地下式污水处理厂项目建议书-仪表自控设计.pdf
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1、区地下式污水处理厂 194 市设计研究院 13.仪表自控设计 目录 13.仪表自控设计.194 14.1 设计内容.194 14.2 设计原则.194 14.3 设计依据.195 14.4 计算机监控系统.196 14.5 在线检测仪表.202 14.6 便携式仪表.209 14.7 工业视频监视系统.210(1)安防系统.210(2)视频监控系统.210 14.8 地下空间智慧综合监控系统.214 1、概述.214 2、地下空间有毒有害气体检测报警系统.215 3、地下空间防淹泡系统.215 4、广播系统.215 5、无线对讲系统.215 6、地下空间 WIFI 定位系统.216 7、信息化
2、基础设施建设设计.217 14.9 火灾报警系统.220 14.10 通讯及有线电视.222 14.11 电缆设计.223 14.12 接地、防雷及过电压保护.224(1)接地设计:.224(2)防雷及过电压保护.224 14.13 仪表自控设备危险和爆炸场所设计.226 14.1 设计内容 计算机监控系统 在线过程检测仪表系统视频监控系统 地下空间智慧综合监控系统门禁系统 火灾自动报警系统 全厂通讯及有线电视系统 14.2 设计原则 区地下式污水处理厂 195 市设计研究院 为了保证本工程生产的稳定和高效、减轻劳动强度、降低运行成本、改善操作环境、以及实现现代化的生产管理,仪表自控系统在充分
3、考虑本工程处理工艺特性的基础上,按照具有先进技术水平的现代化工厂进行设计。仪表自控系统主要遵循:操作、管理水平先进,技术应用合理,系统性能价格比最优的总体原则。14.3 设计依据 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号(HG/T 20505-2014)自动化仪表选型设计规范(HG/T 20507-2014)仪表供电设计规范(HG/T 20509-2014)信号报警及联锁系统设计规范(HG/T 20511-2014)仪表配管配线设计规范(HG/T 20512-2014)区地下式污水处理厂 196 市设计研究院 仪表系统接地设计规范(HG/T 20513-2014)自动分析器室设计规范(HG/T
4、20516-2014)自控设计常用名词术语(HG/T 20699-2014)可编程序控制器系统工程设计规范(HG/T 20700-2014)工业电视系统工程设计规范(GB 50115-2009)建筑物防雷设计规范(GB 50057-2010)建筑机电工程抗震设计规范(GB 50981-2014)火灾自动报警系统设计规范(GB 50116-)视频安防监控系统技术要求(GA/T 367-2001)视频安防监控系统工程设计规范(GB 50395-2007)民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB 50198-2011)程控电话交换设备安装工程设计规范(YD 5076-2005)爆炸危险环境电力装置设计
5、规范(GB50058-2014)建筑设计防火规范(GB50016-2014)相关专业提供的设计条件等。14.4 计算机监控系统 计算机监控系统,遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则。选用计算机过程控制系统可提高生产管理水平、减轻劳动强度、保证产品质量、节约生产能耗。14.4.1 系统组成(1)系统描述 区地下式污水处理厂 197 市设计研究院 再生水厂工程的计算机监控及数据采集系统(以下简称监控系统),由安装在综合楼中心控制室内的上位监控系统、现场安装的现场控制站以及就地控制站组成,其中就地控制站包括系统设置的就地控制站和设备成套的就地控制站。该系统具有集中监视,分散控制的功能。当上位设
6、备故障或不使用时,下位各控制设备仍可继续工作而不影响整个工艺过程的运行。(2)系统构成 (i)生产管理系统 为提高生产过程的管理水平,设置了生产管理系统,配备必要的设备包括:外网服务器 在服务器间内设置一台外网服务器(外网服务器由外网提供商供货、设计),通过该服务器可以连接外部互联网,实现中控室内计算机与外部互联网的连接。(ii)上位监控系统 上位监控系统设置在中控室内,用于控制全厂设备运行。中控室主要设备包括:一套2x3x55”LED拼接屏,用来实时地显示工厂生产主要设备的运行情况和主要测量参数;三套工业级监控计算机安装在中控室内,每台监控计算机带有1个23的LCD彩色监视器用来显示工艺流程
