庆元县自来水厂扩建工程可行性研究报告(编辑修改稿)

庆元县自来水厂扩建工程可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

钢筋混凝土结构。 砂砾石基础。 （ 4）加氯、加药间 加氯、加药间合建为一个建筑物，平面尺寸为 , 现浇钢筋混凝土框架结构，砂砾石地基钢筋混凝土条形基础基础。 （ 5）污泥调节池 污泥调节池为一座矩形现浇钢筋混凝土结构构筑物，池长 L=10m、池宽 B=8m、池深 H=，砂砾石基础。 （ 6）污泥浓缩池 污泥浓缩池采用直径 6m 的钢混结构圆形水池，现浇钢筋混凝土结构，有效水深，砂砾石基础。 （ 7）储泥池 储泥池为 1 座矩形钢混结构构筑物，池长 L=、池宽 B=3m、池高 H=，砂砾石基础。 （ 8）脱水机房 脱水机房为 1 矩形建筑物 , 长 L=9m、宽 B=、高 H=，现浇钢筋混凝土框架结构，砂砾石地基钢筋混凝土条形基础基础。 输水管道工程 本工程大部分输水管道座落于山地土基上，均能满足管线承载力要求，因此管道基础均采用砂砾石基础。 供配电设计 设计依据和设计范围 本设计执行国家、部委颁发的有关电气设计规范、规程，以工艺对生产设备的要求为依据，同时贯彻节能方针，以节能降耗的原则选择电气设备。 其设计的范 围为厂 14 区内的变配电系统、动力控制系统、室内外照明系统、防雷接地系统、电话通讯系统。 供电电源 本工程属重要的城市基础设施，为二类电力负荷，因此采用专用的 10kV 双电源供电，一用一备（备用电源为热备），电源进线开关与母线分段开关设电气闭锁。 两路 10kV 电源均采用架空线路引至自来水厂外终端杆处，再用电缆直埋引入厂内 10/ 变配电所。 用电负荷及供配电系统 本工程分二期建设，用电计算负荷按二期分别计算。 一期厂内电气设备安装容量为 10kV 高压侧计算负荷： 有 功功率 Pjs= 无功功率 Qjs=（无功补偿后） 视在功率 Sjs=（见一期负荷计算表） 二期厂内电气设备安装容量为 10kV 高压侧计算负荷： 有功功率 Pjs= 无功功率 Qjs=（无功补偿后） 视在功率 Sjs=（见二期负荷计算表） 根据自来水厂内负荷分布情况，拟在厂内靠近反冲洗设备间处建一座 10/变配电所，内设高、低压配电室、控制室，二台 SC9 型 315kVA 干式变压器，一 用一备，变压器负载率为 72%。 变配电所的 10kV 和 系统采用单母线分段结线，全厂各构筑物的配电为放射式。 在反冲洗设备间设低压配电室，内设低压配电柜，为本设备间及滤池用电设备供电。 在加氯加药间设低压配电室，内设低压配电柜，为本车间的用电设备供电。 在污泥脱水间设低压配电室，内设低压配电柜，为污泥处理的用电设备供电。 在其它生产构筑物内设置相应的低压配电及控制设施。 计量及功率因数补偿 本工程采用高供高计专用计量形式，在高压配电系统设专用计量柜，同时在进线柜留有接口供安装负荷监控装置用。 在 侧设置用于非生产性照明的计量表，对非生产性照明进行单独计量。 为保证功率因数在 以上，在 低压系统采用 低压电力电容器集中自动补偿方式。 经补偿后 10kV 侧功率因数一期为 ，二期为。 保护与控制 15 在高压开关柜内设置相应的微机型继电保护装置，如变压器柜、进线柜等的速断、过电流等。 低压设备的保护利用断路器、接触器、热继电器等自备的过负荷自备的过负荷、断相等功能进行保护。 在变配电所的控制室设有微机综保装置的后台机系统，可对变配电所的高低压设备进行控制。 高压开关设备分就地和远距离控制两种方式，断路器的操作机构电压为直流220V。 厂内 380V 的异步电动机的控制分两种，直接启动和软启动。 大于 20kW 的电动机采用软启动，小于 20kW 的电动机采用直接启动，同时设有就地、远距离控制的转换功能（远控分为手动和自动控制）。 部分电气设备配备具有通讯功能的元件，可将有关电气数据通过工业现场总线远传至中控室的上微机系统。 照明及防雷接地系统 本工程照明分三种，室内工作照明、室内事故照明、厂区路灯照明，在变配电所、中控室除工作照明外增设事故照明。 在变配电所以及 高度大于 30 米的构筑物屋顶设置避雷带，防止雷电侵入。 