污水泵站設計革新

李明旭 趙慶來

（1. 大慶油田工程項目管理有限公司天宇設計院，黑龍江 大慶 163000； 2. 第六采油廠工藝研究所，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著我國人口密度的不斷升高，環境保護成為一個重點工作，解決污水排放問題就是重中之重。配電系統的安全可靠性決定了污水泵站安全、穩定運行的重要保證，PLC控制系統和遠程監控系統的建設，提高了污水泵站的自動化控制水平，節約了人工成本，形成集中監測控制的管理模式。

1 污水泵站配電方式

按照《民用建筑電氣設計標準》 GB 51348-2019中第3.2.1 2條 符合下列情況之一時，應為二級負荷：（1）中斷供電將造成較大損失或較大影響；（2）中斷供電將影響較重要用電單位的正常工作或造成人員密集的公共場所秩序混亂。本規范的條文說明中第3.2.11條 本條規定了對二級負荷的供電要求。由于二級負荷停電影響較大，因此宜由兩回線路（由一個城網變電所引來的兩個配出回路）供電，供電變壓器也宜選兩臺（兩臺變壓器可不在同一變電所）。

一廠、六廠、方曉、紅衛及周邊范圍13個污水泵站的污水匯集到月亮泡和東風新建的增壓泵站，也稱作截流泵站，再集中通過管線排至污水處理廠處理。若污水不能及時排走將直接排到月亮泡和東風泡，會造成環境污染。該項目的建設是國家環保督辦的項目，作為重點建設的項目。按規范要求及其中斷供電將造成較大影響的重要程度，截流泵站屬于二級負荷供電，每個小區內的污水泵站，在供電條件有限的情況可按三級負荷供電。

按照污水泵站，計算站內的負荷情況，合理規劃變壓器的容量。二級負荷供電的泵站，可在配電間低壓進線柜內供電線路進線切換。為了防止啟泵對電網的沖擊，可采用軟啟動器啟動。配電電纜采用交聯聚乙烯電力電纜埋地暗敷。站內根據房間功能布置照明系統，格柵間、污水池頂間采用防爆燈，室外安裝射燈，方便夜間檢修。室外門鈴按鈕，便于外來人員呼叫。

2 污水泵站控制方式

集水池內安裝1個浮球開關和1個投入式液位變送器。值班室新建PLC自動化控制系統1套。投入式液位變送器接地端子應做可靠接地。液位變送器將信號傳給PLC自動化控制系統，PLC根據液位對泵進行控制；站內布置幕簾式被動紅外入侵探測器，該報警信號傳輸到監控中心；配電間、值班室及污水泵站周邊安裝的攝像機主要監控主要設備和周邊環境；于圍欄上設置紅外探測器，值班室內設置報警主機。污水泵站所有參數檢測、控制信號均進入值班室可編程序控制器（PLC）集中顯示、操作和報警。監控數據可通過寬帶網或移動卡上傳到監控中心，實現遠程控制、監視，達到無人值守。

當集水池內水位升至-5m時，一臺泵啟動,此時一臺泵工作。如果水位下降，則下降至-7.315m時，泵自動停止工作。如果水位繼續上升，當水位升至-4.00m時，第二臺泵啟動，此時兩臺泵同時工作。兩臺泵工作時，若水位下降，則下降至-7.315m時，兩臺泵自動停止工作。兩臺泵輪流作為第一個泵啟動，保證兩臺泵運行頻率均衡。以上啟停水位值均要根據不同污水泵站的實際運行情況及季節變換做調整。

3 設計革新

3.1 調整泵和閥的控制方式

集水池液位上升或下降，PLC自動控制系統根據啟泵停泵的設定值，自動決定水泵啟動數量，啟泵過程：先啟泵后緩開閥并進行調節；停泵過程為：先關閥后停泵。泵出口電動調節閥根據電流定值利用PID控制方式進行調節控制，當電流超過設定值，減小閥門開度，管道水流量降低，電機電流減小，當電流低于設定值，增大閥門開度，管道水流量增大，電機電流增大。控制電機電流以保證每臺泵電機電流不過載為控制目標進行閥門開度調節。

3.2 調整接線箱位置及功能

污水泵站集水池會產生大量的氨氣，具有很強的腐蝕性，極容易敷設配電柜及控制柜內元器件。為防止氨氣沿著保護管進入到配電間和值班室，在室外建設接線箱，接線箱尺寸為300×400×200mm。將進入配電間和值班室內所有電源電纜及控制電纜在接線箱內通過接線端子做可靠連接，有效的將氨氣隔絕在室外。在污水截流泵站改造項目，就采用了這種接線方式。液位計接線箱系統接線圖如圖1所示。

圖1 液位計接線箱系統接線圖

隨著工程的實施，發現了新的問題，截流泵站的檢測口封閉較為嚴密，污水產生的氨氣和水的濕氣都比較大，液位計的儀表安裝在檢測口處，時間不長，儀表就出現不準確的現象。針對這個問題進行了分析研究：一是未按照設計要求選擇適合污水專用的液位計；二是接線方式也未按照要求控制線由儀表廠家直接完成接線并做好密封處理，而是現場進行接線再做密封處理。這件事也引起了我深入的思考，如何能解決大多數儀表廠家的設備都可以使用？如何能夠延長儀表的使用壽命？經過一段時間的思考，想出一個解決辦法，調整液位計接線箱的位置，將其靠近檢測口；擴大接線箱的尺寸為400×500×300mm，將液位計儀表安裝在接線箱內。我認為這樣可以有效的解決多數儀表廠家設備均可用，降低儀表投資費用，并延長儀表使用壽命。在2021年各個采油廠污水截流改造項目中，按照此方法做了設計調整。液位計接線箱調整系統接線圖如圖2所示。

圖2 液位計接線箱調整系統接線圖

4 設計時應該注意的一些問題

這幾年做污水泵站改造及新建項目設計，設計時出現過一些問題，值得大家以后在設計中應該注意的。

4.1 負荷計算及變壓器容量選擇

要按照設備負荷情況統計出設備容量，按計算公式算出計算容量、計算電流，并要考慮尖峰電流的大小，再選用合理的變壓器容量供電。

4.2 大負荷污水泵啟動方式

為了防止啟泵對電網的沖擊，通常采用軟啟動器啟動。對于大負荷的污水泵，建議采用變頻器啟動，且變頻器選用重型。

4.3 接線箱的使用

接線箱可以有效的防止氨氣沿著保護管進入到配電間和值班室，保證了污水泵的長期安全穩定運行。將液位計儀表安裝在接線箱，延長了儀表的使用壽命，也降低了投資成本。

5 結語

污水泵站的電控設計，對于污水泵站的運行起到非常大的作用，通過準確的負荷計算，先進的控制系統，嚴謹的設計細節，形成了一套先進、可靠、操作簡單、人性化的智力成果。降低了勞動強度，改善了工作環境，保護了生態環境，體現了社會效益。