供水管網壓力管理系統
來源:
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作者:zzzhsgy
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發布時間: 2016-06-11
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降低供水管網系統的壓力是減少漏失量和降低爆管次數的有效方法。傳統方法，主要是通過壓力減壓閥來降低管網壓力，但是減壓閥只能夠獲得一個固定的輸出管網壓力值，從而無法達到最佳減漏效果。
一、系統概述（架構）
水力模型建模及分析:通過水力過渡過程分析軟件將水泵參數、管線的參數以及閥門等設備的參數輸入，可以對整個系統的穩態、瞬態水力變化進行模擬分析。
管網漏損控制的DMA :通過合理的DMA分區管理可以輔助實現主動控漏。
智能閥門優化布置:采用遺傳算法和深度學習技術可以對閥門調節管網的壓力的控制模型來達到控制管網漏損的目的，對管網閥門安裝的數量及安裝位置的優化進行研究，并對相應的計算結果進行模擬分析。而研究并推出具有智能監測及自診斷功能的自適應關鍵閥門，對管網的壓力控制具有重要意義。
- 實施壓力管理系統的意義
- 壓力管理在印尼-----印尼瑪瑯市應用了138 個尺寸范圍在100mm至500mm 的減壓閥，結果：
減少了白天高需求時的壓力，大幅減少夜間供水壓力；減少35%的水滲漏率；減少300%的管道破裂；減少33%的城市電力消耗；擴大水資源供應25000個連接點（受益人數達125000人）
- 壓力管理在巴西-----“使用減壓閥門之后，我們減少了68%的維修預算，也僅在90天之內就收回了我們的投資。”
二、系統功能
- 水力模型建模及分析
通過水力過渡過程分析軟件，將水泵參數、管線的參數以及閥門等設備的參數輸入，可以對整個系統的穩態、瞬態水力變化進行模擬分析。
穩態分析主要得出：管段節點的壓力及水頭損失，判定水泵出力是否合適，末端是否水頭不夠或富余。
瞬態分析主要得出：停泵后，管段節點隨時間的壓力變化曲線，管段隨時間的流量變化曲線，隨時間水泵的反轉曲線及流量、壓力變化曲線，止回閥的關閉規律對管線壓力變化的影響，閥門隨時間的壓力變化曲線、空氣閥的吸排氣量曲線，綜合上述數據，判定整個管線系統是否安全（空氣閥選型及布置是否合理，吸氣量是否足夠，能消除負壓，能否限制排氣，消除彌合水錘等；空氣閥布置止回閥關閉規律是否科學，消除正壓水錘；是否需要設置其他水錘防護措施等）。
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水力模型建模及分析平臺
以美國環保署開源的EPANET2.0軟件進行二次開發水力建模
水力分析
水平衡分析
管網優化
水力過渡過程分析
- DMA分區壓力控制
同時，結合歷史漏損數據及工程受損事件分析，以DMA分區、數值模擬、物聯網和云技術為關鍵支撐，按照“事前自適應調控—實時聯調聯控—事后專家系統總結”的基本思路予以完成DMA分區壓力的管理。
- DMA對管網水齡的影響模擬
DMA分區由于閥門關閉引起的管道中流速增大，節點水齡減小，因此水質也會相應得到改善。
- DMA對管網余氯的影響模擬研究
通過DMA技術可以微量促進節點余氯上升，提升水質
- 系統執行單元的優化布局
- 水擊爆管的預防控制（取水泵站/中途加壓泵站）
管線布控： A1檢修蝶閥/ A5水擊預防閥/ A6偏心半球閥/ A7復合式空氣閥/ A8防水錘空氣閥/A9爆管緊急切斷閥/A10調流調壓閥
注 A2: 水泵機組/A4：排水系統/A11：凈水廠
對接 SCADA 系統監測數據，基于地圖采用TIPS、曲線圖表方式展示水量水壓實時、歷史監測數據，并能根據流量、壓力和聲音的變化判斷管道是否漏損。
三、軟件界面介紹
1、實時監測界面：流量、壓力實時監測，通過數據分析，診斷泵站與管網系統是否處于健康工作狀態。
對接 SCADA 系統監測數據，基于地圖采用TIPS、曲線圖表方式展示水量水壓實時、歷史監測數據，并能根據流量、壓力和聲音的變化判斷管道是否漏損。
2、實時的壓力、流量統計報告
3、分析界面
4、區域流量示意、分析
6、控制界面-閥門狀態數據
