运行状态和故障报警;
6 按工艺要求设置的瞬时流量和累积流量;
7 按工艺要求设置的调蓄池液位;
8 大型水泵的出水压力、轴承温度、绕组温度、冷却水温度、渗漏(潜水泵)以及大型水泵的润滑、液压等辅助系统的监视和报警;
9 排放口液位;
10 UPS电源设备;
11 雨水泵站地域的雨量。
4.4.2 运行控制范围应包括下列内容:
1 水泵;
2 格栅除污机、输送机、压榨机;
3 电动闸门、阀门;
4 水泵辅助运行设备;
5 泵房通风和排水设备(对于有特殊要求的泵房);
6 除臭、空气净化设备;
7 其他与工艺设施运行有关的设备。
4.4.3 电力监测范围应包括下列内容:
1 各主要进线开关的状态和故障跳闸报警;
2 电源状态和备用电源的切换控制;
3 各段母线的电量监视和失压、过电压、过电流报警;
4 变压器的运行状态和高温报警;
5 各馈线的状态监视、主要馈线的电量监视和跳闸报警。
4.4.4 泵站自动化控制系统应具有环境与安全监控的功能,并应包括下列内容:
1 有毒,有害、易燃、易爆气体的检测和阈值报警;
2 当地环保部门有要求时,应设置有关水质监察系统;
3 无人值守泵站宜设置电视监视和安全防卫系统;
4 按消防要求设置的火灾报警。
4.4.5 当泵站自动化控制系统作为区域监控系统的一个远程子站时,应具有通信、数据采集及上报、按主站要求控制泵站设备的功能。
4.4.6 泵站自动化控制系统应设置就地控制操作界面,有人值班的泵站应具有运行统计、设备管理、报表管理等功能;无人值守泵站的就地控制操作界面用于设备维护和调试,运行管理功能由区域监控中心完成。
4.4.7 泵站自动化控制系统应具有手动、自动两种控制方式,方式转换宜在控制系统的操作界面上进行。当泵站自动化控制系统属于区域监控系统的一个远程子站时,还应具有远程控制方式。
4.4.8 操作界面应包括下列功能:
1 带中文、图形化操作界面。泵站供配电系统、开关状态、运行参数以及各工艺设备状态均能显示。
2 在泵站平面布置图上选中某一设备时,可对该设备进行操作,或进一步显示该设备的详细属性数据。
3 显示泵站的工艺流程和站内设备的相互关系,具有与泵站平面布置图相同的操作控制功能。
4 泵站的液位和各工艺设施的液位关系,提供泵站设备的操作控制功能。
5 当前正在报警的设备和报警内容。
6 设定自动化运行的控制参数。
4.4.9 操作界面应采用分类分层的显示和控制方式,从主菜单画面进入所需设备控制画面的层数不宜超过3层。
4.4.10 在操作界面上实施对现场设备的手动控制时,每次只允许针对一台设备的一个动作,经提示确认后再执行。
4.4.11 当泵站设备运行出现异常时,泵站自动化控制系统应立即响应,发出声和光的报警提示信号。声报警由蜂鸣器发声,可在人工确认后消除。光报警由安装于控制机柜面板上的光字牌闪光显示或在操作界面上以醒目的文字、色块显示,在泵站或设备运行恢复正常时自动消除。报警信号类别宜包括下列内容:
1 0.4kV侧过电流;
2 电动机过电流;
3 补偿电容器过电流;
4 水泵电机启动失败和泵纽故障;
5 闸门故障和控制失败;
6 超高液位、超低液位;
7 格栅除污机故障和启动失败;
8 压榨机故障和启动失败;
9 主变压器高温报警;
10 断路器跳闸;
11 仪表、变送器故障;
12 UPS故障;
13 流量转换器故障;
14 潜水泵有关信号报警,包括定子温度、轴承温度、泄漏等。
4.5 检测和测量技术要求
4.5.1 液位和液位差测量应符合下列规定:
1 液位测量宜采用超声波液位计,不需要现场显示时,宜采用一体化超声波液位计。设置超声波液位计有困难时,液位测量可采用投入式静压液位计或其他具有电信号输出的液位计。
2 超声波液位计传感器的探测方向应与液面垂直,探测范围内不应存在障碍物。
3 液位差测量宜采用液位差计,当采用两台液位计测量并通过计算求得液位差时,两台液位计应属于同一类型,且具有相同的性能参数,安装在同一基准面上。
4 需要同时测量液位和液位差时,宜采用可同时输出液位值和液位差值的液位差计。
5 液位显示值应以当地绝对高程为基准,表示单位为m,液位计的测量误差应小于满量程的1%,液位计作为液位计量时测量误差应小于满量程的0.5%。
6 超声波传感器的防护等级不应低于IP67,投入式静压传感器的防护等级不应低于IP68,且能长期浸水工作;现场变送器、液位显示器的防护等级不应低于IP65。
7 液位计或液位差计应具有故障自检和故障信息传输的能力。
8 液位计或液位差计的不浸水的安装支架应采用不锈钢材质;投入式静压液位计应安装在耐腐蚀防护管内,并应具有安装深度定位装置;安装在室外的现场显示设备应配置遮阳板。
9 应设置专用的液位开关,防止水泵干运行。液位开关宜采用浮球式,安装在水流相对平稳处,且应便于维护和调整。
4.5.2 流量测量应符合下列规定:
1 泵站流量计量宜采用电磁流量计,其内衬材质和电极材料应在污水中稳定,应满足长期测量的要求。
2 电磁流量计应有工艺措施,保证其在测量管段内充满液体,传感器前后应有足够的直管段,且管道内不得有气泡聚集。
3 应包括下列输出信号:
1)瞬时流量和累计流量;
2)流量积算脉冲;
3)流量计故障状态;
4)流量计空管状态。
4 流量的测量误差应小于显示值的0.5%。瞬时流量表示单位是m³/s,累计流量表示单位是m³。
5 传感器的防护等级不应低于IP68,变送器的防护等级不应低于IP65。
6 应能自动切除空管干扰信号,传感器宜具有内壁污垢自动清除的功能。
7 信号变送器应靠近传感器安装,其连接电缆应采用专用电缆,单独穿钢管敷设。
4.5.3 压力测量应符合下列规定:
1 大型水泵出水管道的压力测量宜采用压力变送器,其材质应在污水中稳定,满足长期测量的要求。
2 压力的测量误差应小于显示值的1%。压力表示单位是kPa。
3 压力变送器固定在有振动的设备或管道上时,应采用减震装置。
4.5.4 温度测量应符合下列规定:
1 宜采用热电阻和温度变送器测量大型水泵轴承温度和电动机的轴承温度、绕组温度、冷却水温度,当不需要现场温度显示时,热电阻宜直接接入泵站控制系统的电阻测量输入端。
2 温度测量误差应小于满量程的2%,温度表示单位是℃。
4.5.5 硫化氢气体检测和报警应符合下列规定:
1 污水泵站封闭的工作环境必须设置固定式硫化氢气体检测报警装置,应24h连续监测空气中硫化氢浓度。
2 作业人员在危险场所应配带便携式硫化氢气体监测仪,检查工作区域硫化氢的浓度变化。
3 硫化氢气体检测报警装置的主要技术参数应符合表4.5.5的规定。
表4.5.5 硫化氢气体检测报警装置的主要技术参数
参数名称 | 固定式 | 便携式 |
检测范围(mg/m³) | 0~25 | 0~50 |
检测误差(%) | ≤3 | ≤5 |
报警阈值(mg/m³) | 10 | 10 |
报警方式(dB) | 电笛≥100、闪光 | 蜂鸣器、闪光 |
响应时间(s) | ≤60(满量程90%) | ≤30(满量程90%) |
4 当硫化氢气体浓度超过设定的报警阈值时,必须在报警的同时立即启动通风设备。
4.5.6 雨量观测应符合下列要求:
1 当雨水泵站需要观测雨量时,宜采用翻斗式遥测雨量计,输出计数脉冲信号,计数分辨率应为0.1mm,测量误差不应超过4%。
2 雨量计的安装场地应平整,场地面积不宜小于4m×4m,场地内植物高度不应超过200mm,仪器口部30°仰角范围内不得有障碍物。
3 雨量计安装应符合国家现行标准《降水量观测规范》SL21的规定。
4.6 设备控制技术要求
4.6.1 设备控制方式和优先级应符合下列规定:
1 泵站设备的控制优先级由高至低宜为:现场控制、配电盘控制、就地控制、远程控制,较高优先级的控制可屏蔽较低优先级的控制;每一级控制均应设置选择开关,以确定是否允许较低级别的控制,如图4.6.1所示。
2 现场控制(也称机旁控制)应是在设备安装位置附近实施手动控制,应具有最高的控制优先级。
3 配电盘控制应在电动机配电控制盘或MC盘面上实施手动控制。当电动机配电控制盘或MC盘布置在现场设备附近时,可代替现场控制。
4 现场控制和配电盘控制可由泵站供配电系统实施,可不依赖于泵站自动化控制系统而对泵站设备实施手动控制。
5 就地控制可通过泵站自动化控制系统实施控制,宜在泵站控制室内完成,可采用下列控制方式;
1)就地手动方式:通过泵站自动化控制系统的操作界面实施手动控制。
2)就地自动方式:由泵站自动化控制系统根据泵站液位、流量、设备状态等参数以及预定的控制要求对设备实施自动控制,不需人工干预。
6 远程控制应在区域监控中心实施。
7 在远程控制方式下,泵站自动化控制系统应提供站内设备的基本联动、连锁和保护控制。
4.6.2 水泵控制应符合下列规定:
1 宜在泵站配电室或现场设置水泵控制箱,实现水泵的启动控制和运行保护;当水泵容量较小或控制特别简单时,启动控制和运行保护元件可并人配电柜内;当一台水泵控制箱控制多台水泵时,每台水泵应设置独立的启动控制和运行保护。
2 应设置防止水泵于运行的超低水位保护,并应直接作用于每台水泵的启动控制回路。
3 当水泵控制设备距离水泵较远或控制需要时,可在水泵设备附近设置现场操作按钮箱以实现现场控制。
4 现场水泵控制箱除应符合本规程第4.1.3条的规定外,还应设置紧急停止按钮。
5 设在配电盘上的水泵控制应设置水泵运行状态指示、手动操作按钮和手动方式或联动方式选择开关。
6 水泵启动和停止过程所需要的辅助控制等应在水泵控制箱内完成。
7 水泵的工况和报警应以图形或文字方式显示在泵站控制系统的操作界面上,并可通过操作界面手动控制水泵的运行。
8 在就地自动方式下,泵站自动化控制系统应根据泵房集水池液位(格栅后液位)的信号自动控制水泵的运行,定速泵可按下列两种模式运行:
1)两点式如图4.6.2—1所示:液位达到开泵液位时,开1台水泵;经一段时间后液位仍高于开泵液位时,增开1台水泵;液位达到停泵液位时,停1台水泵,经一段时间后液位仍低于停泵液位时,再停1台水泵;液位达到超低液位时,停止所有水泵。
2)多点式如图4.6.2—2所示:液位每上升一定高度,增开1台水泵,液位每下降一定高度,停止1台水泵。
9 水泵调速宜采用变频调速。应按照经济运行和减少水泵启停次数的原则配置调速器,对设置调速泵台数大于四台的泵站,调速器不应小于2台。
10 水泵在一定时间间隔内的启停次数应符合水泵特性要求,当需要增加投运水泵数量时,应优先启动累计运行时间较短的水泵;当需要减少投运水泵数量时,应优先停止累计运行时间较长的水泵,使各水泵的运转时间趋于均等。
11 当泵站自动化控制系统属于区域监控系统的一个远程子站时,水泵应属于远程监控的对象,水泵的启动和停止命令可由区域监控系统发出,实现区域监控中心(信息中心)对水泵的遥控。
12 当连续两次启动水泵失败,应自动启动下一台水泵,同时对故障水泵的状态信息进行标记并报警。
