當(dāng)前國(guó)內(nèi)市政水廠普遍面臨人工依賴度高、能耗藥耗偏高、運(yùn)維效率低、數(shù)據(jù)孤島突出等痛點(diǎn)，且出廠水水質(zhì)穩(wěn)定與安全管控壓力大。近年來(lái)國(guó)家政策持續(xù)加碼，鼓勵(lì)水務(wù)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，明確支持“黑燈水廠”建設(shè)，推動(dòng)水廠運(yùn)行少人值守、降本增效。玫德集團(tuán)依托多年的水務(wù)解決方案能力和行業(yè)專家技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，打造黑燈智慧水廠解決方案，助力水廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)高質(zhì)量升級(jí)。
2025年9月，玫德集團(tuán)與甘肅水投引洮水務(wù)有限責(zé)任公司正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同打造黑燕黑燈水廠樣板工程。黑燕水廠坐落于甘肅省通渭縣馬營(yíng)鎮(zhèn)，該水廠不僅是甘肅省引洮供水二期配套城鄉(xiāng)供水工程的主要組成部分，也是通渭縣全縣供水體系的重要樞紐。
黑燕水廠航拍圖
玫德集團(tuán)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和功能需求，以“數(shù)字孿生為底座+ AI 智能工藝控制模型為核心+全流程自動(dòng)化運(yùn)行為目標(biāo)”，打造了黑燕水廠黑燈運(yùn)行、少人值守、智能決策、高效節(jié)能的全新模式。
一、水廠自控升級(jí)改造，筑牢自動(dòng)化運(yùn)行根基
在充分利用水廠原有監(jiān)測(cè)儀表的基礎(chǔ)上，結(jié)合工藝流程自控實(shí)現(xiàn)的需要，增加污泥界面分析儀、過(guò)程水質(zhì)檢測(cè)儀、紅外探測(cè)攝像機(jī)、流量計(jì)等感知終端及智能加藥消毒設(shè)備，并全面更新PLC自控與電氣配套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全工藝段設(shè)備遠(yuǎn)程可控、聯(lián)動(dòng)可控，筑牢自動(dòng)化運(yùn)行硬件底座。
為降低水廠一、二級(jí)加壓泵站電耗，并實(shí)現(xiàn)泵組設(shè)備在線預(yù)測(cè)性運(yùn)維、無(wú)人值守的目標(biāo)，項(xiàng)目新裝6臺(tái)大流量高效變頻臥式雙吸泵組，并對(duì)每臺(tái)泵組安裝在線式溫度、振動(dòng)檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)采集電機(jī)及水泵軸溫和振動(dòng)幅值，并通過(guò)紅外探測(cè)攝像機(jī)進(jìn)行輔助分析。通過(guò)以上升級(jí)改造后加壓泵組噸水電耗降低約10%，更實(shí)現(xiàn)了泵組運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)預(yù)警分析，降低了水泵故障率，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。并且泵站由原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)人員常駐值守、定時(shí)巡檢作業(yè)機(jī)制改為了無(wú)人值守、24h自動(dòng)運(yùn)行，大大降低了人員作業(yè)強(qiáng)度。
變頻泵組溫振實(shí)時(shí)檢測(cè)
泵組紅外攝像在線檢測(cè)
項(xiàng)目配套采用PAC/PAM自動(dòng)上料、智能投加設(shè)備和智能次氯酸鈉消毒設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能加藥。
智能次氯酸鈉消毒設(shè)備
PAC/PAM智能投加設(shè)備
二、水廠數(shù)字孿生平臺(tái)搭建，構(gòu)建虛實(shí)共生的智慧鏡像
玫德集團(tuán)依托三維仿真、BIM 建模及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，1:1 高精度復(fù)刻黑燕水廠全物理實(shí)體，實(shí)現(xiàn)三維模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)縫融合，全流程可視化監(jiān)控。并將水廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)映射與智能分析，讓數(shù)據(jù) “活起來(lái)、用起來(lái)”。
水廠數(shù)字孿生管控平臺(tái)
平臺(tái)內(nèi)置水廠工藝仿真模型，可模擬不同原水水質(zhì)、流量條件下的運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)判水質(zhì)波動(dòng)、設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)“事前預(yù)警、事中管控、事后追溯”，大幅提升水廠安全運(yùn)行能力。
水廠工藝仿真操作系統(tǒng)
三、AI智能控制模型部署，打造自主決策的工藝運(yùn)行“智慧大腦”
在黑燕黑燈水廠建設(shè)過(guò)程中，我們深度融合人工智能算法、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、水處理工藝專業(yè)知識(shí)，自主研發(fā)并部署覆蓋水廠運(yùn)行工藝環(huán)節(jié)的AI智能控制模型，真正達(dá)到“黑燈運(yùn)行”標(biāo)準(zhǔn)。
智能加藥模型：實(shí)時(shí)采集原水濁度、pH 值、溫度、流量、沉后水濁度、出水余氯等多維度數(shù)據(jù)，融合絮凝動(dòng)力學(xué)機(jī)理模型、樹(shù)模型與強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型生成三路加藥決策，依托MPC模型輸出精準(zhǔn)控制指令，實(shí)現(xiàn)節(jié)藥降耗與水質(zhì)穩(wěn)定管控，大幅降低藥耗成本，預(yù)計(jì)年節(jié)省 PAC 藥劑消耗 10% 以上，真正實(shí)現(xiàn)“水質(zhì)優(yōu)、藥耗低”。
智能加藥控制模型
智能反沖洗模型：智能反沖洗模型以濾池液位高度、產(chǎn)水效率、污泥液位高度、水頭損失、出水濁度等參數(shù)為核心觸發(fā)條件，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型動(dòng)態(tài)優(yōu)化反沖洗周期、反沖洗強(qiáng)度、反洗時(shí)長(zhǎng)，自動(dòng)啟動(dòng)反洗流程、控制閥門(mén)與風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)濾池反沖洗全流程自動(dòng)化、智能化，反沖洗清水消耗量節(jié)約 13% 以上。
濾池智能反沖洗控制模型
智能配泵模型：模型基于水泵效率曲線、壓力、水池液位等多維度數(shù)據(jù)，利用遺傳算法自動(dòng)求解最優(yōu)泵組組合方案，自動(dòng)控制配水泵組啟停臺(tái)數(shù)、運(yùn)行頻率，確保泵組始終在高效區(qū)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn) “按需供水、高效節(jié)能”。有效降低噸水電耗約15%，同時(shí)減少泵組設(shè)備磨損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備維護(hù)成本。
智能泵組控制模型
智數(shù)賦能水務(wù)，匠心守護(hù)民生。玫德集團(tuán)用數(shù)字孿生為擎，用AI智能驅(qū)動(dòng)高效運(yùn)行，打造“黑燈水廠”新標(biāo)桿，以數(shù)字化、智能化能力保障千家萬(wàn)戶用水安全，書(shū)寫(xiě)水務(wù)高質(zhì)量發(fā)展新篇章！