7、、设备状态、过程参数和 区地下式污水处理厂 198 市设计研究院 报警信息,同时可驱动打印机生成各类图表和事件报警。监控计算机适合连续的工作条件;一台网络激光打印机(A3),打印输出报警、事件信息;一台应用服务器,可以分隔生产管理网和过程监控网,保证生产过程监控的安全,方便生产过程的科学管理;一台数据服务器,用于收集监控系统的数据;一套不间断电源(UPS),用于停电情况下为中控室的设备提供电源、便于记录事故参数。不间断电源的连续供电时间不小于60分钟。监控系统主要通过现场通讯网络连续采集各现场控制器采集的数据并对其进行处理、存储和显示,同时也具备对下位设备施控的功能。上位监控计算机之间采用以太
8、网连接,数据传输速率为1000Mbps。(i)现场控制站 现场控制站由可编程自动控制器、控制器柜及柜内附属设备组成。可编程自动控制器用于采集现场检测仪表的测量值、设备的状态信号,控制现场设备,将处理后的数据送入通讯网络并接收上位计算机及其他现场控制站通过通讯网络传来的数据。可编程自动控制器由中央处理单元、存储单元、电源、通讯模板、输入输出模板等组成,控制器可根据需要完成检测报警、顺序控制、逻辑控制、PID控制等功能。该控制器安装在现场控制器柜内。输入输出模板的作用是作为控制器与被监控设备及仪表之间的连接接口。输入输出信号类型有:区地下式污水处理厂 199 市设计研究院 DI-数字量输入 无源接
9、点,24VDC DO-数字量输出 触点,24VDC AI-模拟量输入 电流信号,420mADC AO-模拟量输出 电流信号,420mADC 可编程序控制器的程序编制既可采用编程器完成也可通过上位机编程后以下装方式完成。当上位设备故障或不使用时,控制器仍可独立完成对工艺过程的监控工作 其中:编号 安装地点 控制区域 控制点表 FCS1 总变电室 总变电室、粗格栅间、地秤等 DI:126 DO:30 AI:69 AO:10 COM:36 FCS2 臭氧制备间 臭氧制备间、液氧储罐等 DI:37 DO:10 AI:26 AO:6 COM:10 FCS3 细格栅间 细格栅、沉砂池、膜格栅、进水水质 监
10、测小室等 DI:146 DO:41 AI:49 AO:10 COM:21 FCS4 膜池自控室 MBR膜池等 DI:261 DO:76 AI:74 AO:10 COM:36 FCS5 分变电室1 PAC及碳源加药、除臭设备、MBR 生物池、鼓风机房(3区、5区)、热泵机房等 DI:37 DO:10 AI:26 AO:6 COM:10 FCS6 分变电室2 PAC及碳源加药、除臭设备、MBR 生物池、鼓风机房(2区、4区)、臭氧接触池、紫外消毒池、再生水泵 房、清水池、出水水质监测小室等 DI:299 DO:98 AI:67 AO:15 COM:36 FCS7 脱水机房配电室 贮泥池、脱水机房及
11、污泥堆置棚等 DI:120 DO:32 AI:30 AO:10 COM:15 现场控制器安装在一面控制柜中,控制柜带有相应的辅助装置,包括有:配电装置、接线端子、盘内配线、浪涌抑制装置、电源、通信电缆连接装置等。区地下式污水处理厂 200 市设计研究院 在现场控制站带有显示单元。该显示器为10”触摸屏彩色显示器,安装在控制柜上。用来显示就地的设备状态、仪表测量参数等。操作人员可通过该显示装置来调整设定。(iv)就地控制站 为减少有色金属材料的损耗,更加合理配置控制系统,设置了就地控制站。除上述外,还有一些成套的控制柜中带有控制器,也定义为就地控制 站。就地控制站应附属于相应的现场控制站,与相应
12、的现场控制站实现通讯连接。其中:编号 安装地点 控制区域 LCS11 粗格栅间 粗格栅系统 LCS12 地秤 地秤系统 LCS21 臭氧制备间 臭氧制备系统 LCS31 细格栅 细格栅系统 LCS32 沉砂池 砂水分离系统 LCS33 膜格栅 膜格栅系统 LCS34 进水水质监测小室 进水分析系统 LCS41 MBR膜自控室 MBR膜系统I系列 LCS42 MBR膜自控室 MBR膜系统II系列 LCS51 MBR生物池(3区、5区)除臭设备系统1 LCS52 MBR生物池(3区、5区)除臭设备系统2 LCS53 MBR生物池(3区、5区)鼓风机MCP系统1 LCS54 MBR生物池(3区、5区