13 水泵运行与有关闸门、阀门的状态必须连锁,水泵的启动和运行控制逻辑应符合表4.6.2—1的规定,当出现表中状态之一时,严禁启动水泵,正在运行的水泵应立即停止。
表4.6.2-1 水泵控制逻辑表
检查项目 | 判定条件 | 开泵检查 | 运行检查 | 备注 |
泵房液位 | 超低液位 | √ | √ | — |
水泵控制箱 | 不可用、故障报警 | √ | √ | 内容参见表4.6.2-2 |
相关闸门或阀门位置 | 与工艺要求不符 | √ | √ | — |
泵站过电压 | >10% | √ | √ | 持续5s |
泵站欠电压 | <15% | √ | — | 持续10s |
运行小电流 | <50% | — | √ | 持续5s |
单泵流量 | <50% | — | √ | 启动过程除外 |
冷却、润滑、密封系统 | 故障报警 | √ | √ | 仅大型水泵设置 |
14 大型水泵机组应设置双向限位振动监测传感器,当振动幅度超过预定值时,应发出报警信号,当振动继续增加至更高的预定值时,应自动停泵。
15 大型水泵的润滑系统、冷却系统以及液压系统的压力监视宜采用压力开关或电接点压力表。大型水泵的冷却水循环状态检测宜采用水流开关。
16 水泵控制箱接口信号应符合表4.6.2—2的规定。当大型水泵机组设有冷却水系统、密封水系统或润滑系统时,应提供相应的监控信号接口。
表4.6.2-2 水泵控制箱接口信号
信息名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
水泵运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
水泵运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分、跳闸状态 | 上行 | 3 | 分闸:不可用,跳闸:故障 |
过载或过流保护动作状态 | 上行 | 1 | 综合电气故障 |
绕组高温报警 | 上行 | 1 | 中、大型水泵电机设置,3相综合 |
轴承高温报警 | 上行 | 1 | 中、大型水泵设置,水泵、电机综合 |
渗漏报警 | 上行 | 1 | 中、大型潜水泵设置 |
水泵电机工作电流 | 上行 | 1~3 | 中、小型水泵取B、大型水泵取3相 |
软启动或软停止状态 | 上行 | 1 | 软启动泵设置 |
软启动装置旁路状态 | 上行 | 1 | 软启动泵设置 |
软启动装置故障报警 | 上行 | 1 | 软启动泵设置 |
转速设定 | 下行 | 1 | 变频泵设置 |
转速反馈 | 上行 | 1 | 变频泵设置 |
变频器故障状态报警 | 上行 | 1 | 变频泵设置 |
冷却、密封或润滑系统故障 | 上行 | 1 | 大型水泵机组设置,综合报警 |
4.6.3 格栅除污机、输送机、压榨机控制应符合下列规定:
1 启动控制和运行保护宜设置现场控制箱,当控制逻辑较简单时,可采用一台综合控制箱,但每台设备应设置独立的启动控制和运行保护。
2 格栅除污机的运行控制应具有定时和液位差两种模式。
3 格栅除污机的工况和报警应以图形或文字方式显示在泵站自动化控制系统的操作界面上,在就地手动模式下,可通过泵站自动化控制系统的操作界面手动控制格栅除污机的运行。
4 输送机、压榨机的运行控制应与格栅除污机联动。启动时,应按输送机、压榨机、格栅除污机的顺序依次启动设备,停止时,应按相反的顺序操作;两台设备先后启动和停止的时间间隔应按设备操作手册确定。
5 输送机、压榨机与格栅除污机合用一台控制箱时,与格栅除污机的联动控制应在格栅除污机控制箱内完成;当输送机、压榨机单独设置控制箱且与格栅除污机控制箱之间不存在联动逻辑关系时,可由泵站自动化控制系统实施联动控制。
6 格栅除污机、输送机、压榨机控制箱接口信号应符合表4.6.3的规定。
表4.6.3 格栅除污机、输送机、压榨机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
清捞耙复位 | 上行 | 1 | 钢丝绳式格栅设置 |
档位控制 | 下行 | 按设备定 | 移动式格栅设置 |
档位反馈 | 上行 | 按设备定 | 移动式格栅设置 |
7 当一座泵站具有多台格栅除污机,其中任何一台格栅除污机运行时,输送机、压榨机应随之联动。
4.6.4 闸门、阀门控制应符合下列规定:
1 泵站内闸门、阀门的启闭宜采用电动操作方式,宜采用现场控制箱或一体化电动执行机构;当一台控制箱控制多台闸门、阀门时,每台闸门、阀门应设置独立的启动控制和运行保护。
2 闸门、阀门的启闭应提供机械的开度指示,当需要控制开度时,现场控制箱上应设开度指示仪表。
3 泵站自动化控制系统可通过闸门、阀门的现场控制箱实施对闸门、阀门的开启和关闭控制;当控制信号撤除时,闸门、阀门的运行应立即停止。对检修用或不常用的闸门和阀门可只设状态监视。
4 闸门、阀门启闭机的工况和报警应以图形或文字方式显示在泵站自动化控制系统的操作界面上,可通过泵站自动化控制系统的操作界面手动控制闸门、阀门的启闭动作。启闭过程可被手动暂停和继续。
5 闸门、阀门的启闭过程应设超时检验,超时时间宜为正常启闭时间的1.2~2倍,可在操作界面上修改。
6 当闸门、阀门在启闭过程中出现报警或超时,应立即暂停启闭过程,闭锁同方向的再次操作,但应允许反方向的操作,反方向操作成功时解除闭锁。
7 当泵站自动化控制系统属于区域控制系统的一个远程子站时,与泵站运行调度有关的闸门和阀门应属于远程控制的对象,相关闸门、阀门的启闭命令可由区域监控系统发出。
8 闸门、阀门控制箱接口信号应符合表4.6.4的规定。
表4.6.4 闸门、阀门控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
开、闭命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
全开、全闭状态 | 上行 | 2 | — |
开、闭过程状态 | 上行 | 1 | 脉冲信号 |
短路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
开度控制 | 下行 | 1 | 需要控制开度时设 |
开度反馈 | 上行 | 1 | 需要控制开度时设 |
4.6.5 除臭装置控制应符合下列规定:
1 除臭装置宜由配套的现场控制箱实施启动控制、运行保护和内部设备联动控制,宜与硫化氢检测信号联动。
2 除臭装置控制箱接口信号应符合表4.6.5的规定。
表4.6.5 除臭装置控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
4.6.6 通风控制应符合下列规定:
1 泵站的主要通风设备宜设置现场控制箱实施启动控制、运行保护和内部设备联动控制。
2 风机控制箱接口信号应符合表4.6.6的规定。
表4.6.6 风机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
4.6.7 积水坑排水控制应符合下列规定:
1 泵站的积水坑排水泵宜设置现场控制箱实施启动控制和运行保护,并应采用液位开关实现自动排水控制。
2 积水坑排水泵控制箱接口信号应符合表4.6.7的规定。
表4.6.7 积水坑排水泵控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
手动、自动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气故障 |
超高水位报警 | 上行 | 1 | — |
4.7 电力监控技术要求
4.7.1 应设置泵站供配电设备运行监视系统,对异常的跳闸进行报警。当需要时,可设置远程控制。
4.7.2 泵站高压进线开关设备宜设置综合保护测控单元,以数据通信接口连接泵站自动化控制系统;当不采用综合保护测控单元时,应以辅助触点和变送器方式提供必要的信号接口,最低配置应符合表4.7.2的规定。
表4.7.2 高压进线开关设备接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 进线柜 | 母联柜 | 电压互感器柜 | 馈线柜 | 电动机控制柜 | 变压器保护柜 | 备注 |
主开关合、分位置 | 上行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | √ | — |
本地、远方操作位置 | 上行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | √ | 需远动操作时设置 |
主开关合、分操作 | 下行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | √ | 需远动操作时设置 |
主开关跳闸 | 上行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | √ | — |
电压 | 上行 | 1 | — | — | √ | — | — | — | 需远动操作时设置 |
电流 | 上行 | 1 | √ | — | — | √ | √ | √ | 需远动操作时设置 |
变压器高温报警 | 上行 | 1 | — | — | — | — | — | √ | — |
变压器高温跳闸 | 上行 | 1 | — | — | — | — | — | √ | 需远动操作时设置 |
4.7.3 泵站电力监控系统应进行电能管理,用于统计、分析和控制泵站能牦。
4.7.4 电能测量宜采用综合电量变送器,以数据通信接口连接泵站自动化控制系统。当泵站采用大型泵组或高压电动机时,综合电量变送器宜设在电动机控制柜内,每回路一台;在小型低压泵站,综合电量变送器宜设在低压进线柜内。
4.7.5 泵站低压开关设备宜设置智能化数字检测和显示仪表,以数据通信接口连接泵站自动化控制系统;当不采用数字检测和显示仪表时,应以辅助触点和变送器方式提供必要的信号接口,最低配置应符合表4.7.5的规定。
表4.7.5 低压开关设备接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 进线柜 | 母联柜 | 补偿电容器柜 | 主要馈线回路 | 电动机控制柜 | 备注 |
断路器合、分位置 | 上行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | — |
本地、远方操作位置 | 上行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | 需远动操作时设置 |
