排水系统

排水系统（sewerage system）是指排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成的总体。用以除涝、防渍、防盐的各级排水沟（管）道及建筑物的总称。它主要由田间排水调节网、各级排水沟、蓄涝湖泊、排水闸、抽排泵站和排水容泄区等组成（见图）。排水区的多余水量首先汇入田间排水调节网，然后经各级排水沟或经湖泊滞蓄后再由排水闸或抽排站排至容泄区。

简介

调节网

田间排水调节网的作用是汇集地面的降雨积水、降低地下水位和防止涝、渍及土壤次生盐碱化。田间排水调节网分明沟、暗沟（管）、竖井等几种。明沟主要用以排除地表径流，当明沟有足够的深度和间距时，也可以发挥控制地下水位的作用。明沟排水具有施工简单、投资少、见效快的优点，但开挖工程量大、占地多，而且存在坍坡、淤积、生长杂草等问题。暗管排水主要用以控制土壤水分和降低地下水位。由于它不占耕地，有利于机耕，近代世界各国已广泛采用。它的主要缺点是容易塌坡淤塞，施工时要注意质量和做好滤层。在地表透水性差而地层浅部有良好砂层时，可采用竖井排水或结合井灌起到排水作用。竖井排水可以形成较大的降深，能有效地控制地下水位，还可减少田间排水系统和土地平整工作量。但它需消耗能源，在地表土层透水系数过小或下部承压水的压力过高时，难以达到预期的排水效果。

排水沟道

排水沟道一般分为干沟、支沟、斗沟等数级，当排水面积较大或地形较复杂时，排水沟道级数可适当增加。它主要用以排水，有时也起到蓄水和滞水作用。通常采用明沟将涝（渍）水自流排入容泄区。但在一些地区，汛期外江水位高于排水区内的沟道水位，涝水不能自流排出，须设置泵站抽排。为了节省排水费用和能源，还要尽量利用排水区内的湖泊、洼地滞蓄一部分涝水。

布置

⏹排水系统的布置应全面规划，尽量做到：①排水沟道要处于控制面积的最低处，以求尽

量自流排水。②根据地形应将排水地区划分为高、中、低等片，做到高水高排，低水低排,自排为主,抽排为辅。③排水干沟的出口应选择在容泄区水位较低和河床比较稳定的地方。④下级排水沟道的布置要为上级沟道排水创造良好的条件，干沟要尽可能布置成直线。此外，排水沟布置要避开土质差的地带，以节省工程费用并使排水安全及时。⑤在有外水入侵的排水区，应布置截流沟或撇洪沟，使外来的地面水和地下水直接引入排水干沟或容泄区。

系统功能

⏹自动控制：根据工况设定，以及水位、时间、煤矿用电负荷等参数自动开启、停止水泵

的运转，并能实现泵阀的循环轮换启动和连锁启动功能。

⏹手动控制（远程）：根据实际需要可从自动控制切换到手动控制方式，可以从操作员站

进行远程开停水泵。

⏹手动控制（就地）：各设备工作方式切换到就地位置时，可以人工就地控制设备的启停，

可用于设备的检修。

保护功能：超温、电机保护、阀门运行保护

系统特点

合理调度轮换工作、远程监控、及时报警，最终达到减人提效、无人值守的目的。

工作方式：自动、手动（远控、就地）

结合水仓水位和全矿电力负荷信息，在安全排水的前题下，实现以“避峰填谷”原则确定开、停水泵时间。

双线制水位检测。

程序化控制：远程编程、现场编程。

操作台人机界面显示。

短信服务

系统配置

⏹井下排水控制系统

矿用隔爆兼本质安全型PLC控制柜

多回路组合开关柜

集中操作台

液控闸阀

电动球阀

传感器（液位、温度、压力、流量）

⏹上位机监控

服务器

网络交换机

机柜及其它通讯附件

⏹视频监控

防爆摄像机

画面分割器

视频卡

隔爆光端机及其它通讯附件

自动控制功能

水位的有效监测：

采用超声波水位仪及投入式水位传感器两套设备同时工作互为参考。

编制逻辑选择程序，防止水位传感器故障造成的严重后果，并实时报警。

煤泥较多时，可以加装煤泥传感器，防止煤泥淤积对水位的影响。

水泵的自动轮换问题：

控制程序将水泵启停次数、运行时间和停车时间等参数自动记录并累计；

根据这些运行参数按一定顺序自动启停水泵，使各水泵的使用率分布均匀。

同时将故障泵自动退出轮换工作，其余各泵继续按一定顺序自动轮换，以达到有故障早发现、早处理，以免影响矿井安全生产的目的。

水泵的开停控制：

监视水仓水位的变化，自动开停水泵。

当处于电网高负荷时间段，水位处于高水位时，可以暂缓开泵。

当处于电网低负荷时间段，水位处于高水位时，可以开启一台水泵排水。。

当水泵达到上限时，陆续启动多台水泵排水。

下限时陆续停泵，达到对电网的“移峰填谷”的目的。

水泵的运行：

水泵运行前需要进行水位检测、供电参数检测、水泵循环使用记录检测、管网压力检测、负压检测等工作，全部符合要求时才会对水泵进行运行控制。

水泵注水方式按有底阀和无底阀而稍有不同。

使用射流器和真空泵双套设备互为备用，并具有切换功能。

保护功能

⏹超温保护：水泵、电机轴承及定子温度超过警戒值时，提供超限报警。

⏹电机保护：利用电机电流、电压、水仓缺水等参数参与保

⏹阀门保护：检测电动阀门的故障信号，并参与水泵的连锁控制。

功能特点

⏹选用先进的PLC控制器，并配以以太网通讯模块，极大的提高了系统的实时性及数

据处理速度。

⏹实现对主排水泵的远程启停控制和运行状态的远程监测，可以在调度中心对主排水

泵运行参数进行修改，有效监测各种故障信息。

⏹系统能够通过检测水仓水位和其它工况设置，自动控制水泵轮换工作与适时启动备

用泵，使各水泵及其管路的使用率分布均匀，减少了故障率。

⏹系统具有多重可靠性措施，设置系统故障连锁状态及应急预案，维护量非常少，能

够达到减人提效、无人值守的目的。

⏹系统可扩展性强，可随时增加节点。

⏹数据实时显示、存储以及远程传输，并自动生成系统运行报表。上位操作站具有丰

富的图形、图表画面，直观、形象、实时地反映系统工作状态，操作快捷方便。系统建成后能够实现以下功能：

具体应用-【中央泵房主排水系统自动化】

实现泵房无人值守自动控制运行。

具备网络测控功能、具有系统故障自诊断功能（包括PLC故障自诊断、传感器故障诊断等）。

系统具备多种制模式：网络控制、就地自动控制、就地手动控制几种操作方式。

充分考虑节能降耗：在水仓水位满足条件的前提下，系统能按避峰填谷的原则进行水泵的启停控制；按连续运转的时间长短控制倒机运行。

按操作规程要求的顺序进行水泵的启动和停止操作。

对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送，这些参数包括：电机温度（定子温度和轴温）、泵体温度（壳体温度和轴温）、实时流量、水位、真空度、电压、