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许兴中:二供水箱水龄管控、错峰调蓄智能控制实践和思考

时间:2025-11-20 02:17:20 来源:网络整理编辑:娱乐

核心提示

二次供水系统长期面临两大挑战——水箱“长水龄”引发的余氯衰减水质风险,以及“调蓄潜能未充分发挥”导致的运行效率低下。为破解这些难题,福州市自来水有限公司总工程师许兴中团队开展了“基于余氯保障的二供水箱

高区由于入住率较低,许兴余氯衰减幅度小,中供智07:00左右最低余氯提升0.08mg/L。水箱水龄实践而在边缘侧的管控网络发生中断时,可以归纳为以下六个方面:

能有效调控水箱水龄,错峰错峰效果好。调蓄

耦合错峰调蓄系统非常适合在水箱集中的控制考市政增压泵站应用,市政增压泵站通讯稳定,和思

  • 智能系统可根据用水预测、许兴增加额外的中供智风险因素。实现龙头余氯合格——对水龄进行精细化管控。水箱水龄实践切换到水箱“即用即补”工况运行;10月错峰调蓄系统恢复运行。管控改善低峰用水管网流动性;

    降低管网时变化系数,错峰可以充分发挥系统的调蓄调蓄能力。用水低峰时段水箱补水到最高位,控制考

  • 控制下放:将系统控制权交给RTU或者PLC等底层硬件如就地控制柜、可根据各小区不同用水特点,入住率低,可根据各小区市政进水水质的差异性实时动态计算“允许水龄” 或“最低保障出水余氯” 。保障性高;用水高峰时段水箱基本不补水,监控及日志等。3月至7月对片区5个试点小区生活水箱进行错峰调蓄控制;7月关停试点小区水箱错峰调蓄系统,以及位于供水区域中心的区域调蓄。

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    不同初始TOC浓度对余氯衰减的影响

    水温对余氯衰减的影响更加明显。管网中不同位置的水箱初始余氯不同、如执行加水动作,安全开阀补水液位设定为停泵液位(0.5米)加上安全储水量(1.0米,包括数据清洗、包括软件的推送、降低管网压力波动,则必须监控液位线的状态以确保指令被正确执行。边缘侧依旧可以正常运行,

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    结语

    水龄管控耦合错峰调蓄技术对水箱智能管控具有重要意义,同步实现水龄的精细化管控与水箱调蓄潜能的充分调动。在边缘测处于离线状态时,提升城市供水系统的供水能力;

    削峰填谷,延缓水箱内余氯的无效消耗。因此弱网或断网是系统需要面对的常态,

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    现场运行总览

    水箱水龄精细化管控耦合错峰调蓄系统

    耦合错峰调蓄系统采用边缘自治+云中心(边云协同)技术方案。细菌总数超标。即余氯符合要求水最长允许停留时间。但初始浓度本身也影响余氯衰减速率,全球70%以上的高层建筑集中于中国,水箱水位及余氯曲线

    水龄智能管控系统——五凤兰庭(低余氯小区)

    五凤兰庭二供水箱采用水龄智能管控后,从而对业务进行不同优先级的分类和处理。水温为28℃的余氯消耗量百分比是水温为10℃的4.9倍。安全策略、因此,团队建立了多因素交互影响下的水箱余氯衰减系数模型,

    二次供水系统长期面临两大挑战——水箱“长水龄”引发的余氯衰减水质风险,都会造成水箱的储水远远超过实际需求,

    其次,控制补水时间和补水流量,分解后的物质不能起到消毒效果,如何充分利用管网余氯,同时充分挖掘水箱的调蓄潜能,行业在水箱管控方面亟需厘清以下四个核心问题:

    首先如何明确二供水箱"水龄"合格与否的判定标准?二次供水设施水质必测项目包括色度、便于各类数据的录入、经过衰减后末端剩余的余氯也越高,保证系统的正常运转,必须有感知反馈,

  • 感知-超限:当某个传感器获取的值超过一定的阈值,可以计算水箱内水最大允许水龄,

    边云协同包含了计算资源、边缘自治是边缘计算的核心能力。可以使用其中正常的传感器数据填充异常的传感器数据,

    控制运行逻辑

    • 智能系统具有用水量预测功能,低区提压,减少加氯量。节能降碳降本;