断路器合、分操作 | 下行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | 需远动操作时设置 |
断路器跳闸 | 上行 | 2 | √ | √ | — | √ | √ | — |
电压 | 上行 | 1 | √ | — | — | — | — | — |
电流 | 上行 | 1 | √ | — | √ | √ | √ | — |
4.7.6 泵站自动化控制系统应设置电力监控的显示和操作界面,以图形及数字方式表示供电系统的工况和运行参数,应包括各变电所的高压系统图、低压系统图、母线参数表、开关参数表、变器参数表、故障报警清单等图形和表格,设备的不同工况应采用不同的图形和颜色直观表示,电流、电压、电量等参数应有数字显示。
4.7.7 当泵站自动化控制系统属于区域监控系统的一个远程子站时,泵站供配电系统的所有电量数据变化和设备状态变化以及报警应实时报送区域监控中心(信息中心),并应带有时间标记。
4.8 防雷与接地
4.8.1 当电源接入安装控制设备或通信设备的机柜时,应设置防雷和浪涌吸收装置。当通信电缆接入通信机柜时,应设置与通信端口工作电平相匹配的防雷和浪涌吸收装置。当信号电缆接入控制机柜时,宜设置与信号工作电平相匹配的防雷和浪涌吸收装置。
4.8.2 泵站自动化控制系统的工作接地与低压供电系统的保护接地宜采用联合接地方式,接地电阻不应大于1Ω。
4.8.3 连接外场设备屏蔽线缆接地应采用一点接地(又称单端接地)。
4.8.4 计算机网络系统、设备监控系统、安全防范系统、火灾报警控制系统、闭路电视系统的防雷与接地除应符合本规程第4.8.1~4.8.3条的规定外,还应符合现行国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。
4.9 控制设备配置要求
4.9.2 对控制系统设备的防护等级要求,室内安装时不应低于IP44,室外安装时不应低于IP65,浸水安装时不应低于IP68。
4.9.3 计算机、控制器及其软件系统应具有开放的协议和标准的接口。
4.9.4 现场总线应采用国际通用的开放的通信协议。
4.9.5 控制器宜采用模块式结构,应具有工业以太网、现场总线、远程I/O连接、远程通信、自检和故障诊断能力,并应具有带电插拔功能。
4.9.6 控制器应具有操作权限和口令保护及远程装载功能,支持梯型图、结构文本语言、顺序功能流程图等多种编程语言,应用程序应保存在非挥发存储器中。
4.9.7 操作界面宜采用背光彩色防水按压触摸液晶显示屏,具有2级汉字字库,3级。
4.9.8 当控制器设备采用晶体管输出时,应设置隔离继电器连接外部设备,继电器应具有封闭式外壳,带防松锁扣的插座安装,并应具有动作状态指示灯。
4.9.9 控制器的I/O接口设备应符合下列规定:
1 数字信号输入(DI):DC24V,电流不应大于50mA;
2 数字信号输出(DO):继电器无源常开触点输出,AC250V/2A;
3 数字信号隔离能力:DC2000V或AC1500V;
4 模拟信号输入(A1):4~20mA;
5 A/D转换器:12bit,不应小于100次/s;
6 模拟信号输出(AO):4~20mA,负载能力不应小于350Ω;
7 D/A转换器:不应小于12bit;
8 模拟信号隔离能力:DC700V或AC500V。
4.9.10 泵站控制系统,应具有10%的备用输入、输出端口及完整的配线和连接端子。
4.9.11 泵站自动化控制系统应采用UPS作为后备电源,后备电源的供电时间宜为30min,供电范围应包括下列设备:
1 控制室计算机及其网络系统设备(大屏幕显示设备除外);
2 通信设备;
3 PLC装置及其接口设备;
4 泵站仪表和报警设备。
4.9.12 UPS应采用在线式,电池应为免维护铅酸蓄电池,负荷率不应大于75%。
4.9.13 UPS应提供监控信号接口,接口形式应根据泵站控制系统能提供的接口条件选择,监控应包括下列内容:
1 旁路运行状态;
2 逆变供电状态;
3 充电状态;
4 故障报警(综合报警信息)。
4.9.14 安装在污水泵房等现场的设备应具有防硫化氢气体腐蚀的能力。
4.9.15 当泵站需要设置大屏幕显示设备时,宜采用金属格栅镶嵌马赛克式模拟显示屏,屏面显示元素应采用光带、发光字牌、发光符号、字符显示窗、数字显示窗等制作,显示屏的尺寸以及与控制台的距离应符合人机工程学的要求。
4.10 安全和技术防卫
4.10.1 无人值守泵站宜设电视监视系统,监视范围应包括泵站内的主要工艺设施、重要设备、变电所和主要道路,视频图像应上传区域监控中心(信息中心)。
4.10.2 有人值班泵站可按管理要求设电视监视系统,对重要工艺设施和设备的运行进行实时监视和监听。
4.10.3 无人值守泵站宜设置红外线周界防卫系统,报警信号应与当地公安、保安部门或区域监控中心(信息中心)连接。
4.10.4 有人值班泵站可按管理要求设置周界防卫系统,控制主机和报警盘应设在值班室。
4.10.5 当需要在泵站设置火灾报警系统时,火灾报警控制器应设在值班室,无人值守泵站的火灾报警信号应与当地消防部门连接。
4.10.6 对特大型泵站的重要出入口通道可设置门禁系统。
4.11 控制软件
4.11.1 泵站自动化系统软件应满足功能需求,包括系统软件、通信软件、应用软件和二次开发所需要的软件。应采用商品化的系统软件,并具有类似工程的应用业绩。
4.11.2 操作系统应采用多任务、多用户网络操作系统、中文版本、配备2级中文字库、具有开放的软件接口。
4.11.3 数据库系统应具有面向对象、事件驱动和分布处理的特征,具有开放的标准的外部数据接口,能与其他控制软件和数据库交换数据。
4.11.4 运行监控画面宜采用商品化的图控软件进行组态设计,具有中文界面、操作提示和帮助系统,应用软件应包括下列功能:
1 泵站总平面布置图、局部平面布置图、工艺流程图、设备布置图、剖面图、电气接线图、报警清单等,并在图形界面上实现对设备的操作、控制和运行参数设定。
2 采集泵站运行过程中的各种数据信息,分类记录到相关数据库中,提供在线查询、统计、修改、趋势曲线显示、打印等功能。泵站运行数据库应能保存3年以上的运行数据。
3 事件驱动报表由随机事件触发生成,包括报警文件、事故记录等;统计报表对数据库各数据项进行组合生成,宜包括下列类型:
1)泵站和各泵组运行日报表、月报表、年报表;
2)各类事件/事故记录表;
3)操作记录表;
4)设备运行记录表。
4 提供系统设备和监控对象的在线监测及诊断,对各类设备运行情况进行在线监测,并存入相应的数据库,对设备的管理、维护、保养和故障处理提出建议。
5 对设备运行数据、流量数据、扬程数据、能耗数据进行记录和综合分析,提供节能运行建议。
6 分级授权操作、分级系统维护等。
4.12 控制系统接口
4.12.1 泵站控制系统与各相关设备和相关工程的接口技术要求应在设计文件、土建工程招标文件、设备采购招标文件、自动化系统工程招标文件中详细描述。
4.12.2 泵站自动化系统设备安装和电缆敷设所需的基础、预留孔、预埋管、预埋件等宜由土建工程实施,在相关招标文件和施工设计图纸中应明确描述其位置、尺寸、数量、材质、受力、防护、制作要求等技术数据。
4.12.3 泵站控制系统与电气设备和仪表的接口如图4.12.3所示,各接口的功能应符合表4.12.3的规定。在有关接口描述的文件中,应明确下列内容;
1 接口类型和通信协议;
2 物理参数;
3 电气参数;
4 接口信号内容;
5 其他需要说明的内容。
表4.12.3 泵站控制系统与电气设备和仪表的接口
编号 | 界面设置 | 功能 | 备注 |
5-1 | 高压开关柜二次端子排或信号插座 | 监控高压开关设备和变压器运行 | 参见本规程4.7节 |
5-2A | 低压配电柜供电电缆馈出端 | 接取泵站控制系统的工作电源 | — |
5-2B | 低压开关柜二次端子排或信号插座 | 监控低压开关设备运行 | 参见本规程4.7节 |
5-3 | 各机电设备控制箱的控制信号端子排或插座 | 监控设备运行 | 参见本规程4.6节 |
5-6A | 仪表的工作电源端子排 | 提供仪表工作电源 | 参见本规程4.5节 |
5-6B | 仪表的信号输出端子排或总线信号插座 | 采集仪表的检查数据和工作状态 | 参见本规程4.5节 |
5-8A | 泵站控制机柜内的通信电源端子排 | 提供远程监控通信设备的工作电源 | — |
5-8B | 泵站控制机柜内的远程监控通信插座 | 提供远程监控通信接口 | 参见本规程7.2节 |
5-9A | UPS的电源输入和电源输出端子排 | 提供和接取USP电源 | — |
5-9B | USP监控信号端子排或插座 | 监控USP运行 | 参见本规程4.9.13条 |
4.13 系统技术指标
4.13.1 泵站自动化系统技术指标应符合表4.13.1的规定。
表4.13.1 系统技术指标
技术指标 | 规定数值 | |
数据扫描周期 | ≤100ms | |
数据传输时间 | ≤500ms(PLC值上位机) | |
控制命令传送时间 | ≤1s(上位机至PLC) | |
实时画面数据更新周期 | ≤1s | |
实时画面调用时间 | ≤3s | |
平均故障间隔时间(MTBF) | ≥17000h | |
平均修复时间(MTTR) | ≤1h | |
双机切换到功能恢复时间 | ≤30s | |
站内事件分辨率 | ≤10ms | |
计算机处理器的负荷率 | 正常状态下任意30min内 | <30% |
突发任务时10s内 | <60% | |
LAN负荷率 | 正常状态下任意30min内 | <10% |
突发任务时10s内 | <30% | |
通信故障恢复时间 | ≤0.5s |
4.14 设备安装技术要求
4.14.1 泵站自动化控制设备应安装在控制机柜内,中小型泵站宜设置一台控制机柜,控制机柜应符合下列规定:
1 室内控制机柜宜采用冷轧钢板制作,室外控制机柜宜采用不锈钢板或工程塑料制作,金属板材的厚度应符合表4.14.1的规定。
表4.14.1 控制机柜板材厚度(mm)
机柜高度 | <300 | 300~800 | 800~1500 | >1500 |
材料厚度 | ≥1.2 | ≥1.5 | ≥2.0 | ≥2.5 |
2 控制机柜电源进线应设总开关,各用电回路应按负荷情况设配电开关,均应采用小型空气断路器。低压直流电源宜设熔丝保护。
3 控制机柜应设置可靠的保护接地装置及防雷防过电压保护装置,柜内应设置工作照明和单相检修电源插座。
4 柜内元件和设备应设置编号标识,安装间距应满足通风散热的要求,发热量大的设备应安装在机柜的上部。
