流量計優(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，上海自動化儀表涉及廣泛的流量測量應(yīng)用。他們要求流量計具有非常高的準(zhǔn)確性和可靠性，以及長期的穩(wěn)定性和較低的擁有成本。

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

典型的運營挑戰(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)控運營。當(dāng)發(fā)生強降雨或其他異常事件時，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行重力流或使用重力運輸將導(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)備控制和報警系統(tǒng)；氣味控制和通風(fēng)系統(tǒng)；備用發(fā)電機，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務(wù)利益。當(dāng)?shù)叵滤陀晁M入城市集水系統(tǒng)時，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，提升站泵的運行時間會更長，啟動和停止的次數(shù)也會增加，這表明雨水已經(jīng)進入了污水處理系統(tǒng)，并且正在接受處理。通過增加泵的運行和廢水處理，這些額外的雨水使市政當(dāng)局付出了金錢的代價。

可靠，不間斷的運行是廢水提升站的重要組成部分。大型住宅和商業(yè)綜合體排放到一個站點的社區(qū)無法承受較長的停機時間來進行維護，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個衛(wèi)生升降站，需要24/7全天候監(jiān)控。此外，進入當(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站抽出的實際流量。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)是否有效運行。監(jiān)視提升站中的流量為一般計費過程，評估泵效率，分析I＆I的影響以及計劃維護計劃提供了重要的參考點。

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，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)險故障

更好地分析每個提升站的流量信息

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量技術(shù)，例如由于需求量大而無法關(guān)閉站的運行以及難以將管道流量計安裝到現(xiàn)有管道中。

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

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)超聲波傳輸時間流量計是其提升站的非常佳方法。超聲波運輸時間計可以改進診斷功能，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)備上啟動適當(dāng)?shù)念A(yù)防性維護程序，從而延長資產(chǎn)的使用壽命。

運輸時間超聲波流量計通過將超聲波傳播到充滿液體的管道中并測量飛行時間來測量流速。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。活動部件要維護。這種方法可以在儀表的整個使用壽命內(nèi)進行日常維護活動，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?超聲波傳輸時間流米。

夏普說：“基于我們之前與Badger Meter合作的經(jīng)驗，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)濟的方式在我們的每個升降機站上安裝工作可靠的流量計，并且他們的團隊很棒?！?/span>

該迪納聲TFX-5000超聲波夾式流量計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，并訪問帶有非常新警報，錯誤和事件代碼的歷史記錄。此外，流量計還支持編碼器輸出，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。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需求。