摘要：為了提高水表的計(jì)量精度，減少水量計(jì)量損失，寬量程、高靈敏度等新型大口徑水表將逐步推廣應(yīng)用，這是水表技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的必然趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)幾種新型大口徑水表計(jì)量性能對(duì)比分析、綜合評(píng)價(jià)，并利用實(shí)例證明新型大口徑水表選型與應(yīng)用是否合理對(duì)發(fā)揮新型水表作用的影響程度，提出了合理選型與配表原則。
關(guān)鍵詞：大口徑水表；新型水表；選型與應(yīng)用
0 引言
目前，水表根據(jù)原理、結(jié)構(gòu)、用途不同，有各種各樣的形式，在市場(chǎng)上流通的大口徑水表（以下特指DN50及以上的水表）主要可以分為兩大類，一類為機(jī)械水表，如WP水平螺翼式、復(fù)式水表、WS垂直螺翼式和WPD寬量程水表等，另一類為電子水表，如電磁水表、超聲水表、遠(yuǎn)傳水表等。而每種水表各有特點(diǎn)，也各有優(yōu)缺點(diǎn)，大口徑水表又不同與小口徑水表逐漸集中于少量品種，而是向更多的功能型轉(zhuǎn)化，水表生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)理念分化也使同種水表的功能差異擴(kuò)大。然而，也存在著因選擇不合理、應(yīng)用不正確等原因，最終導(dǎo)致不能較好發(fā)揮新型水表的有效作用，也產(chǎn)生了一些負(fù)面效應(yīng)和不良影響。所以，對(duì)于水司等使用單位來(lái)說(shuō)，如何確保合理選擇、科學(xué)應(yīng)用變得非常重要，應(yīng)根據(jù)自身的特點(diǎn)，在調(diào)查分析、綜合對(duì)比的基礎(chǔ)上逐步提高、不斷完善，形成水表選型與應(yīng)用管理有效機(jī)制，達(dá)到利益最大化。
1 水表的流量范圍
我們用圖1來(lái)描述水表的計(jì)量誤差隨流量變化的情況，可以看到，隨著流經(jīng)水表的流量由小到大的變化過(guò)程，水表的計(jì)量誤差也隨著發(fā)生變化。水表生產(chǎn)廠家常用5個(gè)流量點(diǎn)標(biāo)定水表的技術(shù)參數(shù)：始動(dòng)流量Qd、最小流量Q1、分界流量Q2、常用流量Q3、過(guò)載流量Q4。根據(jù)這5個(gè)流量點(diǎn)可以把水表的計(jì)量誤差劃分5個(gè)區(qū)域。
水表計(jì)量誤差隨流量變化示意圖
始動(dòng)流量Qd 最小流量Q1 分界流量Q2 常用流量Q3 過(guò)載流量Q4
--------- + --------- + -------- + --------- + --------- + ---→流量
計(jì)量死區(qū) |誤差不確定區(qū)| ≤±5%區(qū) | ≤±2%區(qū) | 誤差不確定區(qū)
圖1
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T778-2007對(duì)流量范圍的界定，流量范圍是指由最小流量Q1和過(guò)載流量Q4所限定的范圍，在此范圍內(nèi)水表的示值不得產(chǎn)生超過(guò)最大允許誤差的誤差。該范圍由分界流量Q2分割成“高區(qū)”和“低區(qū)”兩個(gè)區(qū)。
2 新型水表性能對(duì)比分析
2.1 特性流量參數(shù)對(duì)比
根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書上的理論參數(shù)，結(jié)合水表檢測(cè)室開展的試驗(yàn)結(jié)果（實(shí)際參
數(shù)），對(duì)幾種新型水表的特性流量參數(shù)對(duì)比如下表：
表1：DN50水表 單位：m3/h
|
水表型號(hào) |
始動(dòng)流量 |
最小流量 |
分界流量 |
常用流量 |
過(guò)載流量 |
實(shí)測(cè)結(jié)果 |
|
WP水平 |
一般 |
0.45 |
3.0 |
15 |
30 |
符合要求 |
|
WS垂直 |
非常好 |
0.35 |
3.0 |
15 |
30 |
符合要求 |
|
母子表 |
非常好 |
0.03 |
0.12 |
15 |
30 |
符合要求 |
|
ＷＰＤ寬 |
較好 |
0.30 |
0.7 |
50 |
90 |
符合要求 |
|
水表型號(hào) |
