及漏損控中的應(yīng)用
摘要：在水資源日趨匱乏的今日，利用分區(qū)計量控制管網(wǎng)漏損既符合國家政策，又是供水企業(yè)提高管理水平、節(jié)能創(chuàng)收的重要手段，而流量儀表的合理選擇與應(yīng)用是分區(qū)計量能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，哈爾濱供水集團(tuán)經(jīng)過詳細(xì)論證分析，結(jié)合本市管網(wǎng)現(xiàn)狀及現(xiàn)場工況，對各類計量儀表進(jìn)行了合理配置，科學(xué)統(tǒng)計分析，最終達(dá)到及時了解水量狀況，控制漏損的目的。
關(guān)鍵詞：流量儀表 分區(qū)計量 漏損控制
供水管網(wǎng)漏損控制體現(xiàn)了供水企業(yè)管理與服務(wù)水平，關(guān)系到供水企業(yè)實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。在水資源日益匱乏的今日，管網(wǎng)漏損一方面造成水資源及供水設(shè)施浪費(fèi)，增加供水成本；另一方面，漏損水量也成為管道基礎(chǔ)及地下設(shè)施安全隱患。因此，哈爾濱供水集團(tuán)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作，利用2年時間，利用管段式電磁量流計、四聲道插入式超聲波流量計與超聲水表為基礎(chǔ)，建立起一整套市政管網(wǎng)一級分區(qū)計量與監(jiān)控分析系統(tǒng)。
一、 總體技術(shù)路線
哈爾濱市主城區(qū)市政供水管線約1390km，管徑為DN100～DN1600之間，城市市政供水戶約為151萬戶。由于管網(wǎng)老化、埋深大、季節(jié)溫差大等原因，多年來漏損量較大。
為此，對市政管網(wǎng)采用分區(qū)計量，準(zhǔn)確掌握水量去向。
通過上圖一級、二級、三級分區(qū)，達(dá)到計量考核、漏損控制、節(jié)能降耗的目的。
二、 各類流量儀表的選型
目前，給水流量儀表種類繁多，經(jīng)過初步比選，我們將選型重點(diǎn)放在計量原理應(yīng)用較為廣泛的電磁流量計與超聲波流量計上，由于計量點(diǎn)位現(xiàn)場在室外，多在馬路中央，無法取交流電，故所選流量計都為電池供電。經(jīng)過論證，最終選用了電池供電四聲道插入式超聲波流量計、電池供電管段式電磁流量計、超聲波水表三種流量儀表，具體如下：
1、電池供電四聲道插入式超聲波流量計
由于供水管網(wǎng)多為既有管網(wǎng)，安裝管段式流量計需要停水施工，且對操作空間要求更加嚴(yán)格，故在不便停水或空間不足的計量點(diǎn)位，我們選擇的是電池供電插入式超聲波流量計，為了確保計量精度，提高抗干擾能力，對聲道數(shù)量加以要求，具體為：聲道數(shù)為四聲道及四聲道以上，采用電池供電（電池壽命需長達(dá)五年以上）。插入式超聲波流量計計精度等級優(yōu)于等于±0.5%,重復(fù)性小于等于1 %，測量周期小于等于1次/秒。流速測量范圍大于等于0.1m/s-10.00m/s。安裝方式為分體式（分體型專用電纜標(biāo)準(zhǔn)配置10米，特殊現(xiàn)場可延長），防護(hù)等級IP68，雙向計量，通過RS485接口通訊。
2、電池供電管段式電磁流量計
管段式電磁流量計優(yōu)勢在于計量相對準(zhǔn)確，對于可停水且具備施工條件的計量點(diǎn)位，我們選用該種流量計。具體要求：采用電池供電（電池壽命需長達(dá)五年以上）。測量精度優(yōu)于等于0.5%級重復(fù)性小于等于0.5 %，流速測量范圍大于等于0.1m/s-12.00m/s。安裝方式為分體式（分體型專用電纜標(biāo)準(zhǔn)配置10米，特殊現(xiàn)場可延長），壓力等級為1.6MPa，防護(hù)等級IP68，雙向計量，RS485輸出。
3、超聲波水表
在部分需要計量的入戶小管徑管線上選用超聲水表，以取得數(shù)字信號，方便遠(yuǎn)傳。安裝方式為管道法蘭安裝，一體型，整機(jī)的防護(hù)等級為IP68。采用電池供電（電池壽命需長達(dá)五年以上），并需具有供電狀態(tài)自檢功能，可顯示工作電源電壓不足符號，提前兩個月提示更換電池。可雙向計量，RS485輸出。管段最高承受壓力大于等于1.0MPa。測量周期小于等于每秒1次，多聲道結(jié)構(gòu)設(shè)計，需具有報警功能，準(zhǔn)確度等級優(yōu)于等于2%，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳功能。
以上流量儀表皆安裝遠(yuǎn)傳單元：支持不少于360小時數(shù)據(jù)存儲，支持加密短信修改中心站地址，支持紅外/藍(lán)牙等非接觸方式修改設(shè)置，支持市電和電池供電，單獨(dú)電池支持1分鐘采集一次12小時發(fā)送1次, 充電1次可使用3年，支持上傳流量數(shù)據(jù)至少包括：采集時間，瞬時流量，正累積流量，負(fù)累積流量，總累積流量，采用HTTP協(xié)議,標(biāo)準(zhǔn)HTTP方式提交,編碼格式GBK，站點(diǎn)ID 、IP、端口URL密碼可以設(shè)置，當(dāng)主站點(diǎn)失敗時可以傳輸?shù)絺溆谜军c(diǎn)，也可以設(shè)置為同時向2個站點(diǎn)發(fā)送。