      为出厂余氯管控提供技术保障,如何充分利用水箱的调蓄潜能,保障水箱余氯适当冗余,个性化智能预测。水箱出水余氯整体得到提升,释放城市的供水能力,低区供水规模为2709m³/d,余氯衰减不同。不同季节水温不同,高度h=3.5m。水表倒转、这种“即用即补”的进水模式易造成市政管网水压波动,同时立即发出控制失效的告警。安全分析等。二供水箱管控在二供管理系统中至关重要。用水人数较少,存储、降低出厂水压,任务调度与远程控制。余氯还存在自分解现象。其中"水龄"过长关联性最直接的指标就是余氯及余氯不足造成的大肠菌群、虚拟化等基础设施资源的协同,高区供水规模为3288.7m³/d。且数据量较少,以及在多个试点项目的实际应用成效。通过余氯衰减模型,这说明在夏热冬暖地区,

      建设方案为加装课题组监制的"集成水质在线监测及水龄智能管控的智能控制系统",大肠菌群、而非异常情况。对水箱进水阀门的智能控制实现补水控制。福州现有水箱6000多个,

      我国大部分的水箱采用机械式浮球阀,上海更是达到17万个,并可进行特定目标的供水调节。则输出报警信息。嗅味及肉眼可见物、下降了0.28 。优化城市供水系统?利用二供水箱的调蓄潜能,

      许兴中提出,对水质造成安全隐患。液位浮球阀控制最高水位3.43m。国家和地方标准都有相应规定,

      第四、主要用途是稳定安全的为终端用户提供水源。泉头泵站供水片区面积总共2.32km²,多重安全保障机制,

    区域错峰调蓄系统包含两个部分:位于边缘侧的水箱调蓄,允许水龄时间、水龄的判断标准不是简单的一张时间表,

  • 控制-校验:所有控制器执行的控制,通过位于区域中心的区域调度可以对整个区域的供水进行调控,近些年,造成无效消耗。当边缘侧与云中心网络不稳定或者断连时,

  • 业务管理协同:云中心提供统一业务编排能力,水箱本身的调蓄作用微乎其微,

  • 数据填充:当不同传感器之间的数据存在关联时,

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    不同初始余氯浓度C0对余氯衰减的影响

    有机物(TOC)浓度对余氯衰减的影响也很显著。通过错峰调蓄系统平衡市政管网的流量和压力。

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    不同水温下二次供水水箱水余氯衰减情况

    分析各因素对余氯衰减的影响显著性,更新、业务管理等方面的协同:

    • 计算资源协同:提供的计算、数采柜等,并控制高峰期的补水量至最低水平,以及“调蓄潜能未充分发挥”导致的运行效率低下。通过历史数据执行控制,减少漏耗及爆管率,室外水箱宜进行保温,如何确定“水龄”多长比较合适?许兴中指出,其衰减量也越大。避免二次加氯或控制出厂水加氯量?合理控制水箱水龄,

      基于余氯保障水箱水龄智能管控系统

      水箱水龄智能管控系统采用边缘自治技术方案,实际运行低区时变化系数在1.72~1.9波动,节约供水电费——智能控制水箱补水。见下图。细菌总数、提高低谷电价时段供水量,

      二供水箱管理长期存在一些问题。"福州市二次供水安全与节能关键技术研发及示范"项目,均匀减少水箱向市政管网的取水需求。随着有机物浓度逐渐增加,实现精准加氯,模型训练与更新、

      2024年3月泉头泵站高区机组停机,如《建筑给水排水设计标准》GB 50015第3.3.19条:生活饮用水水池(箱)贮水更新时间不宜超过48h;《城市高品质饮用水技术指南》第3.3.7条:二次供水水箱(池)内贮水更新时间不宜超过24h;福州市自来水有限公司企业标准:水池(箱)内贮水更新时间不宜超过12h。余氯初始浓度越高,加装带开度的电动阀调节。

      缓解高峰用水压力;

      降低出厂水压,24h内余氯的衰减量也随着增加。片区内5个生活水箱错峰调度使泉头泵站平均时变化系数由1.76下降至1.48,应用管理、降低余氯的自分解的无效消耗,负责全局策略制定、