始動(dòng)流量 |
最小流量 |
分界流量 |
常用流量 |
過(guò)載流量 |
實(shí)測(cè)結(jié)果 |
|
WP水平 |
一般 |
1.2 |
8.0 |
40 |
80 |
符合要求 |
|
WS垂直 |
非常好 |
0.4 |
8.0 |
40 |
80 |
符合要求 |
|
母子表 |
非常好 |
0.05 |
0.20 |
40 |
80 |
符合要求 |
|
ＷＰＤ寬 |
較好 |
0.5 |
0.8 |
120 |
200 |
符合要求 |
2.2 性價(jià)綜合對(duì)比
以DN50口徑水表為例，對(duì)幾種型號(hào)水表的優(yōu)缺點(diǎn)、性價(jià)比等情況綜合對(duì)比如下：
表3：綜合評(píng)價(jià)對(duì)比表
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評(píng)價(jià)項(xiàng)目 |
WP水平 |
WS垂直 |
復(fù)式水表 |
ＷＰＤ寬 |
|
產(chǎn)品價(jià)格 |
200元 |
700元 |
1000元 |
1400元 |
|
周檢方式 |
一般自行檢修 |
一般自行檢修 |
需要委托送檢 |
需要委托送檢 |
|
檢修費(fèi)用 |
較低 |
較低 |
較高 |
較高 |
|
安裝長(zhǎng)度 |
200/280毫米 |
200/280毫米 |
280毫米 |
200毫米 |
|
壓力損失 |
較小 |
一般 |
較大 |
一般 |
|
量程范圍 |
一般 |
較大 |
最大 |
特大 |
|
生產(chǎn)廠家 |
寧波 |
寧波/福州 |
寧波 |
寧波/福州 |
|
市場(chǎng)占有 |
普遍使用 |
逐漸推廣 |
較多使用 |
逐漸推廣 |
|
優(yōu)點(diǎn) |
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，流通能力大，壓損小。 |
始動(dòng)流量較小，中小流量計(jì)量性能較好。 |
量程范圍非常大，既有好的大流量性能，又有優(yōu)越的小流量性能。 |
量程范圍較大，葉輪均衡受力，采用動(dòng)平衡原理，沒(méi)有接觸磨損，能夠高速運(yùn)轉(zhuǎn)而不破壞。 |
|
缺點(diǎn) |
單點(diǎn)調(diào)節(jié)，流量大時(shí)會(huì)引起葉輪傾斜旋轉(zhuǎn)而造成偏心磨損或破壞，無(wú)法允許長(zhǎng)時(shí)間在大流量下運(yùn)行，小流量性能稍差。 |
大流量性能稍差，壓損較大。 |
采購(gòu)價(jià)格高，委托送檢費(fèi)用大，檢修不方便，壓損較大，流量轉(zhuǎn)換閥容易損壞。 |
引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，采購(gòu)價(jià)格高，委托送檢費(fèi)用大，檢修不方便。 |
|
適用范圍 |
一般適用于中小流量為主，流量波動(dòng)不大，要求壓損小的場(chǎng)所。以消防表、考核表等為主。 |
適用于小流量為主，而且流量波動(dòng)較大，對(duì)壓損要求不高的場(chǎng)所。以一般企業(yè)、事業(yè)單位和經(jīng)營(yíng)商店等為主。 |
適用于管道流量變化特別大，且無(wú)規(guī)定用水規(guī)律，時(shí)大時(shí)小，計(jì)量要求高的場(chǎng)所。以農(nóng)村總表、醫(yī)院、小型企業(yè)等為主。 |
適用于大流量為主，而且集中流量較大，要求壓損較小的場(chǎng)所。以大型學(xué)校、工業(yè)企業(yè)及總管區(qū)域內(nèi)貿(mào)易結(jié)算等為主。 |
3.1 新型水表之一：復(fù)式水表
復(fù)式水表又稱子母表，它是由大水表、小水表和轉(zhuǎn)換裝置組成的水表，水流根據(jù)流量的大小自動(dòng)流過(guò)小水表或大水表，或同時(shí)流過(guò)兩水表。水表的讀數(shù)由兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算器給出，或者由一個(gè)計(jì)算器將兩個(gè)水表上的數(shù)值相加后給出。
由于目前沒(méi)有實(shí)現(xiàn)子母水表的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳監(jiān)控，所以對(duì)在裝子母水表應(yīng)用效果分析只能根據(jù)水表抄見水量來(lái)分析，選取部分代表性用戶的母子水表為對(duì)象，進(jìn)行對(duì)比分析情況如下表：
