上海交大研發(fā)城市供水監(jiān)控系統(tǒng) 或破解用水難題

近日，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院李少遠(yuǎn)教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)成員陳宇韜、陳彬彬以上海市南區(qū)供水管網(wǎng)為設(shè)計(jì)對(duì)象，研發(fā)出了“城市分布式供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)”。該系統(tǒng)宛如安裝在城市水網(wǎng)上的一雙“智慧之眼”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)管理，及時(shí)處理突發(fā)事故，降低管網(wǎng)運(yùn)行能耗，或?qū)⒂行平馐忻裼盟y題。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一滴水的“行蹤”

據(jù)李少遠(yuǎn)介紹，以市南區(qū)華翔路泵站為例：若華翔路泵站管理區(qū)域發(fā)生紅色報(bào)警，工作人員可以直接在監(jiān)控系統(tǒng)圖上點(diǎn)擊進(jìn)入華翔路泵站，與泵站相連的閥門、蓄水池、及現(xiàn)場(chǎng)儀表的運(yùn)行狀況就可以清晰展現(xiàn)出來(lái)。例如，2號(hào)進(jìn)水管水壓超過(guò)高危值時(shí)，2號(hào)進(jìn)水管的當(dāng)前水壓數(shù)是多少、超過(guò)高危值多少等所有報(bào)警信息都能夠在監(jiān)控系統(tǒng)里得到實(shí)時(shí)反映。報(bào)警、標(biāo)簽、嚴(yán)重等級(jí)、整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以以趨勢(shì)圖的形式直觀反映出來(lái)，而且每日的管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，還可以記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供監(jiān)控中心分析優(yōu)化。
“經(jīng)過(guò)泵站的每一滴水都會(huì)被監(jiān)控系統(tǒng)記錄在案”李少遠(yuǎn)說(shuō)，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)與泵站、泵站與調(diào)度中心的同步聯(lián)系，實(shí)時(shí)獲取管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。泵站同時(shí)是一個(gè)操作管理系統(tǒng)，一旦發(fā)生“險(xiǎn)情”，只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就能“指揮”閥門、蓄水池、抽水泵等現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)“排險(xiǎn)”。

據(jù)了解，大型城市供水管網(wǎng)，一端連接著水源，另一端則連接著千家萬(wàn)戶。水網(wǎng)的設(shè)計(jì)、控制與優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，是供水行業(yè)亟待解決的問(wèn)題，也是與百姓生活密切相關(guān)的問(wèn)題。傳統(tǒng)的供水管網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度憑借簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算完成，甚至僅憑個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)決策。而分布式供水監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水管網(wǎng)的科學(xué)管理，能及時(shí)處理突發(fā)事故，具有重要的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值。

水網(wǎng)變“聰明” 節(jié)能又降耗

目前，讓供水部門頭疼的主要問(wèn)題是供水能耗。供水部門都是能耗大戶，其電力成本支出平均占自來(lái)水成本的30%~40%。也就是說(shuō)，人們平時(shí)交的水費(fèi)帳單，其中3-4成是為電費(fèi)成本買單的。

 如果城市供水管網(wǎng)采用“分布式供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)”，就能變得“聰明”起來(lái)。因?yàn)樗粌H可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓供水，還能通過(guò)改變水泵機(jī)組的啟停組合和變頻轉(zhuǎn)速控制，在不影響供水的前提下，顯著減少泵站總功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
“其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，變頻水泵比定速水泵節(jié)能”李少遠(yuǎn)介紹，由于供水壓力指標(biāo)通常無(wú)法變更，節(jié)能的一個(gè)主要手段就是利用水廠加壓和泵站加壓，減少供水管網(wǎng)中的水頭損失。加壓、減壓需要通過(guò)水泵來(lái)操作?！皞鹘y(tǒng)的供水網(wǎng)是定速泵為主，無(wú)論水壓高低，水泵工作的功率是不變的。當(dāng)水泵出水量減少時(shí)，水泵工作揚(yáng)程將增大，所以為了保證用戶終端用水的壓力，供水泵站在絕大部分時(shí)間都處于揚(yáng)程過(guò)剩狀態(tài)，這就造成了能量的浪費(fèi)。而分布式供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)則采用的是變頻泵，實(shí)現(xiàn)水泵隨用水量的變化自動(dòng)調(diào)速，減少水泵揚(yáng)程過(guò)剩的狀態(tài)，降低輸出功率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。”