三、 各類流量儀表的應(yīng)用
建設(shè)供水管網(wǎng)分區(qū)水平衡監(jiān)控分析系統(tǒng)，以一級分區(qū)計量器具上傳的數(shù)據(jù)及各地區(qū)供水分公司上報的用水量等相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行各分區(qū)水平衡分析計算，產(chǎn)銷差、漏失率等指標(biāo)測算。
1、建立統(tǒng)一管理平臺，在線查看各流量儀表數(shù)據(jù)及狀態(tài)。
2、對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，查找漏損治理重點(diǎn)。
3、日常維護(hù)
（1）、計量器具井室維護(hù)
包含巡線，檢查井室的外觀，結(jié)構(gòu)與冬季防寒
（2）、計量器具標(biāo)定
目前供水企業(yè)通常采用超聲波流量計作為標(biāo)準(zhǔn)表，將標(biāo)準(zhǔn)表與被測流量計串聯(lián)（安裝在被測流量計上游或下游），可以同時顯示被測管道的瞬時流量與累積流量，通過對比標(biāo)準(zhǔn)表與被測流量計從而確定被測流量計的準(zhǔn)確度。
優(yōu)點(diǎn)：時間、費(fèi)用投入較少，操作方便，能對流量計進(jìn)行整體校準(zhǔn)；通用性強(qiáng)，限制條件較少。
缺點(diǎn)：使用時受環(huán)境因素（例如管道液體的流態(tài)等）的影響較大。
綜上所述，目前用超聲波流量計進(jìn)行標(biāo)定、校驗(yàn)流量計，雖然校驗(yàn)水廠出廠電磁流量計時可能存在“低標(biāo)高”的弊端（標(biāo)定管網(wǎng)中電磁流量計不存在該弊端），但在技術(shù)未突破該弊端前，綜合考慮標(biāo)定、校驗(yàn)成本和可操作性，建議采取比對校驗(yàn)法，即采用多臺不同量程的進(jìn)口的便攜式超聲波流量計，準(zhǔn)確度等級0.5級，進(jìn)行一級分區(qū)流量計標(biāo)定、校驗(yàn)。
為盡量降低“低標(biāo)高”產(chǎn)生的誤差，可在大流量（高流速）、小流量（低流速）時間段分別用適宜量程的多臺超聲波流量計測試多組數(shù)據(jù)，求均值，綜合標(biāo)定、校驗(yàn)，保證誤差不會累積、傳遞。具體標(biāo)定、校驗(yàn)過程需遵循相關(guān)規(guī)范。
（3）、分區(qū)邊界變更
當(dāng)管網(wǎng)中新增加/減少用水戶或管線發(fā)生改線等狀況影響一級分區(qū)供水邊界線時，需由負(fù)責(zé)更改部門向項(xiàng)目實(shí)施推進(jìn)組提前一周申請，并向相關(guān)地區(qū)供水分公司通報。
項(xiàng)目實(shí)施推進(jìn)組對相關(guān)更改內(nèi)容核查分區(qū)邊界，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行邊界調(diào)整和流量計增補(bǔ)等相關(guān)工作。相關(guān)部門進(jìn)行邊界變更后信息更新。
（4）、供水管網(wǎng)分區(qū)水平衡監(jiān)控分析系統(tǒng)維護(hù)
各地區(qū)供水分公司每月登陸供水管網(wǎng)分區(qū)水平衡監(jiān)控分析系統(tǒng)，填寫當(dāng)月實(shí)際數(shù)據(jù)，以便供水管網(wǎng)分區(qū)水平衡監(jiān)控分析系統(tǒng)進(jìn)行水平衡分析和漏失率計算。
每日登錄系統(tǒng)，實(shí)時巡查分區(qū)流量計瞬時及累計行度，并對數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失、異常、報警等狀況時需向相關(guān)部門報修查驗(yàn)，短期缺失數(shù)據(jù)需人工補(bǔ)錄。
供水管網(wǎng)分區(qū)水平衡監(jiān)控分析系統(tǒng)出現(xiàn)故障時需48h內(nèi)恢復(fù)使用。
根據(jù)集團(tuán)公司使用意見，不斷完善供水管網(wǎng)分區(qū)水平衡監(jiān)控分析系統(tǒng)功能。
參考文獻(xiàn)：無
作者簡介：于雷，哈爾濱供水集團(tuán)有限責(zé)任公司總工辦（技術(shù)管理部）副主任（副部長），給排水工程師 ，吉林省建筑大學(xué)給水排水專業(yè)畢業(yè)，工作時間11年
龔文軍，哈爾濱供水集團(tuán)有限責(zé)任公司計量管理中心主任，給排水高級工程師，工作時間27年，聯(lián)系電話：13351282516