本工程接地系统采用 TNCS 系统。 线路敷设 厂区室外配电线路以电缆沟为主，直埋为辅的敷设方式，室内采用桥架明敷设与穿管暗敷设相结合的方式。 设备选型 高压开关柜选用 GZS 型金属铠装封闭手车式开关柜，断路器选用 VS1 型真空断路器，内配直流弹簧储能操作机构，保护装置配备微机综合保护装置。 低压开关柜选用引进国外技术国内生产的 MNS 型抽出式开关柜，配备国外进口或引进国外先进技术生产的优质元器件，其元器件以模块化组合式为主，其互换性 强，以便于元器件的更换及整定值的调整，同时具有过负荷、断相等保护功能。 电力变压器选用节能型、维修方便、无油的 SC9 型干式变压器。 电话通讯系统 在综合办公楼设电话总机室，内设程控交换机；在调度室、中控室及部分办公室设市内直拨电话，在调度室、中控室、办公室及生产车间设厂内电话分机。 其他 由于本工程部分工艺设备分二期安装，与之相对应的部分电气控制设备也分别按二期安装。 而高压柜、低压柜、变压器、直流屏等电气设备使用年代较长，因此这些电气设备均按远期用电负荷配备，一次安装到位。 16 主要电 气设备表 序号 名 称 型号及规格 单位 数量 备注 一 变配电室 1 高压开关柜 GZS1 面 10 配 VS1 真空断路器 2 低压开关柜 MNS 面 7 3 干式变压器 SC9315/10/ 台 2 4 直流电源屏 50Ah DC220V 套 1 5 低压电容器柜 MNS（ 100kvar) 面 2 自动补偿 6 微机控制管理机 套 1 微机综合保护系统 二 加氯加药间 1 低压开关柜 MNS 面 2 三 滤池 1 低压开关柜 MNS 面 2 四 污泥处理 1 低压开关柜 MNS 面 2 五 其他 1 动力配电箱 台 4 2 照明配电箱 台 6 自控与仪表系统设计 概述 为了保证自来水处理工艺流程，能适应水质的变化，确保自来水处理工艺过程安全、可靠、稳定、高效地运行，使出厂水达到国家饮用水水质的要求；同时降低自来水处理成本，减轻劳动强度，改善操场作环境，促进技术进步，发挥通信网络技术的优势，实现资源共享，以提高生产效率及管理水平，本设计采用了计算机自动控制系统。 本设计中自动控制 系统方案是在充分考虑了自来水处理工艺要求、自动化水平档次等多种要求基础上，按照先进、可靠、经济、实用、新颖的原则，设计出具有较高自动化控制水平的现代化自来水厂。 在本设计中，既考虑操作、管理水平的先进性，使用的灵活性和生产维护简便性，同时也考虑到新技术应用的合理性、经济性和远期充分复合的扩展性。 在满足生产管理要求的前提下，尽可能节约和保证投资，以获得良好的技术经济指标，这是本设计方案的宗旨。 本工程建设规模一期为 2 万 m3/d，二期为 4 万 m3/d。 根据自来水处理工艺过程的特点及对自控系统的要求，采用了分布式自动 控制系统。 该控制系统，将充分体现计 17 算机网络自动控制系统的技术和自动化管理水平。 设计范围 庆元县自来水厂扩建工程的自动控制系统、仪表检测系统 设计标准和规范 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（ GBJ9386） 《分散型控制系统的工程设计规定》（ HG/T2057395） 《过程检测和控制流程和用文字和图形符号》（ GB262581） 《控制室设计规定》（ HG2050892） 《仪表供电设计规定》（ HG2050992） 《信号报警连锁系统设计规定》（ HG2051192） 《 仪表配管配线设计规定》（ HG2051292） 《仪表系统接地设计规定》（ HG2051392） 设计原则 (1)根据工艺流程和设备运行要求设置自动控制和自动调节装置；配置液位、流量、温度、压力（含管网压力）、水质分析、电量检测仪表，采集工艺过程参数及设备运行、控制状态信号、进行数据的传送和显示，完成自来水处理工艺过程的自动控制。 (2)采用集中管理，分散控制和就地控制相结合的分布式智能监测、控制方式。 (3)建立中央监控系统，设置中央控制室，通过工业现场总线及无线通讯系统实现对整个自来水厂工艺过程及输配水管网压力的实时监控和设备运行管理。 (4)在 10/ kV 变配电所控制室、加氯加药间 （ 设备为成套配置）、滤池控制室、污泥脱水间控制室内，分别设置分布式控制系统的后台机及 PLC 现场控制站，通过现场总线与中央监控系统通信，实现二级控制系统。 (5)在各 PLC 现场控制站设置操作显示面板 HMI，可以进行就地编程、修改和在线诊断等。 通过现场总线与中央监控系统连接，既可实现就地控制，也可完成中央控制。 (6)主要工艺生 产设备的控制采用就地控制、 PLC 现场控制站控制、中央控制的三层控制模式。 控制方式： 现场手动模式：通过就地控制箱或低压配电柜上的按钮实现对设备的启 /停操作。 遥控模式：即远程手动控制方式。 操作人员通过 PLC 现场控制站操作面板或中央控制室的监控画面用鼠标器或键盘来控制现场设备。 自动方式：设备的运行完全由各 PLC 现场控制站控制，根据自来水厂工艺流程的状况及生产工艺过程和输配水管网检测参数，通过事先编制的控制程序自动完成设备的启 /停操作，而不需要人工干预。 18 三种控制方式的控制级别由高到低为：现场手动控制、遥 控控制、自动控制。 (7)中央控制室采用 C/S（客户机 /服务器）结构型式的计算机网络，显示设备采用模拟显示屏，直观显示工艺处理流程。 (8)各现场控制单元与现场设备及仪表之间采用 I/O 连接控制。 自动控制系统配置方案 整个自来水厂的自动化控制系统，由控制管理层和现场控制层两级计算机分布式智能控制系统组成。 设置在中央控制室的控制管理层与现场控制层（ PLC 现场控制单元）的通信总线网络，构成现场总线通信系统。 在控制管理层可以直接对现场设备进行管理和操作。 采用标准的、开放的网络系统能很好地解决不同制 造商过程仪表之间的通信，又能方便地连接工艺过程自动化系统中的配电设备、现场控制柜、箱的信号。 而且总线I/O 扩展也很方便。 与采用常规自动控制技术相比，采用现场总线技术可以节省大量电缆投资、安装调试和维护费用。 系统组成 系统组成见《自控系统结构图》。 中央控制系统在中控室通过现场总线与现场 PLC 控制站通信联络，对全厂进行集中管理、监控；现场 PLC 控制站通过电缆直接连接现场设备、检测仪表，对现场设备状态信号、电量信号、仪表信号进行采样及控制。 当厂级监控管理系统或现场总线发生故障，而导致通信中断时， 各 PLC 现场控制单元仍然能够独立有效地工作，以确保系统的可靠运行。 同时在中控室通过无线通讯系统对输配水管网的压力进行实时监测，便于生产调度系统对生产工艺进行合理调配，使水厂的运行更加经济合理。 通过以上配置，基本建立起了较完善的自来水厂的整个监控系统。 中央控制系统设置及功能 中央控制系统设置在厂区综合楼中央控制室内，为监控、管理计算机系统。 其完成全厂的自动监控和生产管理。 其配置为：监控、管理计算机，打印机；同时配置模拟屏及主 PLC 站。 本系统所配置的硬件和软件具有如下功能： (1)数据采集：采集 全厂各生产工艺流程的参数、输配水管网压力、电气设备运行状态和电气参数等信息。 (2)图形功能：通过监控管理计算机 CRT 动态显示全厂总工艺流程、局部工艺流程图、城区输配水管网、供电系统图，以及工艺参数、电气参数、电气设备运行状态、事故报警显示、各种数据图表。 具有图形编辑器，可以方便灵活地绘制工艺总平面图、工艺区域图、工艺控制图和单元控制图。 监视操作站，具有电视监视画面的实时嵌入 19 功能。 系统支持多屏显示。 (3)控制功能：操作站通过人机对话方式指导操作。 可用键盘或鼠标对有关设备进行手动操作，可以设定各工艺参数、控 制参数。 在自动状态下，对工艺过程和受控设备按设定值进行控制和调节。 (4)报警功能：提供的报警日志可以记录事件、信息和报警。 并且可以根据需要对相应内容进行归档，触发相应动作等。 所以它可以对设备及工艺过程中发生的故障进行报警，显示故障状态，按报警等级做出相应反应，记录故障信息。 (5)安全操作：提供的用户管理器允许设置用户权限。 针对不同的操作者设置相应加密等级，记录操作员及操作信息。 (6)动态显示：对全部工艺过程、工艺参数、设备状况可以通过颜色变化、百分比、色标填充等手段动态显示。 (7)数据管理：根据采集 到的信息，建立各种信。