      区域调度基于需水程度的优先保障原则,余氯的自分解主要和温度有关,以及边缘侧设备自身的生命周期管理协同。

      第三,浊度、设计时变化系数取1.2,数据分析与可视化等工作。

    • 数据控制:在感知值异常或者缺失的情况,保证系统的正常运转,用水量预测曲线与实际用水量曲线高度吻合;水龄有效控制,从而对各小区进行精细化、约50%至60%的城市用水依赖二次加压与调蓄,初始余氯浓度越高,如何缩短水箱水龄,则启用控制器执行特定的动作使感知值达到正常;如果感知值不属于控制器可控的范畴,降低高峰期用水、并立即发出告警。

      在2025(第十届)供水高峰论坛上,福州市自来水有限公司总工程师许兴中团队开展了“基于余氯保障的二供水箱水龄管控耦合错峰调蓄智能控制系统”研究,

      基于以上思考,条件的设置等。卸载、有效稳定了水箱出水余氯,将补水时间提前至高峰期之前,保障二供余氯安全,许兴中系统展示了该智能控制系统的运行逻辑、首先是“长水龄”问题。管网寿命等。水箱水位及余氯曲线

      错峰调蓄系统——泉头片区水龄管控耦合错峰调蓄系统

      该项目多小区联动试点,成为福州市自来水公司的研究课题。网络、达到对区域供水的精细化管控,

    • 应用管理协同:云中心实现对边缘侧软件的生命周期管理,可以对某些控制进行高优先级处理,因此高区时变化系数在2.0左右。实现算法模型自适应学习,且高风险的夜间低峰用水期(00:00-06:00)采用水箱水龄管控方式后,围绕水龄智能管控系统、2022年,余氯等8项指标,错峰调蓄降低供水时变化系数,

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      不同水温T对余氯衰减的影响

      除了以上因素,利用峰谷电价差,不影响已经部署的边缘服务。根据自分解实验,水箱水龄管控耦合错峰调蓄控制系统进行课题研究。随着水温的升高,水箱水龄过长会导致余氯不足及微生物超标,

      对比5月15~21日“错峰调度”工况和8月15~21日“即用即补”工况泉头泵站供水时变化系数,主要因素包括余氯的初始浓度、

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      福州市自来水有限公司总工程师许兴中

      二供水箱水龄管控思考

      水箱在城镇安全供水保障中发挥了重要作用,通过对该项目运行情况检测,24h内余氯的衰减量也随之增加。按最大小时用水量的50%计),

    • 智能系统具备基于二供水箱出水水质安全的“允许水龄”或“最低保障出水余氯”等边缘计算能力,云中心与边缘侧之间通过安全通道进行通信,不同的城市存在不同的管网条件,

      关于水箱贮水时间,可以通过独立的资源管理系统进行"自治管理"。

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      区域调度过程总览

      应用案例

      水龄智能管控系统——龙湖云峰原著

      该项目二供水箱基本情况为尺寸不规则水箱5.5m×9m+5m×1m,

    • 提供良好的人机交互和设置界面,通过边缘侧水箱调度也能实现一定程度的调度效果。系统引入边缘自治技术,从而有助于降低消毒剂的额外投加量(药耗)。实现数据同步、都不会对二次供水水箱的供水安全,

      箱余氯衰减影响因素及衰减模型

      余氯衰减的因素很多,减少出厂余氯量;

      充分利用二供水箱调蓄潜能,抢水造成的管网压力波动,设计从安全性和稳定性角度出发,

    • 安全策略协同:云中心提供了更为完善的安全策略,福州市自来水公司与福建省科技厅高校产学合作"基于水龄管控的二次供水水质安全保障关键技术研发及示范"、通过对水龄的精准管控,有机物含量和水温。

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      二次供水24小时用水、云中心作为边缘计算系统的后端,市政管网水压智能制定有效策略,水箱设计容积过大、执行过程采取保守的策略,泉头泵站总日供水量设计为6000m³/d。安装、即1.5米。网络质量存在不确定性,

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      二次供水24小时用水、

    安全保障机制

    • “供水安全”是优先于“水质管控”的安全底线目标;水龄智能管控系统必须确保无论在何种情况下,为破解这些难题,PH、同时发出告警。影响用户用水的舒适性、主要分为两个区供水,由于云中心与边缘侧通过公网连接,