管網閥門是供水系統(tǒng)中的重要設施,起到輸送、關斷、調節(jié)供水流量、壓力和改變流向等管網調控作用,是供水系統(tǒng)暢通輸配和管網搶修、維護、改造的重要保證措施。
管網閥門上述功能的及時實現直接影響供水安全和供水行業(yè)的服務質量。重要的是,當供水系統(tǒng)發(fā)生重大故障以及處理大的爆管事故時,管網閥門如不能及時有效地調控將延誤處理事故時機,造成嚴重后果。
供水管網科學調度與實時調控首先要解決閥門遠程調控問題,管網中若干重要閥門和關鍵閥門能否實現及時有效地調控直接影響供水安全,在調度中心直接實現對管網重要閥門遠程調控操作對保證供水系統(tǒng)安全正常運行具有重要意義。
實現方案
供水系統(tǒng)實現科學調度的關鍵是增加控制手段和工作模式與管理制度的創(chuàng)新。針對*依靠人工操作調控閥門不能及時應對突發(fā)事故處理、不利于供水管理和服務的現狀,通過對項目目標、設備工作環(huán)境以及RTU、電動執(zhí)行機構等因素和設備技術參數進行考察和分析后,提出利用現有管網測壓RTU設備對管網重要閥門進行遙測、遙控的技術方案,以及時應對管網事故和適應工況變化,提高供水管理和服務水平。
技術方案
①遠程通訊/控制終端選型
管網閥門遠程調控系統(tǒng)和現有SCADA系統(tǒng)兼容,可以充分利用現有設備、無線頻譜等資源。RTU選用現有SCADA系統(tǒng)中采用的MOSCADRTU,根據控制目標重新編寫相應控制程序。
②上位機組態(tài)編程
在調度中心端上位機設定控制窗口和操作畫面,通過基于短波電臺的無線SCADA系統(tǒng)實時檢測閥門端運行參數,通過指令控制MOSCADRTU實現對閥門的遙測、遙控功能。
③執(zhí)行機構選型
管網閥門安裝在潮濕環(huán)境下的閥門井里,工作環(huán)境惡劣。為確保控制可靠性和設備安全,選用防護等級為IP68的電動頭和高可靠性閥門配合作為執(zhí)行機構,達到正常工作要求。
④電源
在被控閥門點附近單位尋找合適的動力/照明電源作為被控閥門系統(tǒng)的工作電源。根據電源情況選擇電動頭的驅動電源方式。在條件許可的情況下,盡可能選用動力電源作為工作電源。
⑤附屬儀表
為及時掌握閥門調控情況和效果,在閥門下游安裝壓力傳感器。采集的壓力信號通過RTU傳輸到SCADA系統(tǒng),平時作為測壓點使用。
系統(tǒng)安全措施
為保證設備安全和人身安全,方案設計和項目實施采取的技術措施有:
①供電安全
由于工作場合特殊,電源箱設計有漏電保護器。電動頭電源僅在進行遠程調控操作時通過RTU控制接通,閥門井內設備平時和市電隔離。
②閥門井及井蓋設計選型
良好的外部環(huán)境是設備安全運行的重要因素。盡管設計選用設備能滿足“浸水環(huán)境”工作,為提高系統(tǒng)可靠性,閥門井設計采用電信防水井蓋,防止雨水侵入閥門井,為執(zhí)行機構提供良好的外部工作環(huán)境。閥門井設計考慮了對井室積水作下滲處理,井室內設有滲水坑。
井室內設定位置設計安裝干簧管水位開關,若因某種原因閥門井進水/滲水,水位達到設定高度時RTU會發(fā)送水位報警信息提示檢修。
③操作時管網運行安全
閥門遠程操作采取“動—停—動”的間歇運行模式進行控制,減少因閥門調控產生壓力波動對管網安全運行的影響。該控制過程由“調度端上位機—現場RTU”在程序控制下共同實現。
④操作權限及系統(tǒng)管理
關鍵閥門是影響供水運行的重要設備,為防止誤操作,調度中心上位機設有登陸密碼和管理權限,并制定了相應的管理操作規(guī)程,如:對閥門遠程調控系統(tǒng)操作實行操作票制度、定期對閥門進行啟閉操作防止設備銹蝕、根據季節(jié)定時遙控接通電動頭內置防潮除濕電熱裝置等。