5 面板上的各种开关、指示灯、表计均应设中文标签,标明其代表的回路号及功能,其中按钮和指示灯的颜色应符合现行国家标准《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》GB 2682的规定,面板仪表宜采用数字显示。
6 柜内连接导线宜采用0.6kV绝缘铜芯线,截面不应小于0.75mm2,其中电流测量回路应采用截面不小于2.5mm2的多股铜导线。连接导线宜敷设在汇线槽内,两端应有导线编号,颜色选配应符合现行国家标准《电工成套装置中的导线颜色》GB2681的规定。
7 接线端子应标明编号,强、弱电端子宜分开排列,最下排端子距离机柜底板宜大于350mm,有触电危险的端子应加盖保护板,并设置警示标记。
8 电流回路应设置试验端子,电流测量输入端子应设置短路压板,电压测量输入端子应设置保护熔丝。
4.14.2 控制机柜宜设置在泵站控制室,周围环境应干燥,无强烈振动,无强电磁干扰,无导电尘埃和腐蚀性气体,无爆炸危险性气体,避免阳光直射。
4.14.3 当控制室设置防静电地板时,高度宜为300mm。可调量为±20mm。架空地板及工作台面的静电泄漏电阻值应符合国家现行标准《防静电活动地板通用规范》SJ/T 10796的规定。控制机柜应采用有底座的固定安装,底座高度应与底板子齐。对从下部进出电缆的控制机柜落地安装时,控制机柜下部应设置电缆接线操作空间。
4.14.4 泵站控制室的温度宜控制在18~28℃之间,相对湿度宜控制在40%~75%之间。
4.14.5 泵站控制室应布设保护接地母线,整个控制室应构成一等电位体,所有可触及的金属部件均应可靠连接到接地母线上。
4.14.6 控制室操作台宜设置综合布线槽;台面设备布置应符合人机工程学的要求,便于操作;台面下柜内安装计算机设备时,应考虑通风散热措施。
4.14.7 泵站控制系统的连接电缆应采用铜芯电缆。
4.14.8 控制电缆宜采用4芯以上,备用芯不得少于1芯;当长度超过200m或存在较大干扰时,应采用铜网屏蔽电缆。
4.14.9 模拟量信号传输应采用铜网屏蔽双绞线,视频信号传输宜采用同轴电缆,通信电缆选用应与终端设备的特性相匹配。
4.14.10 系统供电电缆和仪表信号电缆应分开敷设。
4.14.11 屏蔽电缆宜采用单端接地,接地端宜设在内场或控制设备一侧。
4.14.12 电缆和光缆在室内可采用桥架、支架或穿管敷设,在室外宜采用穿预埋管敷设或沿电缆沟敷设;直埋敷设时应采用铠装电缆和光缆。
4.14.13 架空地板下的电缆应敷设在槽式电缆桥架或电缆托盘内,并应加设盖板。
4.14.14 钢质电缆桥架、电缆支架及其紧固件等均应进行热浸锌等防腐处理。浸锌厚度不应小于20μm,电缆桥架宜采用冷轧钢板制作,板材厚度应符合表4.14.14的规定。
表4.14.14 电缆桥架板材厚度(mm)
桥架宽度 | <400 | 400~800 |
材料厚度 | ≥1.5 | ≥2.0 |
4.14.15 电缆在梯式桥架或支架上敷设不宜超过一层,在槽式桥架或托盘内敷设不宜超过三层,两端及分支处应设置标识。
4.14.16 仪表设备的终端电缆保护管及需要缓冲的电缆保护管应采用挠性管,挠性管应采用不锈材质或防腐能力强的复合材料,并应设有防水弯。
4.14.17 电缆进户处、导线管的端头处、空余的导线管等均应作封堵处理,金属电缆桥架和金属导线管均应可靠接地。
4.14.18 自动化控制系统设备安装除应符合以上条文外,还应符合现行国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093的有关规定。
4.15 系统调试、验收、试运行
4.15.1 自动化系统调试前应编制完整的调试大纲。
4.15.2 泵站自动化系统调试应包括下列内容:
1 基本性能指标检测;
2 单项功能调试;
3 相关功能之间的配合性能调试;
4 系统联动功能调试。
4.15.3 调试中采用的计量和测试器具、仪器、仪表及泵站设备上安装的测量仪表的标定和校正应符合有关计量管理的规定。
4.15.4 泵站自动化系统的验收测试应以系统功能和性能检验为主,同时对现场安装质量、设备性能及工程实施过程中的质量记录进行抽查或复核。
4.15.5 上位机系统检验应包括下列内容:
1 在控制室实现对泵站内设备的运行监视和控制功能检验;
2 检查操作界面,应按设计意图、用户需求落实各工况的显示和操作画面;
3 报警、数据查询、报表、打印等功能的检验;
4 系统技术指标测试。
4.15.6 控制系统的检验应包括下列内容:
1 控制方式的切换和手动、自动方式下的控制功能检验;
2 故障和报警的响应,故障状态下的设备保护和控制功能检验;
3 操作界面的编排、内容、功能应符合设计意图和用户需求;
4 设备联动、自动运行功能检验;
5 技术指标测试。
4.15.7 外围设备检验应包括下列内容:
1 检测接地电阻值应符合设计要求;
2 防雷、防过电压措施应符合设计要求;
3 模拟显示屏安装的允许偏差和检查方法应符合表4.15.7—1的规定;
4 控制机柜、控制台和型钢底座安装的允许偏差和检查方法应符合表4.15.7—2的规定。
表4.15.7-1 模拟显示屏安装的允许偏差和检查方法
检验项目 | 允许偏差 | 检查数量 | 检查方法 |
平面垂直度 | 1mm/m | 全数 | 吊线测量 |
平面的平面度 | 2mm/m² | 全数 | 直尺测量 |
符号线条直线度 | 0.5mm/m | 20% | 吊线或拉线测量 |
单个拼块的平整度 | 0.1mm | 5% | 塞尺测量 |
相邻拼块平整度 | 1.2mm | 5% | 直尺与塞尺测量 |
拼块之间的间隙 | 0.1mm | 5% | 塞尺测量 |
表4.15.7-2 控制机柜、控制台和型钢底座安装的允许偏差和检查方法
检验项目 | 允许偏差 | 检查数量 | 检查方法 | ||
基础型钢底座 | 直线度 | — | 1mm/m | 全数 | 拉线,用尺测量最大偏差处 |
全长 | 5mm | 全数 | |||
水平倾斜度 | — | 1mm/m | 全数 | 拉线,用水平尺或水准仪测量 | |
全长 | 5mm | ||||
控制机柜和控制台 | 垂直度 | 1.5mm | 全数 | 吊线,用尺测量 | |
单柜(台)顶部高差 | 2mm | 全数 | 柜顶拉线,用尺或水平测量 | ||
柜顶最大高差(柜间连接多于2处) | 5mm | ||||
柜正面平面度 | 相邻柜(台)接缝处 | 1mm | 全数 | 从柜上、中、下用拉线的方法测量 | |
柜间连接(多于5处) | 5mm | ||||
柜(台)间接缝处 | 2mm | 全数 | 用塞尺测量 |
4.15.8 仪表设备检验应符合下列规定:
1 量程选配与实际相符;
2 具有有效的计量检验合格证书;
3 测量范围内为线性,具有符合泵站控制系统要求的4~20mA模拟量输出或通信接口;
4 控制系统对仪表采样的显示值应与现场指示值一致。
4.15.9 泵站自动化控制系统应在调试完成,各项功能符合设计要求后,方可与工艺系统一起投入试运行。
4.15.10 连续联动调试运行时间不应小于72h,应采用全自动控制方式,联动运行期间对任何仪表、传感器、通信装置、控制设备的故障应进行诊断和纠正。
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5 污水处理厂供配电
5.1 负荷计算
5.1.1 装机容量统计应符合下列规定:
1 用需要系数法确定各类设备的计算负荷。
2 分变电所的计算负荷为各设备组负荷的计算之和乘以该区域内动力设备运行的同时系数。
3 总变电所的计算负荷为各分变电所计算负荷之和再乘以综合同时系数。
5.1.2 设备组的需要系数按功能区确定应符合表5.1.2的规定。
表5.1.2 设备组的需要系数
用电设备组名称 | 需要系数(Kx) | cosφ | tanφ |
水泵、泥泵、药泵等 | 0.75~0.85 | 0.80~0.85 | 0.70~0.62 |
风机 | 0.75~0.85 | 0.80~0.85 | 0.70~0.62 |
通风机、除臭设备 | 0.65~0.70 | 0.80 | 0.75 |
格栅除污机、皮带运输机、压榨机等 | 0.50~0.60 | 0.75 | 0.88 |
搅拌机、吸刮泥机等 | 0.75~0.85 | 0.80~0.85 | 0.70~0.62 |
消毒设备(紫外线、加氯机等) | 0.80~0.90 | 0.50 | 1.73 |
起重器及电动葫芦(ε=25%) | 0.10~0.15 | 0.50 | 1.73 |
控制系统设备 | 0.60~0.70 | 0.80 | 0.75 |
污泥脱水设备 | 0.70 | 0.70~0.80 | 0.80~0.75 |
污泥干化设备 | 0.80 | 0.90 | 0.48 |
干污泥输送设备(料仓) | 0.65~0.70 | 0.80 | 0.75 |
电子计算机主机外部设备 | 0.40~0.50 | 0.50 | 1.73 |
试验设备(电热为主) | 0.20~0.40 | 0.80 | 0.75 |
各类仪表 | 0.15~0.20 | 0.70 | 1.02 |
厂房照明(有天然采光) | 0.80~0.90 | — | — |
厂房照明(无天然采光) | 0.90~1.00 | — | — |
办公楼照明 | 0.70~0.80 | — | — |
5.1.3 污水处理厂负荷的计算应按本规程第3.1.3条执行,并应符合下列规定:
1 分变电所区域设备的有功功率同时系数KΣp和无功功率同时系数KΣQ应分别取0.85~1和0.95~1。
2 总变电所的综合同时系数KΣp和KΣQ应分别取0.8~0.9和0.93~0.97。
3 当简化计算时,同时系数KΣp和KΣQ均应取为KΣp值。
5.2 系统结构
5.2.1 变电所设置根据负荷分布特点应符合下列规定:
1 变电所的形式和布置应根据负荷分布状况和周围环境确定。
2 当系统结构为分布式时,宜设总变电所和若干分变电站所。
3 供电负荷应为二级,对特别重要的污水处理厂应定为一级负荷。
4 二级负荷应由双电源供电,二路互为备用或一路常用一路备用。
5.2.2 总变电所和分变电所设置应符合下列规定:
1 含油浸式电力变压器的变电所内变压器室的耐火等级应为一级,其他房间的耐火等级应为二级。
2 总变电所和分变电所设置还应符合本规程第3.8.2条的规定。
5.2.3 总变电所系统设置应符合下列规定:
1 总变电所宜为独立式布置,设于污水处理厂负荷中心附近合适的位置,方便与各分变电所构成配电回路。
2 对35kV/10(6)kV变电所宜设为屋内式。
3 当35kV电源供电在35kV侧切换时,宜采用内桥接线。10(6)kV母线和低压母线宜采用单母线或单母线分段接线。
4 总变电所对外的配电宜采用放射式和树干式相结合的配电方式。