13、)PAC及碳源加药系统1 LCS55 MBR生物池(3区、5区)精确加药投加系统1 LCS56 分变电室1 精确曝气系统1 LCS57 热泵机房 热泵系统 区地下式污水处理厂 200 市设计研究院 LCS61 MBR生物池(2区、4区)除臭设备系统3 LCS62 MBR生物池(2区、4区)除臭设备系统4 LCS63 MBR生物池(2区、4区)鼓风机MCP系统2 LCS64 MBR生物池(2区、4区)PAC及碳源加药系统2 LCS65 MBR生物池(2区、4区)精确加药投加系统2 LCS66 分变电室2 精确曝气系统2 LCS67 再生水泵房 再生水系统 LCS68 臭氧接触池 臭氧系统 LCS
14、69 紫外消毒池 紫外消毒系统 (v)通信网络 生产管理网络:连接外网服务器和控制室数据服务器,实现它们之间的通讯连接,采用以太网协议,速率1000Mbps。监控计算机网络:用来将上位监控计算机和数据服务器进行连接,实现各个计算机的资源共享,使用以太网,通讯速率为1000Mbps。现场控制网络:用来实现各个现场控制器和上位监控计算机的连接,传输检测和控制信号,控制整个工厂的生产过程。采用可自动恢复故障的工业以太环网,通讯介质为光纤网络,通讯速率不低于1000Mbps。就地控制网络:工厂内设置的就地控制站通过该网络连接到现场控制站,包括电气开关柜中电气信号的通讯连接。采用国际流行的开放性现场总线
15、通讯协议。(vi)便携式编程计算机 为方便操作人员检查程序运行情况,修改程序。在本工程中选用了两台便携式编程计算机,带有相应的软件和连接电缆。(vii)软件 区地下式污水处理厂 201 市设计研究院 计算机监控系统包含的软件有:操作系统及基础软件 数据库管理软件 监控系统组态软件 监控系统应用软件 可编程控制器编程软件 可编程控制器应用软件 2、系统控制功能 自动控制系统对所有工艺、电气参数均可进行数据采集、实时工况显示、工艺参数和逻辑控制的设定、生产过程操作及自动控制、报表打印、事故及上下限报警、历史数据存储及CRT实时显示动态的工艺流程及供电系统画面。现场控制站由可编程控制器、控制器柜及柜
16、内附属设备组成。可编程控制器由中央处理单元、存储单元、电源、通讯模板、输入/输出模板等组成。用于完成污水处理过程的数据采集、报警、顺序控制、逻辑控制及PID控制等。再生水处理系统的主要自动控制功能的主要内容:进水格栅液位差或定时监控 进水泵液位控制 进水流量计量及水质监视 细格栅及除砂系统的控制 生物反应过程控制 区地下式污水处理厂 202 市设计研究院 生物池精确曝气系统的控制 回流污泥及剩余污泥的控制 鼓风机出风恒定压力控制 MBR膜系统的监控 臭氧制备系统的监控 臭氧催化氧化系统的监控 精确加药投加系统的控制 加药系统的监控 热泵系统的监控 出水压力控制配水泵的运行 出水流量计量及水质监
17、视 污泥处理设备的连锁控制 电气系统的监视 14.5 在线检测仪表 在线过程仪表系统,遵循“工艺必需、计量达标、实用有效、减少维护”的原则。在处理厂安装过程检测仪表的主要目的是:安全生产、实现科学管理,其主要作用有:提高设备利用率,保证水处理质量 节省日常运行费用 使运行安全可靠 节省人力、减轻劳动强度 为实现计算机监控创造条件 区地下式污水处理厂 203 市设计研究院 由于检测仪表的地位的重要性,原则上我们选用在运行上有成功经验的仪表,并尽量作到运行稳定、维修量少、备件方便、修理及时。按照再生水处理流程的布置,在处理厂工程中,选用了下列检测仪表:按照生产流程设置了如下在线检测仪表:序号 名称
18、 单位 数量 安装位置 功能 1 电磁流量计 DN1000 套 1 总进水流量计井 测量工程的总进水流量 2 超声波液位差计 套 2 粗格栅 粗格栅前后液位差并控制格栅及相应设备运行 3 超声波液位计 套 2 抓爪式格栅 抓爪式格栅前液位并控制格栅及相应设备运行 4 超声波液位计 套 1 进水泵集水池 集水池液位控制进水泵运行 5 浮球液位开关 套 1 进水泵集水池 集水池低液位保护进水泵 6 自动取水样器 套 1 进水水质监测小室 定时采集进水水样用于实验室分析 7 pH及温度分析仪 套 1 进水水质监测小室 进水酸碱度及温度 8 SS分析仪 套 1 进水水质监测小室 进水的悬浮物浓度 9
19、COD分析仪 套 1 进水水质监测小室 进水的化学需氧量浓度 10 总氮分析仪 套 1 进水水质监测小室 进水的总氮浓度 11 总磷分析仪 套 1 进水水质监测小室 进水的总磷浓度 区地下式污水处理厂 204 市设计研究院 序号 名称 单位 数量 安装位置 功能 12 氨氮分析仪 套 1 进水水质监测小室 进水的氨氮浓度 13 超声波液位计 套 1 细格栅前进水井 细格栅前进水井液位控制进水泵运行 14 浮球液位开关 套 1 细格栅前进水井 细格栅前进水井低液位保护水泵 15 超声波液位差计 套 2 细格栅 细格栅前后液位差并控制格栅及相应设备运行 16 压力变送器 套 1 细格栅 细格栅冲洗
