曝气精确分配与控制系统技术说明

1、曝气精确分配与控制系统技术说明1、概述曝气精确分配与控制系统是污水处理厂相对独立的成套子系统， 本系统承载 着曝气环节各曝气控制区气量精确分配与控制， 进而保障溶解氧控制稳定，满足 工艺运行对溶解氧的控制需求。本节陈述了曝气精确分配与控制系统的设计、制造、校验、安装及调试的技术要求和规范。设备编号名称规格型号及性能单位数量备注1气 确 配 控 系 曝精分与制统本系统主要包括但不仅限于流线型空气 控制阀、气体流量计、控制系统、以及由 生产性的系统模拟实验中心提供的系统 集成标疋与校验等。为保障成套系统设备 的匹配性和高精度，要求流线型空气控制 阀和气体流量计为一体化设计，流线型空 气控制阀、气体流量计、控制系统以及系 统标定与校验均应由同一制造商提供，整 体测控精度优于3%详见明细。套1疋制系统， 成套提供。为保障系统整体匹配性和精度，流线型空气控制阀、气体流量计、控制系统以及系统标定与校验均应由同一制造商提供。曝气精确分配与控制系统要求是采用线性的一体化测控装置与专家控 制系统并依托生产性的模拟实验中心完成一体化过程的智能化控制系统。该 系统要求采用气体流量作为控制信号，溶解氧信号作为

2、辅助控制信号，可根 据污水厂实际进水负荷的变化及各控制单元溶解氧运行水平的需求，及时准 确的分配与控制气量，以达到溶解氧稳定控制的需求。采用成熟的测控技术 结合污水厂的工艺设计需求及实际运行特征，在生产性的模拟实验中心模拟 生化池各曝气控制单元实际管路布设，进行大量实验数据积累，建立科学的数学模型，反向补偿管路布设及空气流态变化造成的流量计量误差。系统在调试过程中应结合实污水厂际进水负荷的变化特征，按需分配各曝气控制区 域的供气量，达到溶解氧控制稳定，使生物池各反应段高效稳定运行。曝气精确分配与控制系统是由流线型空气控制阀、气体流量计、曝气就地控制系统以及由生产性的系统模拟与校验实验中心提供的系统集成标定与校验的成套系统。其所包含设备如下:项目规格单位数量备注流线型空气控制阀适用于生物池的空气管道套4安装在生化池现场热式气体流量计见详细描述套4与流线型空气控制阀配套使用曝气就地控制系统见详细描述套4集成安装在现场控制柜内鼓风机压力优化控制系统见详细描述套1集成安装在现场控制柜内生产性的系统模拟与实验中心提供的系统集成标定与校验见详细描述套4设备出厂前在标定实验中心完成现场控制柜见详细描

3、述套1安装在生化池现场或中控房本系统包括以下、但不仅限于下列内容:(1) 曝气就地控制系统及现场控制柜；(2) 由生产性的系统模拟与实验中心提供的系统集成标定与校验;(3) 流线型空气控制阀及相配套的电动执行机构；(4) 热式气体流量计；(5 )上述设备的安装、调试、开车指导及技术培训。2、提交资料2.1 制造商的资格要求（1）流线型空气控制阀和气体流量计是保证曝气系统合理配气的关键设备， 应为国际知名品牌的原装进口产品， 供货时须提供品牌原始国原产地证明及进口 报关单。（2）流线型空气控制阀和气体流量计制造商在污水处理行业内须有至少5个处理规模不低于 6 万吨/ 日的应用于曝气分配与控制的应用业绩，投标文件中 提供用户证明和合同复印件。2.2 制造商提供资料（但不限于此）投标人在投标文件中至少还必须提交以下资料： （1）现场布置图，布置图中明确标识系统内设备组件的准确安装位置。 （2）主要设备外型结构尺寸图。（3）技术参数表、流线型空气控制阀调节特性曲线。（4）业绩证明文件。3、现场条件生物池空气管道公称直径： DN450 x 4 生物池空气管道公称压力： PN10环境温度：-10

