[發明專利]一種凈水廠清水池水位管理節能控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110598883.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113309186B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 趙瀟然;汪力;李志濤;李鑫瑋;岑敬明;劉偉巖
• 申請（專利權）人: 北控水務（中國）投資有限公司
• 主分類號: E03B11/10
• 分類號: E03B11/10;E03B11/16;E03B5/02;G05D9/12;C02F9/04
• 代理公司: 北京智慧亮點知識產權代理事務所(普通合伙) 11950
• 代理人: 史明罡

本申請公開了一種凈水廠清水池水位管理節能控制方法及系統，包括：獲取凈水廠清水池水位歷史運行數據，通過分析所述歷史運行數據，預測所述凈水廠各工藝環節出廠水量的信息，按照所述凈水廠各工藝環節出廠水量的預測信息，分析廠區內原水輸水管段的取水量特征信息；基于所述原水輸水管段的取水量特征信息，確定使凈水廠的取水泵組與送水泵組的運行總功率最小情形下的啟停與運行頻率的約束函數，以獲得滿足凈水廠清水池供水需求條件下的最優水泵控制方案。本發明通過調節原水取水泵房的泵組啟停，保證清水池的水位長時間維持在較高水位范圍內，以此降低送水泵房泵組的實際運行揚程，降低泵組的實際運行功率和送水泵房的能耗，達到凈水廠節能的目的。

技術領域

本發明涉及一種凈水廠清水池水位管理節能控制方法及系統。

背景技術

凈水廠是城鄉供水系統的重要單元，具有高耗能的特點。在凈水廠各工藝環節中，水泵機組消耗的電能可高達整個水廠的90％。因此，降低水泵機組的能耗，對于凈水廠生產成本控制、能源節約和綠色發展均具有重要意義。

目前，在凈水廠能效管理領域，主要運用的技術包括：①采用高效水泵機組，從提高設備額定效率角度實現節能效果；②采用變頻裝置優化水泵運行工況，從調整運行工況至水泵高效區的方式實現節能效果。以上方法均從單一的能耗單元出發，沒有結合凈水廠各段工藝流程綜合考慮。

以上兩種方法均以提升水泵運行效率的手段來實現水泵機組總電耗的下降。此外，這兩種方法都著眼于取水泵組或送水泵組這樣的單一工藝環節，沒有將整個凈水廠的工藝流程結合分析，對于實現凈水廠整體的節能降耗有一定局限性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種凈水廠清水池水位管理節能控制方法及系統，解決凈水廠中，送水系統采用水泵電機技改和變頻裝置的運行方法節能范圍單一的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種凈水廠清水池水位管理節能控制方法，其特征在于，包括：

獲取凈水廠清水池水位歷史運行數據，通過分析所述歷史運行數據，預測所述凈水廠各工藝環節出廠水量的信息，按照所述凈水廠各工藝環節出廠水量的預測信息，分析廠區內原水輸水管段的取水量特征信息；

基于所述原水輸水管段的取水量特征信息，確定使凈水廠的取水泵組與送水泵組的運行總功率最小情形下的啟停與運行頻率的約束函數，以獲得滿足凈水廠清水池供水需求條件下的最優水泵控制方案。

進一步地，所述獲取凈水廠清水池水位歷史運行數據包括：根據凈水廠各工藝單元對處理水量的限制范圍，確定所述工藝單元所能承載的最大流量負荷。

進一步地，預測所述凈水廠各工藝環節出廠水量的信息，包括：

根據用戶管網對送水泵房的水量和壓力要求，調節原水取水泵房的泵組啟停，確定配水井、絮凝段、沉淀段和過濾段的水流停留時間。

進一步地，確定使凈水廠的取水泵組與送水泵組的運行總功率最小情形下的啟停與運行頻率的約束函數，包括：

根據實測單臺水泵在一定頻率下運行時的取/送水流量、進出口壓力差和實際耗用的功率，確定該取/送水泵組的性能曲線。

進一步地，還包括通過擬合確定揚程與流量、功率與流量的關系式。

本發明的另一目的在于提供一種凈水廠清水池水位管理節能控制系統，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取凈水廠清水池水位歷史運行數據，通過分析所述歷史運行數據，預測所述凈水廠各工藝環節出廠水量的信息，按照所述凈水廠各工藝環節出廠水量的預測信息，分析廠區內原水輸水管段的取水量特征信息；

確定單元，基于所述原水輸水管段的取水量特征信息，確定使凈水廠的取水泵組與送水泵組的運行總功率最小情形下的啟停與運行頻率的約束函數，以獲得滿足凈水廠清水池供水需求條件下的最優水泵控制方案。