给水排水杭州水务:无人值班供水泵站运维十年,怎么做到的?

原标题：杭州市无人值班供水泵站十年运维总结

作者：张嘉恩/杭州市水务控股集团有限公司泵站运营分公司

摘要：总结了无人值班泵站的设备要求、实时监控、应急响应、热线调度、现场管理等运行管理体会，对泵站布局、设备选型、参数设置、远程报警、巡检管理等提出了改进建议。

0引言

随着社会的发展、技术的进步，泵站管理由有人值班过渡到无人值班是大势所趋。2005年，杭州市第一批按无人值班模式设计的供水加压泵站投入使用。10年来，杭州市水业集团有限公司（以下简称杭州水司）在中小型泵站大规模推广无人值班的管理模式（对于新建泵站，一律按无人值班进行规划设计）；对于有人值班的在运泵站，则通过进行一系列的技术改造，使其具备无人值班的条件。杭州水司推广无人值班泵站10年来所积累的运行管理体会，可为同行参考和借鉴。

1自控系统简介

自2005年以来，杭州水司新建泵站普遍采用了由工业级PLC、光纤以太网和通用组态软件组成的DCS，实现了泵站运行的自动控制监测。

（1）系统分层。

①现场设备层：从现场设备采集来的各类信号通过MODBUS传输到PLC输入输出模块, 由PLC中的CPU模块进行运算处理；②网络链路层：各泵站的子PLC之间以及泵站PLC与中控室之间由以太网进行通信, 上位机通过OPC从泵站PLC系统上远程读取数据；③管理控制层：通过对上送的信号进行分析、处理、统计、计算、存储, 根据泵站的运行工况, 对机组的运行状态进行控制。

(2)主要控制方式。①远程控制：操作人员在中控室进行机泵开停操作；②自动控制：由PLC按照设定的参数, 完成设备的自动控制；③就地控制：操作人员在机旁控制箱进行机泵开停操作。

(3)主要控制功能。①机组开停；②数据采集：实时采集运行数据；③数据处理：运行数据自动存入硬盘，根据需要生成各类泵站运行报表；④自动调节适应工况：根据工况变化，自动选择开停机组、调节变频机组的频率；⑤报警：发出声光提示并自动记录，可随时查看；⑥权限管理：设置多个操作级别,每个级别各有权限。

2运行管理体会

2.1无人值班对现场设备稳定性有更高要求

以杭州水司为例，在有人值班的管理模式下，值班人员3班倒，在现场24 h不间断值班，一般被要求每2 h巡检一次；而改为无人值班的管理模式后，巡检人员为常日班，1人负责巡检多个泵站，每个泵站一般被要求每天巡检1次或2次。可见，管理模式从有人值班改为无人值班，巡检频率减少到原来的1/12或1/6。如果设备故障率不能同比下降，泵站运行风险就会增大。

从目前的情况来看，无人值班泵站的现场设备在运行过程中出现问题的频率并不低，特别是由有人值班泵站改造而成的无人值班泵站表现得尤为明显。因为这些泵站在当初改为无人值班的设计中，只是在原泵站的基础上加装了自控系统和监控系统，而没有考虑到原有设备已经运行多年，需要更新改造来满足无人值班的要求。

当然，作为管理者可以要求增加巡检频率。但这样不但要增加巡检人手和成本，而且让“无人值班”的意义大打折扣，与推广无人值班管理模式的初衷背道而驰。鉴于现场巡检频率大幅度降低，无人值班泵站对设备稳定性须有更高的要求。

2.2部分非电信号尚未实现实时监控

中控室值班人员主要是通过视频画面和运行数据来掌握无人值班泵站的现场情况。视频监控的主要功能是防火防盗，虽然可以观察到人员进出，但很难及时发现设备缺陷。要掌握设备状态和泵站运行的信息，主要还是靠各类实时数据：清水池水位、出水压力、出水流量、浊度、余氯、电压、电流等。但受客观条件的制约，杭州市主城区无人值班泵站仍然有不少运行信息尚未实现实时监控，如机泵的振动。

２.3应急响应的环节和时间有所增加

在中控室能获取到的现场信息相当有限，当发现某泵站运行数据有异常，需要派巡检工赶赴现场查看时，应急响应的环节和时间就会有所增加。如果只是小故障，对应急处置的时间要求不高，在核实和准备工作上耽误一点时间尚可接受。如果发生较为严重的异常事件，并且赶赴现场的路途又遥远，应急响应的时间增加就非常容易导致错失处置良机、甚至引发二次事故。管理模式从有人值班改为无人值班，应急响应的时间和环节必然会有所增加，但绝不能以此为由，就否定推广无人值班的大方向，而是应该从设计阶段就开始严格把关，从源头上确保泵站运行的稳定性。

２.4二级热线中心和调度中心渐成雏形

2005年至今10年来，城市化进程的加速、市政供水范围的扩大、泵站数量的增加、无人值班管理模式的推广等导致了远程值班人员的工作量剧增（见表1），既有量的增长，也有质的突破。