4、C60 C介质：空气介质温度：60 C 130 C4、曝气精确分配与控制系统技术要求曝气精确分配与控制系统要求是集成的智能化控制系统， 系统应对曝气池各 曝气控制单元内由于负荷变化对气量需求的变化做出实时响应， 精确分配各控制 单元内的供气量， 从而达到溶解氧的控制稳定， 满足工艺运行的需求。 系统应包含曝气量计算、配气、鼓风机调节等曝气控制所需的核心功能模块。在满足系统的整体运行功能前提下，为了保证系统的安全稳定以及可靠性， 需要最大限度降低对在线仪表的依赖程度。为确保成套曝气控制系统的整体测控精度和匹配性， 系统内成套组件应安装 在模拟与校验实验中心的等尺寸曝气管路上， 进行系统集成与标定， 通过反向补 偿最大限度的降低管路布设及空气流态变化造成的流量计量误差及阀门执行误 差，确保系统对气体流量的测控精度优于 3%。在污水处理厂工艺运行稳定及相关设备正常运行情况下， 与未启用精确曝气 控制系统相比， 同等进出水水质条件下， 可实现单位污染物或单位水量的鼓风机 电耗节省 10%以上。4.1 流线型空气控制阀流线型空气控制阀应为成套设备， 包括调节阀及相配套的电动执行机构。 流 线型控

5、制阀是气体流量测量与控制的核心执行单元， 能根据中控上位机或曝气控 制系统发出的控制命令， 实现对各曝气区的曝气气体进行控制及合理分配， 以满 足曝气区的工艺运行稳定对曝气量的要求。4.1.1 技术要求 要求流线型空气控制阀为线性调节阀，在0-100%调节范围内均为线性调节，并提供控制阀流量调节特性曲线和实际工作曲线； 阀门的重复精度和步进精度须达到0.3%以上。 要求阀门应用空气动力学的流线型优化设计， 阀体采用文丘里管结 构，包括入口段、收缩段、喉道以及扩散段。为了避免紊流并形成良好的空 气流态，要求入口段与扩散段均需配置不低于三片导流板。为了保证阀门调 节过程中产生的压差得到有效恢复，要求扩散段长度不低于阀门口径长度， 并提供详细的结构尺寸图。 为了保证阀门的调节精度， 要求阀门调节的步进方式为螺纹丝杆带动 调节部件行进完成调节。 阀体材质要求为不低于不锈钢316，耐腐蚀且阀体免维护。控制阀密封件采用耐高温和耐腐蚀性的FKM（氟橡胶），零泄漏。 控制阀采用两面活套法兰安装、 涂铝松套法兰环或采用不锈钢松套法 兰环安装，压力等级 PN 10。4.1.2 阀门配套的电动执行机构技术要

6、求 电动执行机构均采用国际知名品牌的电动执行机构，不低于德国欧玛（AUM） 英国罗托克（ROTORK 电动执行机构均采用智能调节型电动执行机构， 电动执行机构配减速箱， 电动执行机构与减速箱必须为同一个品牌。 电源: 380V、 AC、 50Hz。 F 级绝缘，防护等级 :IP68执行机构应能接受来自远方的420mADC模拟信号或开关信号（无源干 接点）。 开/ 关极限位置均配限位开关，开和关的方向均配扭矩开关以防过载。 带有现场阀位指示，阀门在开 / 关运行过程中有闪光指示信号。 电动装置应具有就地操作按钮、 就地和远程转换开关、 远程开启度显示， 所有控制元器件安装于启闭装置的一体化控制单元内。 防腐:整体喷涂环氧聚氨酯，有效防腐防霉。4.2 气体流量计测量原理:热扩散技术（热导式） ，恒功率。 结构形式:传感器变送器一体式，插入式安装；传感器为全不锈钢 1.4571 ，传感器中探针与探杆须由一根棒材一体加工 制成、无焊接，耐腐蚀；经模拟标定后，流量计测量精度：w 2%重复性：w 0.5%;介质温度: -40C130C；环境温度： -40C80C；防护等级： IP 68 ；供电电源

