當前國內(nèi)市政水廠普遍面臨人工依賴度高、能耗藥耗偏高、運維效率低、數(shù)據(jù)孤島突出等痛點，且出廠水水質(zhì)穩(wěn)定與安全管控壓力大。近年來國家政策持續(xù)加碼，鼓勵水務(wù)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，明確支持“黑燈水廠”建設(shè)，推動水廠運行少人值守、降本增效。玫德集團依托多年的水務(wù)解決方案能力和行業(yè)專家技術(shù)經(jīng)驗，打造黑燈智慧水廠解決方案，助力水廠生產(chǎn)運營高質(zhì)量升級。
2025年9月，玫德集團與甘肅水投引洮水務(wù)有限責任公司正式簽訂戰(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
玫德集團結(jié)合現(xiàn)場實際情況和功能需求，以“數(shù)字孿生為底座+ AI 智能工藝控制模型為核心+全流程自動化運行為目標”，打造了黑燕水廠黑燈運行、少人值守、智能決策、高效節(jié)能的全新模式。
一、水廠自控升級改造，筑牢自動化運行根基
在充分利用水廠原有監(jiān)測儀表的基礎(chǔ)上，結(jié)合工藝流程自控實現(xiàn)的需要，增加污泥界面分析儀、過程水質(zhì)檢測儀、紅外探測攝像機、流量計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)，實現(xiàn)全工藝段設(shè)備遠程可控、聯(lián)動可控，筑牢自動化運行硬件底座。
為降低水廠一、二級加壓泵站電耗，并實現(xiàn)泵組設(shè)備在線預測性運維、無人值守的目標，項目新裝6臺大流量高效變頻臥式雙吸泵組，并對每臺泵組安裝在線式溫度、振動檢測傳感器，實時采集電機及水泵軸溫和振動幅值，并通過紅外探測攝像機進行輔助分析。通過以上升級改造后加壓泵組噸水電耗降低約10%，更實現(xiàn)了泵組運行狀態(tài)實時預警分析，降低了水泵故障率，延長了設(shè)備使用壽命。并且泵站由原來的現(xiàn)場人員常駐值守、定時巡檢作業(yè)機制改為了無人值守、24h自動運行，大大降低了人員作業(yè)強度。
變頻泵組溫振實時檢測
泵組紅外攝像在線檢測
項目配套采用PAC/PAM自動上料、智能投加設(shè)備和智能次氯酸鈉消毒設(shè)備實現(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)字孿生平臺搭建，構(gòu)建虛實共生的智慧鏡像
玫德集團依托三維仿真、BIM 建模及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，1:1 高精度復刻黑燕水廠全物理實體，實現(xiàn)三維模型與實時數(shù)據(jù)無縫融合，全流程可視化監(jiān)控。并將水廠設(shè)備運行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)進行實時映射與智能分析，讓數(shù)據(jù) “活起來、用起來”。
水廠數(shù)字孿生管控平臺
平臺內(nèi)置水廠工藝仿真模型，可模擬不同原水水質(zhì)、流量條件下的運行狀態(tài)，提前預判水質(zhì)波動、設(shè)備故障風險，實現(xiàn)“事前預警、事中管控、事后追溯”，大幅提升水廠安全運行能力。
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行“智慧大腦”
在黑燕黑燈水廠建設(shè)過程中，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，自主研發(fā)并部署覆蓋水廠運行工藝環(huán)節(jié)的AI智能控制模型，真正達到“黑燈運行”標準。
智能加藥模型：實時采集原水濁度、pH 值、溫度、流量、沉后水濁度、出水余氯等多維度數(shù)據(jù)，融合絮凝動力學機理模型、樹模型與強化學習模型生成三路加藥決策，依托MPC模型輸出精準控制指令，實現(xiàn)節(jié)藥降耗與水質(zhì)穩(wěn)定管控，大幅降低藥耗成本，預計年節(jié)省 PAC 藥劑消耗 10% 以上，真正實現(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，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型動態(tài)優(yōu)化反沖洗周期、反沖洗強度、反洗時長，自動啟動反洗流程、控制閥門與風機聯(lián)動，實現(xiàn)濾池反沖洗全流程自動化、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)，利用遺傳算法自動求解最優(yōu)泵組組合方案，自動控制配水泵組啟停臺數(shù)、運行頻率，確保泵組始終在高效區(qū)運行，實現(xiàn) “按需供水、高效節(jié)能”。有效降低噸水電耗約15%，同時減少泵組設(shè)備磨損，延長設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備維護成本。
智能泵組控制模型
智數(shù)賦能水務(wù)，匠心守護民生。玫德集團用數(shù)字孿生為擎，用AI智能驅(qū)動高效運行，打造“黑燈水廠”新標桿，以數(shù)字化、智能化能力保障千家萬戶用水安全，書寫水務(wù)高質(zhì)量發(fā)展新篇章！
