能源管理軟硬件服務(wù)商，性價比之選 計量點滴智慧
民間有一個說法：有多大的腳，穿多大的鞋......
這放在水表選型上，也不外乎是個通俗的理兒，什么樣的計量場景，就安裝什么樣的水表。
不管是從過去表計大會上每屆不可或缺的水表話題、到后來針對水表選型的深度培訓，還是近為其打造的“帶著目的選水表”直播活動等等...水表選型作為儀表管理三大要素之首，這幾年環(huán)球表計也給予了頗多關(guān)注。
5月份的珠海表計大會，來自洛陽北控水務(wù)集團有限公司流量一室的陳海濤主任，將其多年從事漏損控制方面積累的具體事例，分享了關(guān)于水表選型與檢定、計量信息管理、分區(qū)管理和DMA小區(qū)建設(shè)方面的專業(yè)觀點，還結(jié)合了洛陽北控水務(wù)從水表采購到水司流轉(zhuǎn)使用中遇到的典型問題，以及遠傳水表的應(yīng)用做了非常實用而針對性的剖析。讓在場的行業(yè)學者們連連拍手叫好，場面一度Hold不住圖片
今天，帶給大家的就是陳海濤主任的一篇致力于分區(qū)計量儀表和大口徑水表的選型的經(jīng)驗之談。
供水企業(yè)的計量工作是生產(chǎn)營銷的重要環(huán)節(jié)，也是聯(lián)系企業(yè)和用戶之間的紐帶，而水表選型應(yīng)用的管理關(guān)系到為供水企業(yè)提供準確的營收數(shù)據(jù)和漏損控制的技術(shù)支持，本文主要闡述了作者在大口徑水表選型中的幾點經(jīng)驗和建議。
一直以來，產(chǎn)銷差率作為衡量供水企業(yè)管理水平的核心指標，備受關(guān)注，但如何降低產(chǎn)銷差率這一難題也時時刻刻困擾著很多水司。誠然而論，產(chǎn)銷差率的形成十分復雜，而其中計量器具的選型至關(guān)重要，我們從幾個案例來分析在分區(qū)計量和大口徑水表的選型中容易陷入的誤區(qū)。
傳統(tǒng)習慣上我們把口徑≥50mm的水表歸類為大口徑水表。經(jīng)過供水企業(yè)間的交流和分析，對于絕大多數(shù)水司，占水表總數(shù)不足5%的大口徑水表，計量水量超過總計水量的70%，可見提高大口徑水表的選型和管理水平對于供水企業(yè)降低產(chǎn)銷差具有事半功倍的效果。
那么，在水表選型中容易陷入哪些誤區(qū)呢？
誤區(qū)一：依據(jù)管道口徑來選擇水表口徑。
依據(jù)管道口徑選擇水表口徑是目前非常普遍的現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因有很多，一個重要原因是在供水建設(shè)設(shè)計規(guī)范中往往只規(guī)定了諸如“管道口徑不宜低于**口徑”這樣的條款，而設(shè)計人員無法準確預(yù)判管道用水量的情況，在加上對管道沿程阻力的估算容易出現(xiàn)偏大的現(xiàn)象，為避免設(shè)計失誤，往往將管道規(guī)格選擇的過大，甚至放大兩個規(guī)格以上。另一個重要原因是很多小區(qū)的實際入住率遠低于設(shè)計用水戶數(shù)。這兩個原因的存在和相互疊加，造成了依據(jù)管道口徑選型水表不可避免存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象。在和水司同行的交流活動中，我們發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象在水司普遍存在。
以洛陽北控水務(wù)普遍應(yīng)用水量多的DN100垂直螺翼式水表為例（參數(shù)Q3=100m3/h，R=200，Q2/Q1=6.3）,通過對該規(guī)格管道用戶水量進行分析后，發(fā)現(xiàn)即使在用水高峰時段，絕大多數(shù)該規(guī)格水表的瞬時流量也未超過其5Q（即15.75m3/h），也就是說絕大多數(shù)水表工作在其測量范圍的很低的區(qū)間內(nèi)，未能發(fā)揮全部的計量效率。
既然存在“大馬拉小車”情況，那我們思考一下，有沒有“小馬拉大車”的情況呢？我們舉一個真實案例。
2016年5月在洛陽某高校伊濱校區(qū)拆回的一臺損壞的DN100垂直螺翼式水表，Q3=100 m3/h，R=200，Q2/Q1=6.3，即Q1=0.5 m3/h，Q2=3.15 m3/h,該表經(jīng)周轉(zhuǎn)循環(huán)并維修檢定合格，安裝上不足一月，接報水表停轉(zhuǎn)。用便攜式超聲波流量計進行現(xiàn)場測量，管道流量達 131m3/h，超過此表的過載流量，造成圖一所示的機械損壞。經(jīng)了解此高校伊濱校區(qū)原有學生和教職員工6000人左右，原由兩路DN100管道向該校供水，經(jīng)連續(xù)多年的擴招和老校區(qū)合并，該?，F(xiàn)人員總數(shù)約在1.8萬人左右；又因?qū)W校教學作息時間的特殊性，造成該校傍晚洗浴用水高峰時段的瞬時流量超出原水表的過載流量。我們立即為該校更換了兩臺Q3=160m3/h的超聲波水表，解決了該校用水的計量問題。
因此我們得出的建議是，可根據(jù)用戶的實際用量動態(tài)來選用水表規(guī)格，在用戶用水量較低時候，可以通過縮徑為用戶安裝較小規(guī)格的水表來提高計量效率并降低采購安裝成本；同時，要及時掌握用戶水量變化，及時更換適合測量范圍的水表。