7、： 24VDC；绝缘信号输出，4-20mA有源，负荷小于400Ohm脉冲输出；安装附件：配套不锈钢焊接短管和手动球阀4.3 曝气就地控制系统 以气体流量信号作为控制信号，溶解氧作为辅助控制信号。 集成了大量现场信息的数据模块及系统软件组成的就地控制器可自动调 整气体流量设定值，并可按实际需要进行快速、有效的控制。 采用不同的权重对特定污水厂的进行测量和数据分析处理； 空气流量的评估和进一步处理； 电动执行器的就地控制； 每个池的就地空气控制回路控制。集成的就地流量分析控制回路，以保 持中常规运行需要的溶解氧浓度，不受静态和动态压力变化的影响；处理PLC输入信号，作为设定值或直接设定值计算； 当前需要的空气流量的计算； 报警参数、所有输入和外部控制模式的实时控制； 可变的控制特征，可根据具体污水厂情况进行调整； 测量值失效或管道泄露时可切换到安全模式； 报警停止后自动复位到正常工作状态； 在“外部控制”模式下，上位机的控制命令可直接传递给就地执行器；隔离的输入和输出信号，通过420 mA连接；4.4 鼓风机压力优化控制系统要求鼓风机压力优化控制系统实时采集所辖曝气就地控制系统内各阀位执

8、行开度信号结合在线采集的曝气总管压力变送器信号， 经压力优化控制系统实时 计算出鼓风机实际运行所需的压力优化参考值并与 PLC通讯，该参考信号通过中 央控制室传给鼓风机管理系统控制柜 (MCP,进而由鼓风机实现风量的调节， 达 到进一步节能运行的目的。 接收现场阀位信号； 输出鼓风机的压力控制优化信号； 集成在现场控制柜内； 标准为输入输出420mA言号； 集成了数据处理模块及流量、阀位与压力的智能计算软件。4.5 系统集成标定与校验为确保流线型空气控制阀的线性调节特性和良好的调节精度、以及气体 流量计的测量精度，制造厂商须拥有权威的标定与校验实验中心，对流线型 空气控制阀和气体流量计进行精度校准，提供标定与校验实验中心彩色样本 及相关证明文件。流线型空气控制阀和气体流量计经生产性的标定实验中心进行精度 校准后，气体流量计可直接安装于流线型空气控制阀的前端0.5-1D 处，无更多直管段要求，流线型空气控制阀的步进精度应达到 0.3%，气体流量计的 测量精度应达到 2%。在系统模拟实验中心完成流线型空气控制阀与热式气体流量计的集 成与标定，将流量计量误差及阀门“开度 -流量”的执行误差反

9、向补偿到测 控系统中去；系统内所涉及的所有部件，包括管道的布置形式、弯管、缩扩径以及 等同于实际设备几何尺寸和运行条件的空气流量等均在模拟标定集成及校 验范围之内；4.6 现场控制柜曝气精确分配与控制系统应根据污水厂工艺特征提供成套现场控制柜， 曝气 就地控制系统和鼓风机压力优化控制系统集成安装在现场控制柜中， 负责电动阀 门信号（阀位反馈、阀位设定、阀门状态等） 、气体流量计信号等的采集及数据 分析，实时计算出鼓风机实际运行所需的压力优化参考值并与 PLC通讯，该参考 信号通过PLC传给鼓风机MCP空制柜，进而由鼓风机实现风量的调节，达到进一 步节能运行的目的。控制柜应为不锈钢材质，防护等级不小于 IP54，并具备通风散热措施； 控制柜上应有带保护玻璃的用于显示及操作用的可视化图形显示器，显示屏尺寸不小于 7 英寸，通过显示屏可进行操作 （包括但不限于定制菜单， 错误信息屏幕提示，诊断等） ； 电源： 220V AC； 与PLC通讯方式：工业以太网。5、质量保证5.1 系统匹配性为保证系统的匹配性和测控精度， 要求流线型空气控制阀和气体流量计为一 体化设计， 流线型空气控制阀、 气体流量计、 控制系统以及由生产性的系统模拟 实验中心提供的系统集成标定与校验均应由同一个制造商提供，属于同一品牌。5.2 溶解氧控制与鼓风机节能在满足以下条件的情况下： 工艺及

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