5 当供电电压为10kV,厂区面积较大,负荷又比较分散的工程,可采用10kV和0.4kV两种电压混合配电方式。
6 总变电所的布置应符合本规程第3.8.3~3.8.6条的规定。
5.2.4 分变电所系统设置应符合下列规定:
1 设置应靠近各自供电区域负荷中心。宜设于较大机械设备房的一端。
2 对大部分用电设备为中小容量,无特殊要求的用电设备,可采用树干式配电。
3 对用电设备容量大,或负荷性质重要,或布置在有潮湿、腐蚀性环境的构筑物内的设备,宜采用放射式配电。
4 当总变电所向分变电所放射式供电时,分变电所的电源进线开关宜采用负荷开关。当分变电所需要带负荷操作或继电保护、自动装置有要求时,应采用断路器。
5 变压器低压侧电压为0.4kV的总开关应采用低压断路器。
5.3 操作电源
5.3.1 污水处理厂主变电所操作电源应采用直流操作系统,应选用免维护铅酸蓄电池直流屏。
5.3.2 污水处理厂各个分变电所的操作宜采用简单的交流操作系统。
5.4 短路电流计算及保护
5.4.1 供配电系统短路电流计算及保护应符合本规程第3.6节的有关规定。
5.5 系统设备要求
5.5.1 供配电系统设备要求包括总线接口应符合本规程第3.7节的有关规定。
5.6 照 明
5.6.1 污水处理厂的照明计算、光源选择、建筑物和道路灯具选择应符合本规程第3.9节的有关规定。
5.6.2 初沉池、生物反应池、二沉池等大型户外构筑物群区的照明宜采用广照型的高杆灯。
5.7 接地与防雷
5.7.1 变电所接地的型式和布置应符合本规程第3.10.1~3.10.11条的有关规定。
5.7.2 防雷应符合下列规定:
1 防雷措施应包括建筑物防雷和电力设备过电压保护。
2 防雷装置的设置应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的规定。
3 污泥消化池、沼气柜、沼气过滤间、沼气压缩机房、沼气火炬、加氯间等属于二类防雷建筑物的防爆危险场所,应采取防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入的措施。
4 对办公楼、泵房等属于三类防雷建筑物的场所,应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。
5 变电所的低压总保护柜内宜设第一级电源浪涌保护器;现场站总配电箱宜设二级电源浪涌保护器;供电末端重要的仪表配电箱宜设三级电源浪涌保护器。
6 浪涌保护器的设置应符合本规程第3.10.12条的规定。
5.8 防爆电器的应用
5.8.1 污泥消化池、沼气柜、沼气过滤间、沼气压缩机房、沼气火炬、加氯间等防爆场所的电气设备必须采用防爆电器,并应符合下列规定:
1 电动机应采用隔爆型或正压型鼠笼型感应电动机。
2 控制开关及按钮应采用本安型或隔爆型设备。
3 照明灯具应采用隔爆型设备。
5.8.2 控制盘、配电盘不应布置在防爆1区,布置在防爆2区的控制盘、配电盘应采用隔爆型设备。
5.8.3 防爆电器选择应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定。
5.9 电气施工及验收
5.9.1 电气施工及验收应符合本规程第3.11节的有关规定。
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6 污水处理厂自动化系统
6.1 一般规定
6.1.1 应根据污水处理厂规模、控制和节能要求配置数据采集和监视控制(SCADA)系统,实现污水处理自动化管理。
6.1.2 污水处理厂自动化程度和仪表配置要求、测量范围应根据工艺要求确定。
6.1.3 检测和测量仪表应按控制系统的要求提供4~20mA的标准电流信号输出或现场总线式的通信接口。
6.1.4 直接与污水、污泥、气体接触的仪表传感器防护等级应为IP68;室内变送器、控制器防护等级不应小于IP54;室外变送器、控制器的防护等级不应小于IP65。
6.1.5 现场设备控制箱应设置运行状态指示、手动操作按钮和手动/联动方式选择开关。
6.1.6 污水处理厂自动化系统应通过设备控制箱实施对现场设备的启动和停止控制;宜采用二对常开触点分别控制设备的启动和停止。
6.1.7 设备控制箱应按控制系统的要求提供现场总线通信接口或硬线信号接口。
6.1.8 所有安装在污水处理现场的仪表均应按照防潮、防腐要求配备保护箱、遮阳罩、不锈钢支架等附件,并应可靠接地。
6.2 规模划分与系统设置要求
6.2.1 污水处理厂工艺按流程和处理程序可划分为:预处理工艺;一级处理工艺;二级处理工艺;深度处理工艺;污泥处理工艺;最终的污泥处理等。
6.2.2 监控系统规模、工艺参数检测要求、检测点布设等均应根据污水处理厂的规模和工艺要求确定。
6.2.3 污水处理厂应设置生物池曝气量自动调节或生物工艺优化控制系统。
6.3 系统结构
6.3.1 污水处理厂的自动化控制系统宜采用三层结构,包括信息层、控制层和设备层,并应符合下列规定:
1 信息层设备布设在污水处理厂中控室,采用具有客户机/服务器(C/S)结构的计算机局域网,网络形式宜采用10/100/1000M以太网。
2 控制层宜采用光纤工业以太网或成熟的工业总线网络,以主/从、对等或混合结构的通信方式连接监控工作站、工程师站和厂内各就地控制站。
3 控制层设备设在各个现场控制站,控制器下可设远程I/O站;现场控制站宜为无人值守模式,操作界面采用触摸显示屏。
4 大、中型污水处理厂设备层宜采用现场总线网络,小型污水处理厂宜采用星型拓扑结构方式,以硬接线电缆连接仪表和设备控制箱。
6.3.2 重要污水处理厂的控制系统宜采用冗余结构。
6.4 系统功能
6.4.1 污水处理厂的运行监视功能可通过布设在各工艺构筑物中仪表及机械设备、控制箱、变配电柜内的传感器、变送器所采集的实时信息经就地控制器的收集、预处理以后上传到中控室统计、处理、存储。运行监视范围应包括下列内容:
1 物理量监视应为:
1)物位值及超高、超低物位报警;
2)瞬时流量、累积流量和故障报警;
3)温度及报警;
4)压力及报警;
5)污泥界面。
2 水质分析监视应为:
1)固体悬浮物浓度(SS);
2)污泥浓度(MLSS);
3)酸碱度/温度(pH/T)
4)溶解氧(DO);
5)总有机碳(TOC);
6)总磷(TP);
7)氨氮(NH3-N);
8)硝氮(NO3-N);
9)化学需氧量(COD);
10)生化需氧量(BOD);
11)氧化还原电位(ORP);
12)余氯。
3 机械设备运行状态监视应为:
1)水泵运行状态和故障报警;
2)格栅除污机、输送机、压榨机的运行状态和故障报警;
3)电动闸门、阀门、堰门的位置、运行状态和故障报警;
4)沉砂池除砂装置运行状态和故障报警;
5)曝气设备运行状态和故障报警;
6)刮砂机、吸刮泥机的运行状态和故障报警;
7)搅拌机的运行状态和故障报警;
8)鼓风机、压缩机的运行状态和故障报警;
9)污泥消化设备机组运行状态和故障报警;
10)污泥浓缩机组运行状态和故障报警;
11)污泥脱水设备、输送设备、料仓设备运行状态和故障报警;
12)污泥耗氧堆肥处理系统运行状态和故障报警;
13)出水消毒装置运行状态和故障报警;
14)加药系统运行状态和故障报警。
4 自动化系统应有电力监控功能,技术要求应符合本规程第4.7节的有关规定。电力监控范围包括主变电所和分变电所。
6.4.2 污水处理厂中控室应将采集到的所有自动化信息为依据,经过数学模型计算或人工判断以后按周期发出各类运行控制命令到各就地控制站执行,运行控制对象应包括下列内容:
1 水泵(进水、出水)运行、调速;
2 格栅除污机、输送机、压榨机运行;
3 电动闸门、阀门、堰门开/闭、开度;
4 除砂装置运行;
5 曝气设备运行、曝气机浸没深度;
6 刮砂机、吸刮泥机运行;
7 搅拌机运行、调速;
8 鼓风机/压缩机运行(开启、调速、进口导叶片角度控制等);
9 污泥消化池温度控制;
10 污泥消化池进泥量和搅拌,
11 污泥浓缩机系统运行、加药量控制;
12 污泥脱水机组、输送设备、料仓控制;
13 污泥耗氧堆肥处理系统运行、加料量控制;
14 发水消毒装置运行;
15 沼气脱硫运行;
16 其他与工艺有关的运行设备。
6.4.3 污水处理厂应设有环境与安全监控功能,应包括下列内容:
1 有毒、有害、易燃、易爆气体的监测;
2 厂区视频图像监视和安全防卫系统;
3 火灾报警系统。
6.4.4 中央控制室功能应符合下列规定:
1 应具有与上级区域监控中心通信的功能。
2 应通过模拟屏、操作终端等显示设备对污水处理厂生产过程进行监视。宜设置组合式显示屏,满足生产监视和视频图像综合显示的需要。
3 运行控制应通过操作终端实现对全厂的生产过程进行调节,对水质进行控制。通过布设在各区域的就地控制站实现。
4 应在中央控制室完成运行参数统计、设备管理、报表等运行管理功能。
5 应具有手动、自动两种控制方式转换功能。
6 操作界面应具有汉化的图形化人机接口。
7 操作画面应包括:污水处理厂总电气图和各分变电所的电气图、厂总平面布置图和每个单体的局部平面布置图、厂总工艺流程图和每个单体的局部工艺流程图、剖面图、高程图、报警清单、参数设定。
6.4.5 就地控制站功能应符合下列规定:
1 应具有数据采集、处理和控制功能。现场站操作画面包括:现场站的电气图、现场站平面布置图、区域工艺流程图、剖面图、高程图、报警清单、参数设定。
2 操作界面应具有手动、自动两种控制方式转换功能。
3 操作界面应具有汉化的图形化人机接口。
6. 4.6 中控室和就地控制站的操作界面分类分层的显示和控制方式应符合本规程第4.4.9~4.4.11条的规定。
6.5 检测和监视点设置
6.5.1 进水水质和出水水质检测应包括下列内容:
1 酸碱度/温度(pH/T);
2 总磷(TP);
3 氨氮(NH3-N);
4 硝氮(NO3-N);
5 化学需氧量(COD);
6 生化需氧量(BOD)。
6.5.2 集水池宜设置下列监视和控制点:
1 粗格栅池内设置液位计或液位差计,液位差值控制格栅的清污动作;
2 封闭的格栅间内设置硫化氢检测仪;
3 格栅除污机、输送机、压榨机和闸门的监视和控制。
6.5.3 进水泵房宜设置下列监视和控制点:
1 进水井内设超声波液位计,液位测量值作为进水泵的控制依据;
2 泵出水管设电磁流量计,作为污水处理厂的处理量的计量;
3 水泵监视和控制及泵出口阀的联动控制。
6.5.4 沉砂池宜设置下列监视和控制点:
1 细格栅池内设超声波液位差计,液位值作为沉砂池控制参数,控制细格栅的清污动作;
2 封闭的细格栅井内设分体式硫化氢检测仪,监测有害气体浓度;
3 出水井内设置固体悬浮物浓度(SS)检测;
