污水泵站设计革新

李明旭 赵庆来

（1. 大庆油田工程项目管理有限公司天宇设计院，黑龙江 大庆 163000； 2. 第六采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

随着我国人口密度的不断升高，环境保护成为一个重点工作，解决污水排放问题就是重中之重。配电系统的安全可靠性决定了污水泵站安全、稳定运行的重要保证，PLC控制系统和远程监控系统的建设，提高了污水泵站的自动化控制水平，节约了人工成本，形成集中监测控制的管理模式。

1 污水泵站配电方式

按照《民用建筑电气设计标准》 GB 51348-2019中第3.2.1 2条 符合下列情况之一时，应为二级负荷：（1）中断供电将造成较大损失或较大影响；（2）中断供电将影响较重要用电单位的正常工作或造成人员密集的公共场所秩序混乱。本规范的条文说明中第3.2.11条 本条规定了对二级负荷的供电要求。由于二级负荷停电影响较大，因此宜由两回线路（由一个城网变电所引来的两个配出回路）供电，供电变压器也宜选两台（两台变压器可不在同一变电所）。

一厂、六厂、方晓、红卫及周边范围13个污水泵站的污水汇集到月亮泡和东风新建的增压泵站，也称作截流泵站，再集中通过管线排至污水处理厂处理。若污水不能及时排走将直接排到月亮泡和东风泡，会造成环境污染。该项目的建设是国家环保督办的项目，作为重点建设的项目。按规范要求及其中断供电将造成较大影响的重要程度，截流泵站属于二级负荷供电，每个小区内的污水泵站，在供电条件有限的情况可按三级负荷供电。

按照污水泵站，计算站内的负荷情况，合理规划变压器的容量。二级负荷供电的泵站，可在配电间低压进线柜内供电线路进线切换。为了防止启泵对电网的冲击，可采用软启动器启动。配电电缆采用交联聚乙烯电力电缆埋地暗敷。站内根据房间功能布置照明系统，格栅间、污水池顶间采用防爆灯，室外安装射灯，方便夜间检修。室外门铃按钮，便于外来人员呼叫。

2 污水泵站控制方式

集水池内安装1个浮球开关和1个投入式液位变送器。值班室新建PLC自动化控制系统1套。投入式液位变送器接地端子应做可靠接地。液位变送器将信号传给PLC自动化控制系统，PLC根据液位对泵进行控制；站内布置幕帘式被动红外入侵探测器，该报警信号传输到监控中心；配电间、值班室及污水泵站周边安装的摄像机主要监控主要设备和周边环境；于围栏上设置红外探测器，值班室内设置报警主机。污水泵站所有参数检测、控制信号均进入值班室可编程序控制器（PLC）集中显示、操作和报警。监控数据可通过宽带网或移动卡上传到监控中心，实现远程控制、监视，达到无人值守。

当集水池内水位升至-5m时，一台泵启动,此时一台泵工作。如果水位下降，则下降至-7.315m时，泵自动停止工作。如果水位继续上升，当水位升至-4.00m时，第二台泵启动，此时两台泵同时工作。两台泵工作时，若水位下降，则下降至-7.315m时，两台泵自动停止工作。两台泵轮流作为第一个泵启动，保证两台泵运行频率均衡。以上启停水位值均要根据不同污水泵站的实际运行情况及季节变换做调整。

3 设计革新

3.1 调整泵和阀的控制方式

集水池液位上升或下降，PLC自动控制系统根据启泵停泵的设定值，自动决定水泵启动数量，启泵过程：先启泵后缓开阀并进行调节；停泵过程为：先关阀后停泵。泵出口电动调节阀根据电流定值利用PID控制方式进行调节控制，当电流超过设定值，减小阀门开度，管道水流量降低，电机电流减小，当电流低于设定值，增大阀门开度，管道水流量增大，电机电流增大。控制电机电流以保证每台泵电机电流不过载为控制目标进行阀门开度调节。

3.2 调整接线箱位置及功能

污水泵站集水池会产生大量的氨气，具有很强的腐蚀性，极容易敷设配电柜及控制柜内元器件。为防止氨气沿着保护管进入到配电间和值班室，在室外建设接线箱，接线箱尺寸为300×400×200mm。将进入配电间和值班室内所有电源电缆及控制电缆在接线箱内通过接线端子做可靠连接，有效的将氨气隔绝在室外。在污水截流泵站改造项目，就采用了这种接线方式。液位计接线箱系统接线图如图1所示。

图1 液位计接线箱系统接线图

随着工程的实施，发现了新的问题，截流泵站的检测口封闭较为严密，污水产生的氨气和水的湿气都比较大，液位计的仪表安装在检测口处，时间不长，仪表就出现不准确的现象。针对这个问题进行了分析研究：一是未按照设计要求选择适合污水专用的液位计；二是接线方式也未按照要求控制线由仪表厂家直接完成接线并做好密封处理，而是现场进行接线再做密封处理。这件事也引起了我深入的思考，如何能解决大多数仪表厂家的设备都可以使用？如何能够延长仪表的使用寿命？经过一段时间的思考，想出一个解决办法，调整液位计接线箱的位置，将其靠近检测口；扩大接线箱的尺寸为400×500×300mm，将液位计仪表安装在接线箱内。我认为这样可以有效的解决多数仪表厂家设备均可用，降低仪表投资费用，并延长仪表使用寿命。在2021年各个采油厂污水截流改造项目中，按照此方法做了设计调整。液位计接线箱调整系统接线图如图2所示。

图2 液位计接线箱调整系统接线图

4 设计时应该注意的一些问题

这几年做污水泵站改造及新建项目设计，设计时出现过一些问题，值得大家以后在设计中应该注意的。

4.1 负荷计算及变压器容量选择

要按照设备负荷情况统计出设备容量，按计算公式算出计算容量、计算电流，并要考虑尖峰电流的大小，再选用合理的变压器容量供电。

4.2 大负荷污水泵启动方式

为了防止启泵对电网的冲击，通常采用软启动器启动。对于大负荷的污水泵，建议采用变频器启动，且变频器选用重型。

4.3 接线箱的使用

接线箱可以有效的防止氨气沿着保护管进入到配电间和值班室，保证了污水泵的长期安全稳定运行。将液位计仪表安装在接线箱，延长了仪表的使用寿命，也降低了投资成本。

5 结语

污水泵站的电控设计，对于污水泵站的运行起到非常大的作用，通过准确的负荷计算，先进的控制系统，严谨的设计细节，形成了一套先进、可靠、操作简单、人性化的智力成果。降低了劳动强度，改善了工作环境，保护了生态环境，体现了社会效益。