城市全域数字化转型案例 l 深圳朱坳水厂深度处理工程智慧化建设项目
城市全域数字化转型案例 l 深圳朱坳水厂深度处理工程智慧化建设项目
深圳朱坳水厂地处深圳湾区核心,是目前深圳宝安区规模最大的自来水厂,隶属深圳水务集团,日供水能力60万吨,供水覆盖北至深圳机场,南至前海自贸区,承担260万人的供水任务。深圳水务科技公司结合行业政策及项目初设方案,协助深水宝安水务集团对朱坳水厂实施智慧水厂建设,将应用智慧厂站解决方案,综合采用大数据、人工智能、数字孪生等先进技术,融合高级自动控制、智能工艺大脑、智慧生产辅助体系,构筑多场景、高颜值、强内核的一体化智慧厂站运营平台,实现水厂的全流程智能化控制、设备全生命周期信息化管理,打造安全、智能、高效、友好、先进且具有朱坳特色的“智慧水厂智能体”。
一、案例概述
为配合深圳市水资源战略布局调整工作的整体推进,贯彻落实中共中央支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区,并于2025年前全市实现自来水直饮,深水宝安水务集团有限公司开展专题工作,着重研究朱坳水厂深度处理工程方案及建设时序。
深圳朱坳水厂地处深圳湾区核心,是目前深圳宝安区规模最大的自来水厂,隶属深圳水务集团,日供水能力60万吨,供水覆盖北至深圳机场,南至前海自贸区,承担260万人的供水任务。深圳水务科技公司结合行业政策及项目初设方案,协助深水宝安水务集团对朱坳水厂实施智慧水厂建设,将应用智慧厂站解决方案,综合采用大数据、人工智能、数字孪生等先进技术,融合高级自动控制、智能工艺大脑、智慧生产辅助体系,构筑多场景、高颜值、强内核的一体化智慧厂站运营平台,实现水厂的全流程智能化控制、设备全生命周期信息化管理,打造安全、智能、高效、友好、先进且具有朱坳特色的“智慧水厂智能体”。从而建立水务行业自来水厂改造的先行标杆,助力全面提升城市供水质量及环水集团品牌精神展示,打造深圳乃至全国深化改革开放、创新供水模式示范点。
二、行业挑战
(一)需求现状
- 供水需求增长:随着人口增长和城市化进程加快,对供水量和水质的需求不断增加。工业和农业部门对水资源的需求也在持续扩展,增加了供水厂的压力。
- 水质要求提升:公众对饮用水和工业用水的安全性和质量要求日益严格,需要水厂投入更多资源以确保水质符合标准。
- 设施更新与扩展:许多传统水厂设施老化,需要进行更新和扩展,以适应增长的供水需求和提高的处理标准。
- 技术升级与创新:需要采用更先进的水处理技术和管理系统,以提高效率、降低运营成本,并更好地应对水质和供水量的波动。
(二)面临的挑战
- 水资源短缺与管理:水资源的可持续性和管理成为一个关键问题,尤其是在干旱地区和受气候变化影响的地区;水资源的分配和管理需要更加精细化和有效化。
- 环境保护和可持续发展:水处理过程中产生的污水和化学副产品对环境造成潜在影响,需要采取措施减少环境影响,并推动水资源的可持续利用。
- 运营成本和效率:高能耗和高运营成本是传统水厂面临的长期挑战,需要通过技术创新和管理优化来降低成本并提高运营效率。
- 政策法规和监管压力:水行业受到严格的政府监管和法规限制,特别是在处理和排放标准方面,这些法规的变化可能需要水厂进行大规模的技术和设施调整。
- 社会接受度和公众参与:公众对于水质、供水安全和环境影响的关注不断增加,水厂需要与社区和利益相关者合作,提升其透明度和社会接受度。
三、解决方案与场景
(一)设计框架
朱坳水厂智慧厂站建设围绕宝安水务集团智慧水务体系,按照朱坳+新安、石岩湖、五指把、长流陂、凤凰水厂一次建设,后续接入的模式,统筹考虑宝水的智慧水务建设,助力宝水由传统供水企业向数字化智慧化供水企业转型。
宝安水务智慧厂站系统设计一次性部署,各厂站数据分批次接入,业务模块联通集团其他业务系统,实现数据互通;以五指耙、朱坳为标准向各厂站复制,最终形成宝安水务的综合智慧化厂站管理系统。
自控系统按照“水厂少人值守,控制中心集中管理运行”的标准设计。宝水集中控制中心采取系统一次性建设,各厂站分批接入的模式,在宝水集团重新进行工控网络的整体规划,各厂站按照集控划分网段,改造后接入集控,实现宝安水务集团工控网络的独立组网。
(二)解决方案及应用场景
- 全流程自动控制系统建设方案
通过系统程控率、系统闭环运转率、人工干预次数的指标统计,智能工艺系统等手段来实现厂内自控系统全工艺流程生产设备的自动化运行。
- 智能工艺大脑方案
智能投药系统模块是基于水务科技公司智能工艺大脑平台实现PAC,次氯酸钠等药剂的智能投加;PAC智能投药系统包括混凝剂自动投加、水量水质监测系统、矾花图像观测装置、基于混凝智能投药控制模型的投药控制一体机系统以及投药PLC控制系统。MPC模型预测系统主要实现水厂智能药量投加、反冲洗优化控制以及滤池恒液位和原水提升泵闭环控制等功能。
利用先进模型和算法搭建智慧系统,将设备运行参数监视、工况分析等工作由智慧系统完成,并将监测、分析结果以可视化的方式呈现给运行值班人员,帮助运行人员更高效、更安全、更轻松完成运行监控工作。
- 智慧安防方案
朱坳水厂改扩建工程生产安防系统根据现状的布点标准以及相关规范要求,对新建单体及周边厂区进行安防点位补充,包括视频监控、围墙电子围栏、门禁、围墙视频系统。
- 智慧运营平台技术方案
智能统一管理平台实现以下的厂站运营业务目标:
(1)态势全可视:一体化显示厂站运行情况的全景图,随时通过移动终端、电脑和大屏幕显示等渠道了解掌握厂站人、事、物的实时状态和总体态势;
(2)事件全可控:事件高效处置,实现跨部门、跨区域、跨系统协作,一旦厂站事件发生,可以统一调度资源,快速响应,安全有效处置;
(3)业务智慧管:平台提供各类丰富完善的服务功能,使得管理决策者全局掌控运营态势,不再仅仅依赖于个人经验,而是基于融合数据分析、决策支持,实现帮助管理者及时作出最佳的决策。
- 等保安全方案
在建设和后期使用的过程中需要对安全管理制度、安全管理机构、安全管理人员、安全建设管理、安全运维管理等几方面按照等保2.0三级要求进行相应的建设方案设计、管理制度设计、组织架构设置、人员管理机制、后期运维保障。
本文原文转自:北京物联网智能技术应用协会