4 出水井内设置酸碱度/温度(pH/T)、总磷(TP)检测;
5 电动闸门、阀门和除砂设备的监视和控制。
6.5.5 生物池宜设置下列监视和控制点:
1 厌氧区中间和生物池出水端设置污泥浓度(MLSS)检测仪;
2 好氧区曝气总管和分管上设气体流量计;
3 厌氧区和缺氧区分别设氧化还原电位(ORP)检测仪;
4 好氧区的鼓风曝气稳定区设溶解氧(DO)检测仪,机械曝气机下游稳定区设溶解氧(DO)检测仪;
5 厌氧区入口稳定区设溶解氧(DO)检测仪;
6 缺氧区入口稳定区设溶解氧(DO)检测仪;
7 生物池出水端设溶解氧(DO)检测仪;
8 厌氧区末端设氨氮(NH3-N)、硝氮(NO3-N)分析仪(或C2综合分析仪);
9 电动闸门、阀门、搅拌机,内回流泵、曝气机、气体调节阀、电动堰门的监视控制。
6.5.6 初沉池、二沉池宜设置下列监视和控制点:
1 二沉池设污泥界面计,检测污泥泥位;
2 吸刮泥机、配水/泥闸门或电动堰板、闸门、排泥阀门的监视和控制。
6.5.7 鼓风机房宜设置下列监视和控制点:
1 空气总管设压力变送器、温度变送器和气体流量计;
2 鼓风机风量、风压和过滤器的监视和控制;
3 鼓风机、变频器、导叶的运行监视和控制。
6.5.8 回流及剩余污泥泵房宜设置下列监视和控制点:
1 回流污泥浓度(MLSS)检测;
2 设分体式超声波液位计,控制污泥泵的运行;
3 设浮球液位开关,防止回流及剩余污泥泵的干运行;
4 回流污泥泵出泥管道上设电磁流量计,计量回流污泥和剩余污泥量;
5 回流污泥泵、剩余污泥泵及变频泵的监视和控制。
6.5.9 出口泵房及出水井宜设置下列监视和控制点:
1 前池内和出水井内设分体式超声波液位计;
2 设出水泵监视、运行控制或按需要设出水量调节系统(出水泵变频调速或导叶角调节)。
6.5.10 储泥池宜设置下列监视和控制点:
1 设置分体式超声波泥位计,根据泥位控制储泥池泥泵的运行循环及控制储泥池的进、排泥;
2 设搅拌机、浆液阀及泥泵监视和控制。
6.5.11 污泥浓缩池宜设置下列监视和控制点:
1 设污泥流量计和加药流量计,以污泥流量控制污泥浓缩机组的运行;
2 设污泥界面计,检测污泥泥位;
3 设污泥浓缩机组监视和控制。
6.5.12 污泥消化池宜设置下列监视和控制点:
1 进泥管设电磁流量计、温度变送器和pH变送器;
2 出泥管设温度变送器,池顶设雷达液位计,气相压力变送器;
3 中部设温度变送器;
4 产气管设沼气流量计;
5 可燃气体检测仪;
6 设有搅拌机、污泥泵和热水泵的监视和控制。池顶设压力和真空安全阀。
6.5.13 污泥浓缩脱水机房宜设置下列监视和控制点:
1 进泥管和加药管设流量计,控制脱水机进泥量和加药量;
2 设带双探头的硫化氢检测仪,检测探头分别设在工作间和污泥堆放间;
3 设脱水机监视和控制及污泥输送、储存、装车的监控。
6.5.14 沼气柜宜设置下列监视和控制点:
1 设甲烷探测器,以检测可燃气体的浓度;
2 设压力仪,检测压力并报警和连锁保护;
3 设沼气增压机气动蝶阀监视和控制。沼气柜高度和压力的监测、报警、连锁保护。
6.5.15 沼气锅炉房宜设置下列监视和控制点:
1 沼气进气管设沼气流量计;
2 设压力变送器和水位计,根据锅炉水位调节补水量;
3 进水管设温度变送器;
4 出水管设温度变送器、压力变送器和流量计,根据锅炉出水温度调节燃气流量;
5 储水池设超声波液位计,监测储水池液位;
6 设置甲烷探测器,检测可燃气体的浓度;
7 设沼气增压泵、沼气锅炉排水泵、循环泵的监视和控制。
6.5.16 污水处理厂应设置出水流量计量,计量排放水量。
6.5.17 出水高位井排放口宜设置分体式超声波液位计,监测排放口液位。
6.5.18 消毒池宜设置下列监视和控制点:
1 余氯检测仪(加氯消毒工艺);
2 消毒装置的监视和控制(加氯消毒、紫外线消毒或其他消毒工艺)。
6.6 检测和测量技术要求
6.6.1 液位、泥位的测量宜采用超声波液位计或液位差计。技术要求应符合本规程第4.5.1条的规定。
6.6.2 污水管道满管流量测量宜采用电磁流量计。技术要求应符合本规程第4.5.2条的规定。
6.6.3 污水处理厂设备管道压力测量宜采用压力变送器。技术要求应符合本规程第4.5.3条的规定。
6.6.4 温度测量应符合本规程第4.5.4条的规定。
6.6.5 宜采用硫化氢检测仪测量封闭式格栅井和污泥脱水机房的硫化氢浓度。技术要求应符合本规程第4.5.5条的规定。
6.6.6 溶解氧(DO)检测应符合下列规定:
1 分辨率应为0.05mg/L。信号表示单位是mg/L。
2 具有探头自动清洗功能。
3 传感器采用便于举升探头的池边安装支架;变送器采用单柱安装支架和遮阳板(罩)。
6.6.7 固体悬浮物浓度(SS)检测应符合下列规定:
1 分辨率应为0.01mg/L。信号表示单位是mg/L。
2 传感器具有旋转刮片组成的自动清洁装置。
3 传感器采用池边安装支架或管道安装方式;变送器采用单柱安装支架。
6.6.8 氨氮(NH3-N)、硝氮(NO3-N)检测应符合下列规定:
1 精度应小于显示值±0.5%。信号表示单位是mg/L。
2 防护等级为:IP54,自动标定、自动清洗。
3 宜采用离子选择电极法或比色法;当采用离子选择电极法时,应在现场采用便于举升传感器的池边安装支架,变送器采用单柱安装且保护箱外应设遮阳装置。当采用比色法时,应同时成套提供可自动空气反吹清洗的完整的取样及预处理系统,包括从测量点取样用的取样泵(可选)、取样管道、各种附件等装置。进水水质分析必须提供粗、细过滤装置。
6.6.9 污泥泥位检测应符合下列规定:
1 精度应为显示值的1%,分辨率应为0.03m。信号表示单位是m。
2 传感器应具有自动清洗装置。
3 传感器采用池边安装支架;变送器采用单柱安装支架。
6.6.10 气体流量测量应符合下列规定:
1 精度应为显示值的0.5%。信号表示单位是m³/s。
2 变送器防护等级为:IP65。沼气流量计应采用防爆形式。
3 宜采用热扩散气体检测原理。
6.6.11 酸碱度/温度(pH/T)值检测应符合下列规定;
1 精度应小于测量值的0.75%,分辨率为:pH=0.01,T=0.1℃。T信号表示单位是℃。
2 传感器采用池边安装不锈钢支架。
6. 6.12 氧化还原电位ORP检测仪测量应符合下列规定:
1 精度应小于显示值的0.5%。信号表示单位是mV。
2 传感器采用池边安装不锈钢支架。
6.6.13 甲烷检测和报警应符合下列要求:
1 沼气锅炉房采用甲烷探测器检测可燃气体的浓度。检测报警装置的主要技术参数应符合表6.6.13的规定。
表6.6.13 甲烷可燃气体检测报警装置的主要技术参数
参数名称 | 选取值 |
检测范围V/V% | 0~10 |
显示方式 | 现场数字显示,控制室显示 |
检测误差(%) | ≤3 |
报警阈值V/V% | 1 |
响应时间(s) | ≤60(满量程90%) |
防爆性能 | 本安防爆 |
6.6.14 余氯分析的精度应为±5%。信号表示单位是mg/L。
6.6.15 总磷(TP)分析应符合下列规定:
1 精度应为显示值的±2%。信号表示单位是mg/L。
2 宜采用比色法并应同时提供可自动清洗的完整的取样及预处理系统,包括从测量点取样用的取样探头、取样管道、各种附件等装置。对于进水水质分析仪应提供粗、细两套过滤装置。
6.6.16 化学需氧量(COD)测量应符合下列规定:
1 当COD值大于100mg/L时,精度应小于显示值的±10%。当COD值小于或等于100mg/L时,精度应小于显示值±6mg/L,分辨率为1mg/L。信号表示单位是mg/L。
2 探头具有机械自清洗功能。
3 传感器采用池边安装不锈钢支架。
6.6.17 生化需氧量(BOD)测量应符合下列规定:
1 精度应为显示值的±10%,分辨率为1mg/L。信号表示单位是mg/L。
2 探头具有机械自清洗功能。
3 传感器采用池边安装不锈钢支架。
6.6.18 分析仪器试剂应选用低毒、无害和低耗量。
6.7 设备控制技术要求
6.7.1 设备的控制位置和优先级应符合下列规定:
1 污水处理厂设备的控制优先级由高至低依次为:现场控制/机旁控制、配电盘控制、就地(单体)控制、中央控制,较高优先级的控制可屏蔽较低优先级的控制;每一级控制均应设置选择开关(如图6.7.1所示)。
2 现场控制/机旁控制应符合本规程第4.6.1条第1款的规定。
3 配电盘控制应符合本规程第4.6.1条第2款的规定。
4 现场控制/机旁控制和配电盘控制由厂内供配电系统实施,可对现场站设备手动控制而不依较于厂内自动化控制系统。
5 就地控制:一般在污水处理厂各现场的就地控制站内完成,是通过就地控制站自动化控制系统实施的控制,具有手动和自动两种控制方式。
6 中央控制:一般在污水处理厂综合楼的中央控制室内完成。宜通过中央控制系统操作界面的按键(或设定的功能键)完成调度和控制。系统控制水平高的污水处理厂则按照控制模型产生的控制模式自动地生成控制命令或由人工对控制模式确认以后下达控制命令,给相关的就地控制器执行。厂内各机械设备的联动亦由就地控制站的控制器根据要求完成。
7 污水处理厂应有与区域监控中心通信的功能。
6.7.2 水泵、格栅除污机、输送机、压榨机、闸门、阀门(包括配水/泥闸门、电动堰板排泥阀门)、除臭装置、通风、控制应符合本规程第4.6.2~4.6.6条的规定。
6.7.3 刮砂机、吸刮泥机控制箱接口信号应符合表6.7.3的规定。
表6.7.3 刮砂机、吸刮泥机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
6.7.4 搅拌机控制箱接口信号应符合表6.7.4的规定。
表6.7.4 搅拌机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
6.7.5 压缩机控制箱接口信号应符合表6.7.5的规定。
表6.7.5 压缩机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
6.7.6 鼓风机的控制应符合下列规定:
1 由配套的现场控制箱实施启动控制、运行保护和转速控制(变频)或进口导叶片角度控制以及风机组内部设备联动控制。
2 就地控制系统通过控制箱实施对鼓风机的启动停止和辖出风量的调节控制。
3 控制箱接口信号应符合表6.7.6的规定。
表6.7.6 鼓风机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
鼓风机转速(变频) | 下行 | 1 | — |
鼓风机电动机电流 | 上行 | 1 | — |
风机出风口压力 | 上行 | 1 | — |
控制给定 | 下行 | 1 | — |
6.7.7 电动调节阀的控制应符合下列规定:
