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浅谈大口径水表的选型与应用

返回列表发布日期:>2019-06-18 10:05:35    |    

摘要:分析水表在日常计量管理维护中的问题,通过引入新型的超声波水表和电磁流量计,并结合现状水表及实际运行管理情况,改善水表选型与应用的模式。
1、引言
水表作为供水企业与用户贸易结算的计量器具,水表计量准确与否,管理的好与坏不但决定供水企业的贸易结算行为是否满足相关经济和法律、法规的要求,还将直接关系到供水企业和广大用户的经济利益。
2、水表管理现状及存在问题
杭州高新(滨江)水务有限公司,供水服务范围为杭州市滨江区(73km2),常驻人口约36万人口,区内用水单位以小区住宅,办公写字楼、各类商业体为主,用水量特点为用水变化量大,用水高峰时间较为集中(AM8:30-10:30,PM20:30-22:30),高峰流量12400t/h,低峰流量4500t/h,因此根据水量变化大的特点,从2008年开始,主要选择适用于流量变化大的WS型垂直螺翼式水表,再根据用水单位的最大设计流量和常用设计流量配选相应口径的水表。目前在线大口径水表(DN50以上)2026只。随着不断发展,区内人口增多,区内用水量也不断增大,实际水表运行管理中也发现了很多问题:
1)WS型垂直螺翼式水表的水压损失较大。经长期测量观察,水表前后的水压损失在大流量时可达0.06MPa。而滨江区供水主要靠滨江水厂供水,以滨江水厂为中心,供水压力按等压线逐渐递减,即管网末端压力较低,管网末端区域用户使用WS型水表计量时,直供水区域经常出现水压偏低的情况。实际也增加了水厂运行的能耗。
2)WS型垂直螺翼式水表的量程范围较窄。水表选型的一般流量原则为尽量保证用户正常流量在水表常用流量与最小流量之间,而一些大型商业体的设计流量远远大于常用WS型最大口径水表的过载流量,使得初期水表选型有很大难度:计量大流量时流过水表断面流速过快,水表磨损过大,且水头损失增大,从而增大的能耗,而增大水表口径以提高计量流量上限,又降低了水表在小流量时的计量精度。
3)大口径小流量的情况普遍存在。一些新建项目在投入使用初期,一年内,甚至更久的时间内,其实际用水流量远远低于其设计流量;还有一些例如体育场,公园,博物馆等特殊场所,用水时间较为集中,时变化系数过大,使得日常计量中只有少数时间水表在合适的计量范围内,其他大部分时间均处在大口径小流量的情况下。
4)水表工程安装的影响。水表安装在管道中,往往会小于管道口径一级或两级,目的是增加水流在水表断面处的流速,增加水表灵敏度,以提高计量精度,并且考虑用户远期用水量增加,预留口径增加的余量,方便后期施工。但是这样设置在水表前后需设置异径管,实际增加的水压损失,在压力较低区域影响较为明显。水表安装的工程质量也是水表计量精度影响的重要因素,根据采样分析,水表失准概率分布入图1所示,安装工程质量占较大比重。
3、改善水表管理的措施
面对日益严峻的问题,我们根据区内实际用水的状况,从2018年开始普及使用超声波水表和电磁流量计,对几种水表技术参数比较如表1所示:
通过技术参数的对比可见,超声波水表和电磁流量计由较宽的量程比,较低的始动流量Qs和最小流量Q1,因此计量精度较高,以Octave超声波水表为例,其无活动部件,可长期保持精度,抵御低温恶寒天气;有高灵敏度,极低的始动流量(DN100始动流量仅为15L/H),量程比Q3/Q1可达500倍(实际量程比更达1000),计量几乎无盲区,使用范围广,可适用于大口径小流量的情况;超声波水表和电磁流量计分别是利用超声波原理和法拉第电磁感应原理进行计量,从水表结构和原理上大大降低了过水表断面的水压损失。水表安装上,以Octave超声波水表为例,其自带整流器,不受流场扰动影响,对直管段要求低,流动剖面敏感度等级为U0D0(在表前后阀门、滤网时要求U2D2),安装适用性更强;IP68防水等级,可长期水下工作,安装比较方便。并且通过实际使用一段时间后发现超声波水表和电磁流量计特别适用于滨江区这类用水量变化大,区域水压不平衡的地区,不仅能在保证计量精度的条件下,缓解大口径小流量的问题,还能减少水表水压损失,其中恒大城市之光项目使用Octave超声波水表后效果比较明显,该项目目前处于建设完工初期用水量较低的阶段,但是水表累计计量流量大于同期使用WS水表的其他同类项目累计流量。
但是超声波水表和电磁流量计,也存在明显的缺点,我公司主要采购Octave超声波水表和MAG8000电磁流量计,这两款水表主要依赖进口,采购周期长和水表鉴定流程复杂;另外水表价格昂贵,成本过高;水表的管理成本和维护难度也相应增加。
在实际使用过程中,若大规模使用超声波水表、电磁流量计等新水表替换现有传统机械水表,显然成本过高,且现阶段我公司水表管理维护的能力还跟不上,因此根据实际现状,编制了适用于滨江区的《水表选型原则》,采用新型水表与传统水表相结合的计量管理模式,主要方式为:
新建项目在投入使用初期,其实际用水量远远小于设计用水量,基本为大口径小流量的情况,过去使用机械水表计量,这段时间里的计量精度很低,因此对新建水表作为主要贸易结算水表(口径大于等于DN50,不含消防水表)时,根据新建项目设计流量,对设计流量较低,变化较大的用水单位采用主要Octave超声波水表;对设计流量较大,最大流量超出Octave超声波水表过载流量的情况时采用MAG8000电磁流量计。然后,随着项目用水量逐年增加,根据实际用水量,周检换表时选择量程合适的机械水表替换原Octave超声波水表。对非主要贸易结算水表(消防水表、人防水表等)仍然采用WS垂直螺翼式水表,并逐步用WSD型高精度大口径水表对现有WS型水表升级。这样即提高了水表计量的精度,又降低了水表管理维护成本。
4、结束语
在今后的实践中逐步规范完善《水表选型原则》的内容,以适应实际水表的计量和管理维护。

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