誤區(qū)二：片面追求高量程比
隨著水表產(chǎn)品的技術(shù)迭代，水表正朝著測量范圍更寬、測量下限更低的方向發(fā)展，新產(chǎn)品層出不窮。我們分析圖2的這款水表產(chǎn)品，DN50，R=1250，Q3=63m3/h，Q1=0.05 m3/h，Q2=0.08m3/h，特別指出，此表非復式水表，而為水平螺翼式機械水表，由此來看該表的低流量測量下限非常。
我們在日常工作使用的水流量標準裝置上進行了模擬實驗，用DN50的直通管道代替水表，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在直通管道前端壓力達到0.342Mpa，后端0.054Mpa，采用完全開放式放水的情況下，管道過流能力才達到了59.2至59.8m3/h，僅代替水表的DN50直通管道的壓力損失即達到了0.288Mpa，如現(xiàn)場安裝的同口徑的水平螺翼式水表，必然還要加上水表帶來的壓力損失。以我公司常見供水壓力0.30MPa估計，幾乎是斷管后管道完全失壓才可能出現(xiàn)這種狀況。
問題來了：
我們的供水管網(wǎng)什么情況下能出現(xiàn)如此高的流速？如此高流速出現(xiàn)的概率有多大？是否需要為我們的管網(wǎng)配備如此高流速的水表？
我們在市場上隨機購買了幾種常見的良莠不齊的DN15水龍頭，在水流量標準裝置上模擬用戶日常用水的情況，分別調(diào)整0.2MPa，0.25MPa和0.30MPa幾個供水壓力，模擬用戶隨手開啟水龍頭習慣等方式，發(fā)現(xiàn)這些水龍頭在如上壓力的流量大約位于500L/h至1200L/h之間。通過模擬幾種容量坐便器的上水時間，發(fā)現(xiàn)多數(shù)坐便器的上水流量均在700L/h至1200L/h，由此我們判斷，如某小區(qū)采用DN80口徑的水表供水，其水表的Q1應(yīng)不宜高于0.5m3/h（故意滴水的情況暫未考慮在內(nèi)）。鑒于現(xiàn)有機械水表的Q1和Q2的性能和穩(wěn)定性，并出于兼顧計量性能和經(jīng)濟合理的考慮，我們將新采購的垂直螺翼式水表的R值從200倍降為160倍。
需要說明的是，我們選擇0.2MPa，0.25MPa和0.30MPa這幾個供水壓力是按照高層建筑分區(qū)供水的壓力范圍選取的，僅代表我公司目前應(yīng)用的壓力范圍。因此我們得出的建議是：合理選擇量程比，避免陷入片面追求過大量程比的誤區(qū)，從而充分利用資金。
DMA分區(qū)水表的選型
供水管網(wǎng)漏損是供水行業(yè)普遍存在的問題，必須采取切實有效的措施加以控制，而在漏損控制中常用的DMA分區(qū)的儀表選型要滿足功能和性能兩者的需要。
要求一：寬量程比 DMA觀察表必須具備觀測夜間小流量功能，所以量程比的要求比較高；
要求二：雙向計量功能，用以確定DMA分區(qū)內(nèi)部是否確定是獨立封閉區(qū)域，要求具有雙向計量功能；
要求三:具備遠傳功能，遠傳數(shù)據(jù)量足夠，遠傳頻率滿足觀測夜間低流量的要求；要求四:日常運行中，能夠長期保持儀表的計量性能，尤其是低流速計量性能不下降，以便DMA分區(qū)夜間低流量數(shù)據(jù)可靠。
出于上面的幾點要求，通過對多種類型和多種量程比水表的實驗，我們采用了圖五的四聲路超聲波水表。
寬量程比：我們采用的是R=250的水表，沒有采用更高量程比的原因是通過實驗，發(fā)現(xiàn)R=250的水表即可滿足我們的要求；
整機IP68防護設(shè)計，確保能長期穩(wěn)定工作；
全系列四聲路設(shè)計，提高擾流狀態(tài)下測量的計量性能；
始動流量低不高于0.002m/s，確保低流速計量性能。
從實驗出發(fā)，切實選擇抗擾能力好的水表
上面兩張照片是我們做的其中兩種超聲水表的極限擾流實驗，水表上游和下游不足1D位置安裝軟密封閘閥，通過調(diào)節(jié)閘閥的不同開度，來衡量在安裝條件不滿足水表額定安裝條件的情況下，對水表計量性能的影響。畢竟有很多現(xiàn)場安裝條件不盡如人意，完全按照水表安裝要求來改造也是不現(xiàn)實的，只能選擇抗擾能力好的產(chǎn)品。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，對于圖中的超聲波水表，在閘閥過流面積高于30%的情況下，對計量性能的影響能夠保持在誤差合格范圍內(nèi)，這是能夠滿足該表在計量性能要求下的小安裝要求。這也為我們在局促環(huán)境下的水表改造提供了更低安裝要求。
綜合如上經(jīng)驗和試驗數(shù)據(jù)，我們認為在大口徑水表選型中，應(yīng)優(yōu)先依據(jù)實際用水流量選型，切不可簡單依照管道口徑。需要避免陷入追求過高的量程比的誤區(qū)，量程比覆蓋日常情況即可，水表長期保持計量性能的能力比單純計量性能更重要。要根據(jù)用戶的用水性質(zhì)和流量分布的情況，切實選擇量程比合適、計量范圍足夠、計量性能穩(wěn)定性好的產(chǎn)品，在投資利用和產(chǎn)品性能之間達到平衡。
希望這些經(jīng)驗分享能夠得到供水計量同行們的指正和建議。
文章標題：分區(qū)計量儀表和大口徑水表的選型案例
文章作者：洛陽北控水務(wù)集團有限公司 陳海濤
文章來源：《環(huán)球表計》2021年9月刊