1 采用曝气工艺的生物池相应的空气管道上应设置空气量检测和电动调节阀。
2 设置现场控制箱,按运行要求驱动电动调节阀控制生物池的进气量。
3 就地控制系统通过控制箱实施对调节阀的启动停止和开度的调节控制。
4 控制箱接口信号应符合表6.7.7的规定。
表6.7.7 调节阀控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
全开、全闭状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
开启度反馈 | 上行 | 1 |
6.7.8 污泥泵控制箱接口信号应符合表6.7.8的规定。
表6.7.8 污泥泵控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
污泥泵电动机电流 | 上行 | 1 |
6.7.9 污泥浓缩机组的控制应符合下列规定:
1 机组综合控制装置提供污泥浓缩机组的基本启动、停止逻辑控制和相关的污泥进料泵、加药泵、混合装置、反应器、污泥浓缩机、厚浆泵、增压泵等设备的联动控制。
2 控制箱接口信号应符合表6.7.9的规定。
表6.7.9 污泥浓缩机组控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
进料泵运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
加药泵运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
混合装置运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
反应器运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
污泥浓缩机组运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
厚浆泵运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
增压泵运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
进料泵运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
加药泵故障报警 | 上行 | 1 | — |
混合装置故障报警 | 上行 | 1 | — |
反应器故障报警 | 上行 | 1 | — |
污泥浓缩机组故障报警 | 上行 | 1 | — |
厚浆泵故障报警 | 上行 | 1 | — |
增压泵故障报警 | 上行 | 1 | — |
6.7.10 污泥脱水机组的控制应符合下列规定:
1 综合控制装置提供污泥脱水机组的基本启动、停止逻辑控制和相关的污泥切割机、污泥供料泵、加药泵、润滑、冷却、清洗等设备的联动控制。
2 脱水机组控制箱接口信号应符合表6.7.10的规定。
表6.7.10 脱水机组控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 2 | 综合电气、机械故障 |
润滑系统运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
润滑系统故障报警 | 上行 | 1 | — |
冷却系统运行、停止状态 | 上行 | 1 | — |
冷却系统故障报警 | 上行 | 1 | — |
清洗状态 | 上行 | 1 | — |
污泥切割机工作电流 | 上行 | 1 | — |
污泥供料泵工作电流 | 上行 | 1 | — |
污泥脱水机工作电流 | 上行 | 1 | — |
单组污泥脱水系统电量 | 上行 | 1 | — |
絮凝剂加注流量 | 上行 | 1 | — |
6.7.11 紫外线消毒装置接口信号应符合表6.7.11的规定 。
表6.7.11 紫外线消毒装置控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
6.7.12 加氯机控制箱接口信号应符合表6.7.12的规定。
表6.7.12 加氯机控制箱接口信号
信号名称 | 信号方向 | 点数 | 备注 |
运行、停止命令 | 下行 | 2 | — |
手动、联动方式状态 | 上行 | 2 | — |
运行、停止状态 | 上行 | 2 | — |
断路器合、分状态 | 上行 | 2 | 分闸:不可用 |
故障报警 | 上行 | 1 | 综合电气、机械故障 |
6.8 电力监控技术要求
6.8.1 电力监控技术要求应符合本规程第4.7节的有关规定。
6.9 防雷与接地
6.9.1 本安线路、本安仪表应可靠接地。本质安全型仪表系统的接地宜采用独立的接地极或接至信号回路的接地极上。
6.9.2 用电仪表的外壳、仪表盘、柜、箱、盒和电缆槽、保护管、支架地座等,在正常条件下不带电的金属部分由于绝缘破坏而有可能带电者。均应做保护接地。
6.9.3 信号回路的接地点应设在显示仪表侧。
6.9.4 控制系统宜建立统一接地体(总等电位连接板),综合控制箱、柜内的保护接地、信号回路接地、屏蔽接地应分别接到各自的接地母线上,再由各母线接到总等电位连接板。
6.9.5 防雷与接地还应符合本规程第4.8.1~4.8.4条的规定。
6.10 控制设备配置要求
6.10.1 污水处理厂控制设备配置要求应符合本规程第4.9节的有关规定。
6.10.2 工艺监控应配备2台工作站组成双机热备,1台用于正常工艺监控,另1台为备用。2台监控计算机的硬件和软件的配置应相同,功能和监控的对象应能互换。
6.10.3 污水处理厂电力监控宜专门配备1台工作站。运行故障时,应由工艺备用工作站替代工作。
6.10.4 生物池节能运转应独立配置控制模型运行和模拟的工作站1台。
6.10.5 数据管理宜由2台服务器组成双机热备。
6.10.6 污水处理厂中控室与各现场就地控制站间的光纤通信宜采用环形或星形组网方式。
6.10.7 大型污水处理厂中央控制系统宜考虑与工厂管理信息系统(MIS)互连。
6.11 安全和技术防范
6.11.1 污水处理厂应设置电视监控系统,并应符合下列规定;
1 厂内所有摄像机应连接视频矩阵切换器,将视频信号选择切换到主监视器。主监视器或数字录像机可以显示任何一台摄像机的视频信号。
2 安装在外场的摄像机应具有防振和防雷措施。
3 摄像机的选择应符合下列规定:
1)采用 CCD;
2)信号制式为PAL;
3)清晰度不应小于450TVL
4)最低照度宜为1.0lx;
5)视频输出为1.0Vp-p;
6)阻抗75Ω(BNC);
7)外罩应配置通风加热器、刮水器。
4 室外云台旋转角:水平宜为355°,垂直宜为±90°。
5 室外解码器控制输入接口可接受RS422、RS485或曼彻斯特码。通信速率宜为1200~19200bps。
6 视频矩阵切换器的选择应符合下列规定:
1)输入信号为1.0Vp-p±3dB,75Ω;
2)输出信号为1.0Vp-p±0.5dB,75Ω;
3)信噪比不应小于60dB;
4)控制接口可为RS232C或RS485;
5)应配操纵摇杆和编程键盘。
7 彩色监视器选择应符合下列规定:
1)清晰度不应小于450TVL;
2)输入信号为1.0Vp-p±3dB;
3)频率响应优于10MHz(-3dB)。
8 监视器应安装在固定的机架和机柜上;具有散热、电磁屏蔽性能;屏幕避免外来光直射;外部可调节部分易于操作和维护。
6.11.2 厂区周边的围墙可按管理要求设置周界防卫系统,控制主机和报警盘设在门卫室;发生报警时应与电视监控系统联动。
6.11.3 火灾报警控制器应根据消防要求设置,宜设在中央控制室。
6.11.4 根据管理要求,在污水处理厂重要的出入口通道可设置门禁系统。
6.11.5 在爆炸危险场所安装的自动化系统的仪表和材料,必须具有符合国家现行防爆质量标准的技术鉴定文件或防爆等级标志;其外部应无损伤和裂缝。
6.11.6 自动化系统的设备和仪表防爆应符合下列规定:
1 污泥消化池、沼气过滤间、沼气压缩机房、沼气脱硫间、沼气柜、沼气鼓风机、沼气火炬、沼气锅炉房、沼气发电机房、沼气鼓风机房等设备和防爆场所宜按1区考虑,仪表应选用本质安全型。
2 敷设在易爆炸和火灾危险场所的电缆(线)保护管应符合下列规定:
1)保护管与现场仪表、检测元件、仪表箱、接线盒和拉线连接时应安装隔爆密封管件,并做好充填密封;保护管应采用管卡固定牢固,不应焊接固定。密封管件与仪表箱、分线箱接线盒及拉线盒间的距离不应超过0.45m。
2)全部保护管系统必须确保密封。
3 安装在易爆炸和火灾危险场所的设备引入电缆时,应采用防爆密封填料进行密封。
4 沼气过滤间、压缩机房及污泥泵房均应考虑通风设施,并应防止招气进入或从管道中漏出。
5 控制室电线电缆沟出口处应采取措施以防止室外沼气逸出后进入沟内。
6 招气锅炉房应采用甲烷探测器检测可燃气体的浓度。
6.12 控制软件
6.12.1 操作系统应选择多任务多用户网络操作系统,中文版本,具有开放式的软件接口。
6.12.2 关系型数据库应具有标准的外部数据接口,能与其他控制软件和数据库交换数据。
6.12.3 应用软件应包括下列功能:
1 采用图控软件组态设计中控室的运行监控软件,具有中文界面,操作提示和帮助系统。提供污水处理厂总平面布置图、局部平面布置图、工艺流程图、设备布置图、高程图、剖面图、电气接线图、报警清单等,并在图形界面上实现对设备的操作、控制和运行参数设定。
2 提供整个监控系统运行的各种数据参数、各机械电气设备状态以及各接口设备状态的实时数据库及历史数据库,并具有在线查询、修改、处理、打印等数据库管理软件,能与管理信息系统(MIS)联网操作。
3 具有强而有效的图形显示功能。在确定监控画面后,可对监控对象进行形象图符设计、组态、链接、生成完整的实时监控画面,使用户能在监视器(CRT)上查询到各种监控对象的动态信息及故障。
4 日常的数据管理,对采集到的各种数据经计算、处理、分类,自动生成各种数据库及报表,供实时监测、查询、修改、打印;数据管理还包括生成后的报表文件的修改或重组。
5 设备管理应符合本规程4.11.4条第4款的规定。
6 对设备运行数据、流量数据、扬程数据、能耗数据进行记录和综合分析,提供节能控制模型的模拟和节能运行建议。能耗管理宜包括下列内容:
1)电力消耗;
2)化学药剂消耗;
3)给水消耗;
4)燃料计量。
7 完成各类数据的采集和通信网络的管理。
6.13 控制系统接口
6.13.1 就地控制系统与电气设备和仪表的接口如图6.13.1所示,各接口的功能应符合表6.13.1的规定。
表6.13.1 就地控制系统与电气设备和仪表的接口