20、水泵出水管压力 17 超声波液位计 套 1 沉砂池提砂泵井 沉砂池提砂泵井液位控制进水泵运行 18 浮球液位开关 套 1 沉砂池提砂泵井 沉砂池低液位保护水泵 19 空气流量计 DN150 套 2 沉砂池 鼓风机进风管流量 20 超声波液位差计 套 3 膜格栅 膜格栅前后液位差并控制格栅及相应设备运行 21 压力变送器 套 1 膜格栅 膜格栅反冲洗泵出水管压力 22 压力变送器 套 1 膜格栅 高压冲洗泵出水管压力 23 超声波液位计 套 1 溢流集水池(-1层)溢流集水池液位 24 浮球液位开关 套 1 溢流集水池(-1层)溢流集水池低液位保护水泵 25 超声波液位计 套 1 膜格栅集水池(
21、-2 膜格栅集水池液位 区地下式污水处理厂 205 市设计研究院 序号 名称 单位 数量 安装位置 功能 层)26 浮球液位开关 套 1 膜格栅集水池(-2 层)膜格栅集水池低液位保护水泵 27 电磁流量计 DN250 套 1 热泵机房进水总管 热泵机房进水量 28 电磁流量计 DN800 套 2 MBR生物池的进水管 测量MBR生物池的进水流量 29 ORP分析仪 套 4 厌氧池,缺氧池 分析池水中离子的氧化还原程度 30 超声波液位计 套 4 厌氧池 厌氧池液位 31 溶解氧分析仪 套 8 MBR生物池 生物反应池中的溶解氧浓度 32 MLSS分析仪 套 4 MBR生物池 生物池中混合液的
22、浓度 33 空气流量计 DN400 套 4 MBR生物池空气管 进入生物池各段的空气流量 34 空气流量调节阀DN400 套 4 MBR生物池空气管 调节进入各系列生物池的空气流量 35 压力变送器 套 4 鼓风机房 生物池鼓风机出风支管压力 36 空气流量计 DN600 套 4 鼓风机房 生物池鼓风机出风支管空气流量 区地下式污水处理厂 206 市设计研究院 序号 名称 单位 数量 安装位置 功能 37 压力变送器 套 2 鼓风机房 膜池吹扫鼓风机出风总管压力 38 空气流量计 DN600 套 2 鼓风机房 膜池吹扫鼓风机出风总管空气流量 39 浮球液位开关 套 2 膜池进水渠 膜池进水渠液
23、位 40 电磁流量计 DN200 套 1 贮泥池进泥总管 贮泥池总进泥量 41 雷达液位计 套 1 1#贮泥池 贮泥池液位 42 浮球液位开关 套 1 1#贮泥池 贮泥池低液位保护进泥泵 43 雷达液位计 套 1 2#贮泥池 贮泥池液位 44 浮球液位开关 套 1 2#贮泥池 贮泥池低液位保护进泥泵 45 超声波液位计 套 1 储水池 储水池液位 46 浮球液位开关 套 1 储水池 储水池低液位保护水泵 47 电磁流量计 DN150 套 3 脱水机进泥管 脱水机进泥量 48 电磁流量计 DN50 套 3 脱水机加药管 脱水机加药量 49 超声波液位计 套 2 再生水泵房进水池 再生水泵房进水池
24、液位 50 浮球液位开关 套 2 再生水泵房进水池 再生水泵房进水池低液位保护配水泵 区地下式污水处理厂 207 市设计研究院 序号 名称 单位 数量 安装位置 功能 51 电磁流量计 DN1000 套 1 再生水泵房回用水总管 再生水泵房回用水流量 52 压力变送器 套 1 再生水泵房回用水总管 再生水泵房回用水总管压力 53 电磁流量计 DN200 套 1 再生水泵房自用水总管 再生水泵房自用水流量 54 压力变送器 套 1 再生水泵房自用水总管 再生水泵房自用水总管压力 55 超声波液位计 套 2 清水池 清水池液位 56 电磁流量计 DN1200 套 1 厂区出水总管 厂区出水总管出水
25、量 57 自动取水样器 套 1 出水水质监测小室 出水水样,用于化验室分析 58 pH分析仪 套 1 出水水质监测小室 出水的酸碱度 59 SS分析仪 套 1 出水水质监测小室 出水的悬浮固体浓度 60 COD分析仪 套 1 出水水质监测小室 CODcr分析原理,出水的化学需氧量 61 总氮分析仪 套 1 出水水质监测小室 出水中的总氨浓度 62 总磷分析仪 套 1 出水水质监测小室 出水中的总磷浓度 63 氨氮分析仪 套 1 出水水质监测小室 出水中的氨氮浓度 64 余氯分析仪 套 1 出水水质监测小室 出水中的余氯浓度 区地下式污水处理厂 208 市设计研究院 序号 名称 单位 数量 安装
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