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      行業應用
      水和污水行業
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      現狀、挑戰、趨勢
      20世紀50年代以后,全球人口急劇增長,工業發展迅速。全球水資源狀況迅速惡化,水危機日趨嚴重。地球雖然有70.8%的面積為水所覆蓋,但淡水資源卻極其有限,人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分,僅占地球總水量的0.26%,而且分布不均。人類對水資源的需求以驚人的速度擴大,而日益嚴重的水污染卻蠶食大量可供消費的水資源。
      中國水資源人均占有量少,空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業化的加速,水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下,污水處理行業成為新興產業,目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業處于同等重要地位。
      中國水處理市場雖然資本推動和行政因素特征仍然比較顯著,但是市場化的改革方向不可逆轉。隨著中國公用事業體制改革的深入,水處理行業的市場化程度將不斷提高,進而為行業整合與跨區域發展提供了動力,把握機會的優勢企業將進一步鞏固其行業地位。水價改革帶來的價格上漲的動力將進一步助推行業發展,同時也將引致更多行業競爭對手。
      對于水處理及其相關設備市場而言,過去一段時期的形勢的確與之前呈高速增長的發展態勢形成了對比。尤其是在危機的最初期,從業界的反映來看,很多原定實施的水處理項目或縮小規模,或暫時停滯,而新項目的數量也非常有限,這無論是為水處理成套解決方案的提供者,還是相關設備的銷售者,都帶來了不小的影響。一些已經確知的數據,也從側面體現出了這種低迷的狀況,中國機械工業聯合會公布的數據表明,大多數儀器儀表產品在2009上半年的產量全線下降,環境污染防治設備也幾乎全面下降,其中水質污染防治設備的下降,更是達到了52.13%。
      人們通常所說的水處理,主要包括污水處理和凈水處理,而污水處理又分為工業廢水處理和生活用水處理,這些不同種類的水處理過程,對水質的要求和處理步驟都各有特點。而目前對污水處理的要求已經不僅僅是使之無害化,還要求將其加以回收循環,或采集廢水中的熱能進行再次利用。這些步驟和要求,都需要水處理系統具備相當的自動化程度,這對自動化產品而言無疑是一個良好的市場。
      圖:水處理行業主要自動化產品市場規模2008-2014
       
      目前對于水處理行業的控制需求而言,PLC類控制器的性能特點是最適合這一行業的,因此也在水處理集散控制系統中得到了大量應用,以凈水控制為例,其在水廠范圍內所需要的取水、加藥、濾池、送水等監測與控制功能中都非常普遍地起到了主控的作用。而從整個集團公司的管理層面而言,又往往應用SCADA系統進行宏觀的指揮、調度和管理,真正達到“集中指揮,分散控制”的效果和要求。相應地,大量的人機界面、顯示儀表等也會有比較大的需求。
      而在水質監測、水狀態測量等方面,又需要應用大量的儀器儀表類產品。這些應用于水處理行業的儀器儀表,主要分為過程類儀表和分析類儀表,過程類儀表包括溫度、壓力變送器、液位儀表、流量計、閥門類產品、執行器等,而分析類儀表的種類則非常多而細,必須根據實際處理水源的水質、種類,結合相應的處理工藝進行使用。對于不同種類的污水如工業廢水、生物廢水等,其處理工藝可能相差很大。
      由于普遍采用集散式控制系統進行分層控制管理,那么對于所依靠的工業通訊方式,也具有很高的要求。近年來,從比較普及的現場總線,到相對較新的工業以太網,都已經得到了成規模的應用,效果也越來越得到改善。值得一提的是,為了滿足遠程監測等一些特殊場合的應用,無線通訊技術也介入了水處理行業,并取得了良好的效果,這對有線的通訊方式而言,也無疑是一種優秀的補充。
      而在執行機構的環節中,變頻器的應用也越來越普遍。變頻器應用于鼓風機與水泵類負載時,具有多重優點,相對于閥門、擋板的調節方式,變頻調速可以使調速對象運行在節能狀態下,從原理上實現大量的成本節約;同時,使用變頻器也減少了機械的損耗,降低了執行器的沖擊性,對電網也能起到保護的作用。
      中國的水務行業還處于成長期,雖然政府確定了水務市場化的戰略目標,但對水務市場化改革的路徑缺乏系統研究,城市水務的市場化政策體系不完善,鑒于各地情況的差異,成本監控核算及水價調整時間與力度具有一定的不確定性,致使具有投資長期性特征的水務投資面臨較大的政策風險,同時各類資本的角逐使目前水務市場的競爭呈加劇狀態。
      此外,市場集中度偏低,缺少行業領導者,地域壟斷特征明顯。依據行業吸引力和技術關聯度向產業鏈縱向延伸,以及水務一體化成為主要發展方向。運營管理能力、資本運作能力、市場開拓能力、技術應用與開發能力和風險控制能力已經成為水務行業企業的關鍵成功要素。尋求市場份額與投資收益的平衡是現階段中國水務企業成長過程中關注的焦點。
      在之前國際金融危機的背景下,中國采取了擴大內需,促進經濟增長政策,把環境保護放在突出的戰略位置。2008年四季度新增的千億元中央投資中,投向節能減排和生態建設的資金達120億元。用于重點流域的水污染防治工程投資及用于城鎮污水和垃圾處理設施、污水管網建設提速的資金高達60億元,前者投資為10億元,后者為50億元?梢哉f,污水處理設施建設仍然是未來自動化市場增長的主要拉動力量。
      十二五期間,污水處理基礎設施將會延續“十一五”期間高速發展趨勢,中國環保局的預測報告表示,“十二五”期間中國的廢水治理投資正常情況下可達1.06億,且“十三五”總投入較“十二五“仍有30%以上的增長,污水處理行業未來的投資仍會加強,行業未來增長動力很明顯。但在污水排放總量受到嚴格限制,污水處理設施建設日益增長 ,處理率不斷提高的情況下,中國污水處理行業的高速增長將放緩。

      工藝描述

      自控系統架構

      成功業績(Rockwell)

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