自动化程度越高，操作越便捷，管理就越复杂。中控室不但是操作中心和监控中心，还逐渐成为二级热线中心和调度中心。按照目前无人值班泵站不断增长的趋势，中控室的工作量和复杂程度还会进一步增加。

２.5彻底实现无人值守受到社会环境制约

目前，杭州市主城区中小型供水泵站全部实现了无人值班，即生产过程全程自控，供水企业不用派驻正式员工24 h不间断值班。无论是委托当地村民巡查，还是派保安看守，这些人工费用开支均大大低于派正式员工24 h不间断驻守的工资费用。所以，推广无人值班的管理模式，减员增效的目的已经基本达到。但要现场管理彻底实现无人化，即实现无人值守，还是受到社会环境的制约。今后的发展趋势应该是机器换人、设施换人、技术换人，通过加强“技防”措施来替代保安和村派巡查人员，由无人值班逐渐过渡到无人值守。

３改进建议

3.1优化整个城市的泵站布局

为进一步推广和完善无人值班模式，不仅要着眼于单个泵站自动监控的完善，更要放眼于提高整个城市供水的可靠性，优化整个城市的泵站布局。以杭州市为例，由于历史原因，一些城中村各自为政，自建供水设施，一村一泵站。当杭州水司接收这些泵站后，从整个城市供水系统的层面审视发现，这些泵站布局不合理、运行不经济。单个日出水量几百吨的村级泵站在日常运行管理方面所需的投入并不比单个日出水量几千吨的泵站低，因为麻雀虽小，五脏俱全。所以，每个村1个泵站远不如几个村共用1个适当规模的泵站来得合理。杭州水司在这方面做了探索和尝试，通过新建1个大规模的无人值班泵站来取代原有的3个村级小泵站，调整了相关泵站的供水范围，优化了整个区域的泵站布局，节省了大量的管理成本，取得了良好的效果。

３.2工艺选择和设备选型以免维护为目标

无人值班之所以能够得以实现，不仅仅是因为有了先进的自动化仪表和全方位的监控设备，更是依赖于供水设备的稳定运转和现场环境的整洁有序，不需要有人时刻在现场操作、巡检、维护。因此，泵站管理如要采用无人值班的模式，设计要高起点，施工要高质量，验收要高标准，保证整个泵站能长期、安全、稳定、可靠地运行。

3.3紧盯工况变化调整运行参数设置

无人值班泵站的生产运行报表大多自动生成，如果运行数据没有大的异常，就很少会被人关注。杭州水司新建的无人值班泵站不少是位于城乡结合部。由于城市化进程的加速，在泵站投运后的几年内，时常会遇到用水量剧增、外部管网改造、峰谷波动的时间和幅值有很大变化等情况。为此要密切关注工况变化，持续调整和优化运行参数的设置，并满足两个前提：一是要满足住建部城字第277号文件的相关要求，即供水管网末端压力不低于0.14 MPa；二是要满足用水需求，即无用户投诉。如果某些区域用水量变化过大,仅仅调整运行参数设置已经无济于事，那就需要调整工艺，如增建清水池、增设机泵。如果调整工艺还不能满足用水需求，那就要调整该区域泵站的布局。从杭州水司近10年来的情况看，无人值班泵站投运若干年后，需要调整运行参数的概率很大，但需要调整工艺和泵站布局的概率是微乎其微。

３.4完善远程报警提示

无人值班泵站的数量增多，远程监控的数据随之增多，单靠值班人员的双眼无法同时关注到众多数据的异常变化，必将更加依赖于智能化监控系统的报警提示。一旦运行数据有异常变化，系统必须能及时发出图像或声光信号作为报警提示，提醒值班人员注意到这些变化，以便及时采取措施，避免发生重大损失和安全事故。

３.5加强现场巡检管理

在推广无人值班管理模式的过程中，杭州水司泵站管理部门增设了巡检工这一新岗位。巡检工主要有两项职责：一是定时巡查，及时识别设施异常、设备故障等运行风险，遇到自己处理不了的问题须及时报修，即传统的值班工职责；二是及时处置，在力所能及的范围内消除跑、冒、滴、漏等故障隐患，即传统的维修工职责。对于这一新岗位的管理，一方面要规范巡检流程，定人、定时、定点、定线路、定内容，减少巡检时间、频率、线路、内容的随意性；另一方面要依靠科技进步，采用先进的巡更管理系统，可以实时查看巡检到岗情况。

４结语

无人值班泵站实现了对远程设备的分布式监控和集中式管理，改变的不仅仅是一个泵站的机组开停方式，而是整个供水管理的生态。 推广无人值班的管理模式，首先是经济问题，要统筹处理好人工成本减少和设备投入增加的关系；其次是技术问题，要融合应用机械、电气、自动化、互联网、物联网等多种技术；最后是管理问题，要管好人和设备。供水泵站从有人值班到无人值班，设备的运行、监控、巡视、报警及故障处理、调度、以及设备现场管理都发生了很大变化，必须转变管理思维，改变陈旧的运行模式，加强巡检和维护，从经济、技术、管理等各方面进行调整优化，不断提高设备运行和管理水平。

本文摘自《给水排水》杂志2016年第3期，更多内容详见杂志。转载请联系授权。

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