|
規(guī)格型號(hào) |
大表表計(jì)水量（m3） |
小表表計(jì)水量（m3） |
大表與小表水量比值 |
合理性判斷 |
|
DN50/15 |
33834 |
2144 |
15.8 |
不合理 |
|
715 |
1746 |
0.4 |
合理 | |
|
DN80/20 |
69499 |
4088 |
17.2 |
不合理 |
|
12405 |
3679 |
3.4 |
合理 | |
|
DN100/20 |
28320 |
910 |
31.1 |
不合理 |
|
33626 |
21769 |
1.5 |
合理 |
對(duì)于復(fù)式表，其優(yōu)勢(shì)應(yīng)是在其小流量情況下，換句話講是其小表發(fā)揮主要作用，小表使用的時(shí)間相對(duì)大表要長(zhǎng)，如果大小表同時(shí)使用時(shí)間差不多，則不如直接用普通的同口徑水表，基于此一分析，故判斷合理性時(shí)，可簡(jiǎn)單地用大、小表水量之比來(lái)分析，或者分析其大、小表各自應(yīng)占總水量的比例范圍，從中我們可以分析其使用是否合理，故我們可以根據(jù)其大、小表的常用流量來(lái)分析，下表是對(duì)各口徑復(fù)式表的一個(gè)簡(jiǎn)單分析依據(jù)：
|
復(fù)式表規(guī)格 |
DN50/15 |
DN80/20 |
DN100/20 |
DN150/40 |
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大表常用流量 |
15m3/h |
40m3/h |
60m3/h |
150m3/h |
|
小表常用流量 |
1.5 m3/h |
2.5m3/h |
2.5m3/h |
10m3/h |
|
大、小表流量比 |
10 |
16 |
24 |
15 |
|
大、小表
水量比標(biāo)準(zhǔn) |
應(yīng)低于10 |
應(yīng)低于16 |
應(yīng)低于24 |
應(yīng)低于15 |
根據(jù)對(duì)在用WPD水表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合水表的口徑、特性流量及用水量情況，從而判斷應(yīng)用效果，選取部分代表性的重要用戶水表，以24小時(shí)為分析周期，分別統(tǒng)計(jì)不同流量區(qū)間范圍所占的運(yùn)行時(shí)間比例，從而準(zhǔn)確判斷水表的型號(hào)、口徑與該用戶的實(shí)際用水情況是否匹配、合理，以09年7月份的月平均小時(shí)水量數(shù)據(jù)為例，分析如下：
表6：部分代表性用戶合理性分析 單位：%
|
代表用戶 |
在裝型號(hào) |
小于Q1 |
Q1-Q2 |
Q2-Q3 |
Q3-Q4 |
大于Q4 |
合理性判斷 |
|
大昌祥
印染 |
WPD水表
DN５０ |
0 |
5 |
50 |
45 |
0 |
型號(hào)、口徑都不太合理，建議調(diào)整為DN80的WP水平水表。 |
|
震元制藥 |
WPD水表
DN１００ |
0 |
90 |
10 |
0 |
0 |
型號(hào)不太合理，建議調(diào)整為DN100的WP水平水表。 |
|
有機(jī)硅 |
WPD水表
DN５０ |
0 |
10 |
90 |
０ |
0 |
型號(hào)合理，暫時(shí)不用調(diào)整。 |
1、Q1—最小流量；Q2—分界流量；Q3—常用流量；Q4—過(guò)載流量；
2、水表的最佳流量范圍要求一般處在Q2—Q3之間最為合理，計(jì)量誤差區(qū)間為±2%；
3、在裝WPD寬量程水表應(yīng)用效果不太理想，沒(méi)有完全發(fā)揮新型水表的作用，
有些地方使用得當(dāng)，但是有些地方?jīng)]有必要使用，使用普通水表就可以滿足計(jì)量要求，存在不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。
4 選型及配表原則
4.1 多品種原則
由于每一管網(wǎng)上用戶的實(shí)際用水情況差異較大，每一種水表的性能差異也不一樣，因而要做到盡量按實(shí)際用水的瞬時(shí)流量和累計(jì)水量來(lái)選擇水表。如管網(wǎng)有長(zhǎng)期中流量的用WP水平螺翼式水表，沒(méi)有特別大流量而長(zhǎng)期中小流量的可用WS垂直螺翼式水表，既有大流量又有長(zhǎng)期特小流量的用子母水表，有特大流量的可用WPD寬量程水表等等。
