管網(wǎng)閥門是供水系統(tǒng)中的重要設(shè)施,起到輸送、關(guān)斷、調(diào)節(jié)供水流量、壓力和改變流向等管網(wǎng)調(diào)控作用,是供水系統(tǒng)暢通輸配和管網(wǎng)搶修、維護、改造的重要保證措施。
管網(wǎng)閥門上述功能的及時實現(xiàn)直接影響供水安全和供水行業(yè)的服務(wù)質(zhì)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(wǎng)閥門如不能及時有效地調(diào)控將延誤處理事故時機,造成嚴重后果。
供水管網(wǎng)科學(xué)調(diào)度與實時調(diào)控首先要解決閥門遠程調(diào)控問題,管網(wǎng)中若干重要閥門和關(guān)鍵閥門能否實現(xiàn)及時有效地調(diào)控直接影響供水安全,在調(diào)度中心直接實現(xiàn)對管網(wǎng)重要閥門遠程調(diào)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(xiàn)方案
供水系統(tǒng)實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度的關(guān)鍵是增加控制手段和工作模式與管理制度的創(chuàng)新。針對完全依靠人工操作調(diào)控閥門不能及時應(yīng)對突發(fā)事故處理、不利于供水管理和服務(wù)的現(xiàn)狀,通過對項目目標、設(shè)備工作環(huán)境以及RTU、電動執(zhí)行機構(gòu)等因素和設(shè)備技術(shù)參數(shù)進行考察和分析后,提出利用現(xiàn)有管網(wǎng)測壓RTU設(shè)備對管網(wǎng)重要閥門進行遙測、遙控的技術(shù)方案,以及時應(yīng)對管網(wǎng)事故和適應(yīng)工況變化,提高供水管理和服務(wù)水平。
技術(shù)方案
①遠程通訊/控制終端選型 管網(wǎng)閥門遠程調(diào)控系統(tǒng)和現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)兼容,可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備、無線頻譜等資源。RTU選用現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)中采用的MOSCADRTU,根據(jù)控制目標重新編寫相應(yīng)控制程序。
②上位機組態(tài)編程 在調(diào)度中心端上位機設(shè)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(shù),通過指令控制MOSCADRTU實現(xiàn)對閥門的遙測、遙控功能。
③執(zhí)行機構(gòu)選型 管網(wǎng)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(shè)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(gòu),達到正常工作要求。 ?、茈娫? 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(jù)電源情況選擇電動頭的驅(qū)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(diào)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?shù)絊CADA系統(tǒng),平時作為測壓點使用。
系統(tǒng)安全措施
為保證設(shè)備安全和人身安全,方案設(shè)計和項目實施采取的技術(shù)措施有:
①供電安全 由于工作場合特殊,電源箱設(shè)計有漏電保護器。電動頭電源僅在進行遠程調(diào)控操作時通過RTU控制接通,閥門井內(nèi)設(shè)備平時和市電隔離。
②閥門井及井蓋設(shè)計選型 良好的外部環(huán)境是設(shè)備安全運行的重要因素。盡管設(shè)計選用設(shè)備能滿足“浸水環(huán)境”工作,為提高系統(tǒng)可靠性,閥門井設(shè)計采用電信防水井蓋,防止雨水侵入閥門井,為執(zhí)行機構(gòu)提供良好的外部工作環(huán)境。閥門井設(shè)計考慮了對井室積水作下滲處理,井室內(nèi)設(shè)有滲水坑。 井室內(nèi)設(shè)定位置設(shè)計安裝干簧管水位開關(guān),若因某種原因閥門井進水/滲水,水位達到設(shè)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(wǎng)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(diào)控產(chǎn)生壓力波動對管網(wǎng)安全運行的影響。該控制過程由“調(diào)度端上位機—現(xiàn)場RTU”在程序控制下共同實現(xiàn)。
④操作權(quán)限及系統(tǒng)管理 關(guān)鍵閥門是影響供水運行的重要設(shè)備,為防止誤操作,調(diào)度中心上位機設(shè)有登陸密碼和管理權(quán)限,并制定了相應(yīng)的管理操作規(guī)程,如:對閥門遠程調(diào)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(shè)備銹蝕、根據(jù)季節(jié)定時遙控接通電動頭內(nèi)置防潮除濕電熱裝置等。