當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之變局,國際政治格局深度重構(gòu)。2025年各級政府將供水安全提升至國家戰(zhàn)略安全新高度,以更強(qiáng)政治擔(dān)當(dāng)筑牢民生底線。
9月25日,重慶水務(wù)集團(tuán)股份有限公司科創(chuàng)信息部副部長張莉在“2025供水高峰論壇”上作了題為“8d魔幻山城,數(shù)字化水務(wù)低碳轉(zhuǎn)型新路徑”的發(fā)言。
張莉
復(fù)雜地形造就重慶特殊供水格局:“多”與“高”
張莉在分享中介紹了重慶供水領(lǐng)域的三大經(jīng)典案例,展現(xiàn)了山城水務(wù)的特色實(shí)踐。
第一個(gè)案例是重慶市自來水公司的多級無人值守加壓泵站。該泵站針對重慶地形特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了從海拔160米到660米的供水提升,總提升高度約500米,以自動(dòng)化運(yùn)行破解高海拔供水難題。
第二個(gè)案例是新大江水廠。作為一座智能水廠,其在智慧化建設(shè)與運(yùn)營評估中得分優(yōu)異,是重慶智能水務(wù)發(fā)展的典型代表。
第三個(gè)案例聚焦江津自來水公司。接手老城區(qū)供水初期,管網(wǎng)供水有效率為54%,經(jīng)過一系列系統(tǒng)治理后,供水有效率提升至81%。在排水端,九曲河污水處理廠表現(xiàn)突出,于2024年榮獲“全國綠色標(biāo)桿智能水廠”稱號。
重慶素有“8D魔幻城”之稱,地形特色鮮明:不同于其他城市的常規(guī)輕軌,重慶輕軌“上天入地”,不僅有“輕軌穿樓”的奇觀,甚至能穿梭至居民頭頂;城市建設(shè)中,樓頂建加壓站、屋頂設(shè)大排檔、社區(qū)“樓外有樓”已成常態(tài),常讓人誤以為身處1樓,實(shí)際卻在22樓,連導(dǎo)航也需適應(yīng)這種獨(dú)特地形。
復(fù)雜地形造就了重慶特殊的供水格局,其核心特點(diǎn)可概括為“多”與“高”:“多”即多級加壓,最高可達(dá)6級,能實(shí)現(xiàn)從160米到660米的跨海拔供水“高”體現(xiàn)在供水壓力與輸送規(guī)模上,經(jīng)兩級增壓后,單一大口徑長距離輸水管道長達(dá)30公里,水泵平均揚(yáng)程80米,管網(wǎng)運(yùn)行壓力最高點(diǎn)超2MPa。
“山在城中,城在山中”,供水與污水管網(wǎng)便蜿蜒于這樣的地形之間。作為重慶本土國企,重慶水務(wù)集團(tuán)以“數(shù)字重慶”建設(shè)為抓手,踐行企業(yè)擔(dān)當(dāng),致力于讓8D魔幻城的水務(wù)服務(wù)更智能、更高效、更精準(zhǔn)。
此外,重慶水務(wù)還構(gòu)建了“一滴水的全生命周期管理”閉環(huán):從嘉陵江、長江取水后,經(jīng)取水泵房提升至供水廠,處理達(dá)標(biāo)后通過管網(wǎng)輸送至千家萬戶;生活污水再經(jīng)污水管網(wǎng)收集至污水處理廠,處理合格后排放回水域,形成完整的水循環(huán)體系。
重慶水務(wù)集團(tuán)現(xiàn)有48座城市供水廠、133座污水處理廠,占據(jù)中心城區(qū)88%的自來水市場及全市92%的污水處理市場,服務(wù)人口超2200萬。當(dāng)前正與重慶水投推進(jìn)整合,后續(xù)相關(guān)數(shù)據(jù)將進(jìn)一步更新。
自2021年起,重慶水務(wù)集團(tuán)持續(xù)開展低碳建設(shè),核算內(nèi)容涵蓋:供水中取水泵站、水處理、廠外泵站及二次供水生產(chǎn)活動(dòng)的碳排放;排水中污水處理、廠外泵站生產(chǎn)活動(dòng)的碳排放;以及污泥處理生產(chǎn)活動(dòng)(含干化、焚燒、堆肥等)的碳排放。
數(shù)字化低碳貫穿一滴水的一生。供水包含智能藥劑投加控制、視頻AI安全生產(chǎn)等。管網(wǎng)包含管網(wǎng)水質(zhì)水量畫像、管網(wǎng)GIS數(shù)字孿生體、無人值守泵站智能供水、DMA爆管檢測模型等。排水包含數(shù)字孿生決策、智能藥劑投加控制等。
供水?dāng)?shù)字化低碳轉(zhuǎn)型案例
01 重慶自來水廠——多池系級聯(lián)無人值守加壓站智能供水