编号 | 界面位置 | 功能 | 备注 |
2-1 | 就地配电箱供电电缆馈出端 | 接取就地控制系统的工作电源 | — |
2-3 | 各机电设备控制箱的控制信号端子排或插座 | 监控设备运行 | 参见本规程6.7节 |
2-5A | 仪表的工作电源端子排 | 提供仪表工作电源 | 参见本规程6.6节 |
2-5B | 仪表的信号输出端子排或插座 | 采集仪表的检查数据和工作状态 | 参见本规程6.6节 |
2-7A | 就地控制站控制机柜内的通信电源端子排 | 提供中控室控制通信设备的工作电源 | — |
2-7B | 就地控制站控制机柜内的远程监控通信插座 | 提供中控室控制通信接口 | 参见本规程6.4.4条 |
2-8A | UPS的电源输入和电源输出端子排 | 提供和接取UPS电源 | — |
2-8B | UPS监控信号端子排或插座 | 监控UPS运行 | 参见本规程4.9.13条 |
6.13.2 就地控制系统与电力设备的接口如图6.13.2所示,各接口的功能应符合表6.13.2的规定。
表6.13.2 就地控制系统与电力设备的接口
编号 | 界面位置 | 功能 | 备注 |
2-1 | 高压开关柜二次端子排或信号插座 | 监控高压开关设备和变压器运行 | 参见本规程4.7节 |
2-3A | 低压配电柜供电电缆馈出端 | 接取现场站控制系统的工作电源 | — |
2-3B | 低压开关柜二次端子排或信号插座 | 监控低压开关设备运行 | 参见本规程4.7节 |
2-4A | 就地控制站控制机柜内的通信电源端子排 | 提供中控室控制通信设备的工作电源 | — |
2-4B | 就地控制站控制机柜内的远程监控通信插座 | 提供中控室控制通信接口 | 参见本规程6.4.4条 |
2-5A | 直流源的电源输入和电源输出端子排 | 通信和接取直流源电源 | — |
2-5B | 直流源监控信号端子排或插座 | 监控直流源运行 | — |
6.13.3 在有关接口描述的文件中需明确的内容应符合本规程第4.12.3 条的规定。
6.14 系统技术指标
6.14.1 污水处理厂自动化系统技术指标应符合表6.14.1的规定。
表6.14.1 系统技术指标
技术指标 | 规定数值 | |
数据扫描周期 | ≤100ms | |
数据传输时间 | ≤500ms(PLC至上位机) | |
控制命令传送时间 | ≤1s(上位机至PLC) | |
实时画面数据更新周期 | ≤1s | |
实时画面调用时间 | ≤3s | |
平均故障间隔时间(MTBF) | ≥17000h | |
平均修复时间(MTTR) | ≤1h | |
双机切换到功能恢复时间 | ≤30s | |
站间事件分辨率 | ≤20ms | |
计算机处理器的负荷率 | 正常状态下任意30min内 | <30% |
突发任务时10s内 | <60% | |
LAN负荷率 | 正常状态下任意30min内 | <10% |
突发任务时10s内 | <30% | |
通信故障恢复时间 | ≤0.5s |
6.15 计 量
6.15.1 系统应对设备运行记录及控制模式进行综合考虑,使系统能在最低的消耗下发挥最大的效率。计量宜包括下列内容:
1 污水量;
2 污泥量;
3 给水量;
4 用电量;
5 用气量;
6 化学药剂(包括混凝剂、助凝剂、絮凝剂及其他添加剂等)量;
7 加氯量或其他消毒剂量。
6.15.2 计量应有记录、测算、显示和打印。
6.16 设备安装技术要求
6.16.1 中央控制室宜设在污水处理厂综合楼内,控制室应设置模拟屏、计算机(含工作站、服务器)、打印机、操作台椅、通信机柜、UPS和网络设备等。
6.16.2 就地控制站自动化设备(包括UPS)均应安装在控制机柜内,控制机柜要求应符合本规程第4.14.1条的规定。
6.16.3 中央控制室和就地控制站布置要求应符合本规程第4.14.2~4.14.6条的规定。
6.16.4 污水处理厂电缆和电缆桥架安装技术要求应符合本规程第4.14.7~4.14.16条的规定。
6.17 系统的调试、检验、试运行
6.17.1 自控设备、自动化仪表的调试、检验和试运行应符合本规程第4.15节的有关规定。
6.17.2 闭路监视电视系统安装施工质量的检验阶段、检验内容、检测方法及性能指标要求应符合现行国家标准《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198的有关规定。
6.17.3 电视监控系统的检验应符合下列规定;
1 电视监控系统图像画面清晰、稳定。
2 电视监控系统与其他系统的联动功能达到设计的规定。
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7 排水工程的数据采集和监控系统
7.1 系统建立
7.1.1 城镇排水系统数据采集和监视控制系统的体系宜包括下列层次(如图7.1.1所示):
1 第一层次为每一座城镇由政府建立的“数字化城市”的信息中心的一个子集;
2 第二层次为城市排水信息中心;
3 第三层次为按区域划分的区域监控中心;
4 第四层次为泵站、截流设施、污染源监察站、污水处理厂SCADA系统等;
5 第五层次为现场数据采集与监视控制的配置要求。
7.1.2 信息层次的选择与确定必须与排水系统管理体制相匹配,并应符合下列要求:
1 对小型城镇可不考虑第三层次的建立。
2 对大型城市除了在区域范围内按流域或片区的排水分系统建立若干区域监控中心,采集奉系统内泵站、截流设施、污染源以及污水处理厂的各类信息并建立双向通信以外,在居民比较集中的区(县)级城镇宜建立相对独立的信息分中心。
3 对防汛雨水泵站和污水泵站分开管理的体系,可分别建立区域监控中心。
7.1.3 污染源的监测点应设在排放污染废水的源头。监测信号应直接传送到区域监控中心或排水信息中心。
7.2 系统结构
7.2.1 城镇排水系统数据采集和监视控制(SCADA)系统的网络拓扑结构宜为星形(见图7.1.1)。
7.2.2 SCADA系统中远程站(第四层次)与所属区域监控中心(或信息中心)之间的通信网络应根据远程站的具体位置、规模和数据量大小选择。
7.2.3 在长距离的广域通信中宜采用公共通信网络。
7.2.4 广域通信的网络拓扑结构为星形,采用的标准通信规约是IEC60870-5-101(基本远动配套标准)。宜配用“逢变则报”(RBE)原则,节约通信资源,提高通信效率。
7.2.5 通信信道应采用主、备配置方式以保证通信的可靠性。
7.2.6 现场设备与控制站之间的通信宜采用现场控制总线。
7.3 系统功能
7.3.1 排水信息中心应实现下列功能:
1 收集各区域监控中心上报经过统计处理以后的各区域排水系统的各项参数。包括泵站运行状态与设备状态;污水处理厂运行和控制状态以及设备状态;污染源的污染程度;按月、季、年上报的各类报表。
2 应按管理要求建立相应的数据库。
3 应向上级部门报告各项排水管理信息。
4 不宜直接向泵站或污水处理厂下达控制命令。
7.3.2 区域监控中心应实现下列功能:
1 收集所属各远程站(泵站、截流设施、污水处理厂、污染源)上报的经过预处理的各项参数,包括泵站运行状态、流量、雨量、设备状态;污水处理厂运行状态、处理流量、质量、设备状态等;污染源的污染值;按日、月上报的各类报表。
2 应对各被监视的参数实施报警功能,应实现设备状态失常或数据越限报警和记录。
3 对所管理的排水系统应实施排水管网的调度和控制模式的下载,宜采用的控制方式是下达控制命令,由接受方确认后执行。
4 不宜对所属泵站或污水处理厂的具体设备实施直接的操作或控制。
5 应按照管理要求建立相应的数据库。
6 应建立与排水信息中心的通信联系,并上报所规定的各类信息和报表。
7.3.3 远程站(泵站、截流设施、污染源、污水处理厂等)应实现下列功能:
1 远程站应按一定采样周期采集现场状态信号和数据信息。
2 远程站所采集的数据应作数字滤波。并按一定要求作预处理,包括统计、记录等。应有冗余备份或容错支持。
3 远程站应有就地逻辑控制功能,提供设备运行的联动、连锁和控制;提供泵站的闭环运行控制或污水处理厂按预定运行模式执行的正常控制。
4 泵站应有远程监视和控制及泵站运行参数的远程调整。
5 污水处理厂应有应急预案的处置和按节能模型执行的模拟程序,当远程站运行出现异常时应有报警处理。
7.3.4 远程站主要参数实时监视和数据采集应符合下列规定:
1 对泵站(截流设施)的监视控制点为:
1)进水液位、出水液位;
2)流量(仅指污水泵站);
3)耗电量;
4)雨量;
5)闸门。
2 对污染源的监视控制点为:
1)TOC(COD);
2)pH;
3)流量。
3 对污水处理厂控制点为:
1)进水水质(BOD、COD、pH);
2)排放水质(BOD、COD、TOC、DO、TP、NO3-N、NH3-N);
3)处理水量;
4)能耗。
7.4 系统指标
7.4.1 系统的远动技术指标应符合下列要求:
1 综合遥测误差不得大于±1.0%;
2 遥信正确率不得小于99.9%;
3 遥控正确率不得小于99.9%;
4 越死区传送最小整定值应为0.5%额定值;
5 站内事件顺序分辨率不得大于20ms;
6 站见事件顺序分辨率不得大于100ms。
7.4.2 系统的实时性指标应符合下列要求:
1 系统遥测数据刷新时间不得大于5min;
2 系统遥控执行时间不得大于30s。
7.4.3 系统的可靠性指标应符合下列要求:
1 电缆通信的信道误码率不得大于10-6,光缆通信的信道误码率不得大于10-9;
2 单机系统可用率不应小于95%;
3 双机系统可用率不应小于99.8%。
7.5 系统设备配置
7.5.1 信息中心(分中心)、区域监控系统应建立C/S结构形式的信息系统,并应符合下列规定:
1 冗余配置的服务器:视系统范围的大小计算数据容量并按性价比配置设备。
2 冗余的工作站:按信息中心的功能要求和系统远期容量配置处理点数和程序模块。
3 冗余的网络:建立基于10/100/1000M以太网的局域网。
4 设路由器:建立与上层信息中心的联系。
5 设网关与MIS系统建立联系。
6 设模拟屏及其控制器。
7 设打印机和UPS。
7.5.2 系统中所配置的各类设备技术要求应符合本规程第4.9节的规定。
7.5.3 信息中心(分中心)、区域监控系统、污水处理厂控制中心、泵站信息层软件系统应包括系统软件、应用软件和通信软件。
7.5.4 各就地控制站的软件应包括可编程序逻辑控制器(PLC)的编程软件及操作界面的通信软件。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 规程中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。