4.2 動(dòng)態(tài)管理原則
每一個(gè)用戶水表的用水情況是在變化的，如早期用水量少時(shí)可用WS垂直螺翼式水表，當(dāng)用水量增加到一定程度可考慮更換成WP水平螺翼式或WPD寬量程水表等。隨著水表遠(yuǎn)傳監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和推廣，可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)準(zhǔn)確地獲得水表的各個(gè)時(shí)段的實(shí)際用水量和用水變化規(guī)律，方便實(shí)現(xiàn)水表選型應(yīng)用的動(dòng)態(tài)管理，有效解決“大表小流量”、“小表大流量”及“從頭到尾使用一種水表”等不合理配表問(wèn)題。
4.3 經(jīng)濟(jì)合理原則
水表實(shí)際運(yùn)行時(shí)段的平均流量和最大瞬時(shí)流量不超過(guò)水表的常用流量和過(guò)載流量，水表運(yùn)行時(shí)段的最佳流量點(diǎn)應(yīng)處在分界流量與常用流量之間，如果幾種型號(hào)水表同時(shí)可用的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇綜合成本相對(duì)較低的型號(hào)。科學(xué)、經(jīng)濟(jì)選型，就是要使水表的計(jì)量特性誤差曲線與用戶的用水特性曲線相匹配，以達(dá)到優(yōu)化計(jì)量的目的。
4.4 集中采購(gòu)原則
大口徑水表數(shù)量相對(duì)較少，集中在少量廠家采購(gòu)，有利于水表管理與升級(jí)換代，采購(gòu)使用品牌產(chǎn)品也有利于提高性價(jià)比、使用效果等。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)幾種新型水表應(yīng)用效果分析，可以看出總體情況有好有差，主要還是選型、配表方面存在一些問(wèn)題，沒(méi)有經(jīng)過(guò)詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，直接選用新型水表，導(dǎo)致使用不當(dāng)，造成不經(jīng)濟(jì)、不合理現(xiàn)象。在安裝使用前需要準(zhǔn)確、綜合分析工況條件，做到產(chǎn)出效益要大于投入成本，即經(jīng)濟(jì)合理、科學(xué)有效，避免盲目推廣。
總體而言，占水司水表總數(shù)1—2%的大口徑水表承擔(dān)著50—60%的售水量計(jì)量，其水表計(jì)量效率的高低將直接影響整個(gè)水司的產(chǎn)銷差率水平，也就意味著僅需花費(fèi)1%的精力即可達(dá)到50%以上的效果。為此，可以看出科學(xué)合理地選擇大口徑水表是非常重要的，尤其是新型水表，應(yīng)當(dāng)成為水司日常營(yíng)銷管理的核心內(nèi)容，應(yīng)該從設(shè)計(jì)、安裝、使用、調(diào)整等管理環(huán)節(jié)上落實(shí)，做到層層把關(guān)，最終確保新型大口徑水表選擇及應(yīng)用的科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)有效，發(fā)揮新型水表的有效作用。
參考文獻(xiàn)
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2 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 封閉滿管道中水流量的測(cè)量飲用冷水水表和熱水水表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T778-2007）.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007
3 張建忠，楊雷等，淺談對(duì)C級(jí)水表的應(yīng)用研究，城鎮(zhèn)供水，2009，02：40-43
4 詹志杰，水表技術(shù)手冊(cè)，中國(guó)計(jì)量出版社
作者簡(jiǎn)介
1、林海光：紹興市自來(lái)水有限公司水表檢測(cè)所水表檢測(cè)班組組長(zhǎng)，工程師，畢業(yè)于中國(guó)計(jì)量學(xué)院。聯(lián)系電話：0575-88656715，通訊地址：紹興市延安東路155號(hào)，郵政編碼312000。