重慶市自來水廠目前擁有11座水廠、58座加壓站(其中38座為無人值守)及29座高位調(diào)節(jié)池。作為山地城市,其供水調(diào)度控制難點(diǎn)體現(xiàn)為“四個(gè)多”:多標(biāo)高、多級次、多需求、多節(jié)點(diǎn)。調(diào)度層面存在四點(diǎn)問題:一是多級加壓導(dǎo)致供水能耗較高;二是改造前自動(dòng)化程度低,人均產(chǎn)值偏低;三是調(diào)度方式單一,此前均為人工調(diào)度;四是數(shù)字資源存在浪費(fèi)。
智能調(diào)度建設(shè)遵循核心公式:供水量等于需水量加上調(diào)節(jié)池容積變化。依據(jù)需水量及調(diào)節(jié)池容積每15分鐘計(jì)算一次供水量。以供水量推導(dǎo)需要啟停的機(jī)組組合。每15min預(yù)測未來24小時(shí)每15min需水量。調(diào)節(jié)池容積變化則根據(jù)水池水位要求,轉(zhuǎn)化為容積浮動(dòng)范圍。
重慶自來水公司無人值守加壓系統(tǒng),從嘉陵江、長江取水,取水標(biāo)高實(shí)際157 米,取整后按160米計(jì)。從160米處提升75米至沙坪壩水廠,出水標(biāo)高235米;再提升59米至覃家崗,標(biāo)高294米;繼續(xù)提升37米至4級加壓(歌樂山一級),標(biāo)高331米;接著提升129米至歌樂山二級,標(biāo)高460米;隨后至6級加壓(云峰),標(biāo)高480米;從480米處直接提升180米,到達(dá)北風(fēng)井調(diào)節(jié)池,標(biāo)高660米。
調(diào)度模式優(yōu)化前為人工調(diào)度:調(diào)度室直接下達(dá)指令,通過電話通知各級人員逐級調(diào)車;調(diào)車完成后,相關(guān)人員向調(diào)度室匯報(bào),各車間再填寫調(diào)度相關(guān)記錄。調(diào)度模式優(yōu)化后為自動(dòng)化調(diào)度:泵站通過系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)生成解決方案,并及時(shí)將指令下達(dá)至中控室;經(jīng)中控室值班人員確認(rèn)后,系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)執(zhí)行。
巡檢模式優(yōu)化前為人工巡檢,主要是記錄各級泵站相關(guān)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)異常后及時(shí)處理。優(yōu)化后,泵站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至中樞系統(tǒng),全程受報(bào)警系統(tǒng)與專家分析系統(tǒng)監(jiān)控。
實(shí)現(xiàn)無人值守后,運(yùn)行更平穩(wěn),壓力波動(dòng)幅度從投運(yùn)前的0.1MPa降至0.04MPa左右。能耗方面,各調(diào)節(jié)池運(yùn)行液位較運(yùn)行前最高池位降低0.5~1.0米。
02 新大江水廠——"智能生產(chǎn)-精細(xì)管理-數(shù)字安防"三位一體
新大江水廠以智慧化平臺助力生產(chǎn)決策,實(shí)現(xiàn)降本增效。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化,數(shù)字孿生的可視化,藥劑投加精細(xì)化,報(bào)表自成低碳化、APP應(yīng)用便捷化、安防入侵可追溯化。主要是兩方面,一是通過每15min預(yù)測水量,合理保障供區(qū)管網(wǎng)壓力:年電單耗較計(jì)劃下降3個(gè)百分點(diǎn)元。二是利用AI算法專家決策加藥加氯量,并動(dòng)態(tài)調(diào)整:綜合藥耗同比降低約20%。
新大江污水廠以信息化技術(shù)助力生產(chǎn)運(yùn)行,建設(shè)了7000余個(gè)智能監(jiān)測點(diǎn),通過這些監(jiān)測點(diǎn)讀取后臺數(shù)據(jù),使生產(chǎn)過程控制與廠外加壓站調(diào)度有機(jī)結(jié)合。如松園、毛紡、大江等加壓站已實(shí)現(xiàn)無人值守。同時(shí),利用手機(jī)移動(dòng)APP隨時(shí)隨地掌控生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和調(diào)閱對比各類歷史曲線,可實(shí)現(xiàn)居家遠(yuǎn)程調(diào)度。
編輯:徐冰冰
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