供水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝及維護(hù)

徐慧龍 何耀星

摘 要：本文主要介紹如何在供水管網(wǎng)上規(guī)范的安裝各種儀表，通過(guò)數(shù)據(jù)采集傳輸儀將儀表檢測(cè)到得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到調(diào)度監(jiān)測(cè)中心。監(jiān)測(cè)從而實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)無(wú)盲點(diǎn)。如果監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)不合格，能針對(duì)不合格的地方，水廠和泵站可以及時(shí)的針對(duì)不合格數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，科學(xué)指揮各水廠啟停供水設(shè)備，保障供水壓力平衡、流量穩(wěn)定；也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)爆管事故的發(fā)生；這些設(shè)施的良好的運(yùn)行是水質(zhì)和水壓合格的保證。

關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng)；儀表安裝；儀表維護(hù)；通信監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

城市供水管網(wǎng)是城市賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，其正常運(yùn)行和有效工作已成為城市可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件。出廠水必須通過(guò)管網(wǎng)才能服務(wù)到供水區(qū)域的每個(gè)角落。為了讓服務(wù)對(duì)象用到更加優(yōu)質(zhì)的水，因此供水行業(yè)必須在管網(wǎng)上安裝各種在線儀表對(duì)管網(wǎng)水進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。

1 管網(wǎng)在線儀表的分類以及安裝位置的選擇

1.1 管網(wǎng)在線儀表的分類

管網(wǎng)在線儀表大致可分為：管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，邊界流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

1.2 管網(wǎng)在線儀表的安裝位置的選擇

1.2.1 管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安裝位置選擇

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇主要輸配水管、部分配水管、重點(diǎn)用戶、管網(wǎng)末梢點(diǎn)的管道上，盡量設(shè)在壓力穩(wěn)定、管徑相對(duì)較大的地方。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置要有代表性，分布要均勻。能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)管網(wǎng)區(qū)域內(nèi)水質(zhì)的情況，根據(jù)水質(zhì)的情況，水廠和泵站可以針對(duì)性的進(jìn)行水處理。

1.2.2 管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安裝位置選擇

管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)主要安裝在各分支管道上。國(guó)家對(duì)于地下水的水壓標(biāo)準(zhǔn)是140MPA，如果發(fā)現(xiàn)不合格可以及時(shí)的增壓，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)供水范圍不會(huì)因?yàn)閴毫Σ粔蚨霈F(xiàn)停水或用不到水的現(xiàn)象。

1.2.3 管網(wǎng)邊界流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安裝位置選擇

邊界流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要安裝在于相鄰供水行業(yè)相通的管道上。邊界流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要監(jiān)測(cè)水的饋入和饋出。

2 管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的構(gòu)成

2.1 管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的構(gòu)成

供水管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)室外在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由采樣系統(tǒng)、儀表柜、濁度儀、余氯儀、壓力變送器、溫控、風(fēng)扇、加熱帶和數(shù)據(jù)采集傳輸儀組成。

2.2 管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)的構(gòu)成

供水管網(wǎng)壓力壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由采樣系統(tǒng)、壓力變送器和數(shù)據(jù)采集傳輸儀組成。

2.3 管網(wǎng)邊界流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的構(gòu)成

供水管網(wǎng)邊界流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由采樣系統(tǒng)、壓力變送器、流量?jī)x和數(shù)據(jù)采集傳輸儀組成。

3 管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝要求

3.1 采樣系統(tǒng)的安裝要求

1）由于水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的濁度儀和余氯儀都需要活水取樣，為了同時(shí)不影響壓力的取樣，因此必須從管網(wǎng)上所測(cè)位置安裝2個(gè)T口引出2根取樣管道，且2個(gè)T口的間距必須在1到2米之間。

2）應(yīng)在2根取樣管上分別安裝2個(gè)球閥，然后再引入儀表箱。

3）在儀表箱內(nèi)的取樣管未端再安裝一只球閥， 通過(guò)調(diào)節(jié)球閥滿足儀表取樣流量的要求， 并將多余的取樣水排出。

4）取水管路、平衡水箱和排水管路連接完好，水流正常，無(wú)漏水、滴水現(xiàn)象。

5）取水管路有防凍保暖措施，并設(shè)有明顯標(biāo)識(shí)。

6）排水順暢，排水口設(shè)置避免影響周邊環(huán)境。

3.2 儀表柜的安裝要求

1）儀表柜的安裝地點(diǎn)距取水點(diǎn)應(yīng)盡可能近，原則上不應(yīng)大于100米。

2）儀表柜的安裝地點(diǎn)不能位于通訊盲區(qū)。

3）儀表柜應(yīng)盡量安裝在小區(qū)或單位，且方便通行的地點(diǎn)。

4）聯(lián)接電纜和管路應(yīng)加保護(hù)管鋪設(shè)于地下或空中架設(shè)，并作明顯標(biāo)識(shí)。

5）電纜線路的施工應(yīng)滿足GB 50168的相關(guān)要求。

6）儀表柜的安裝應(yīng)避免對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)和環(huán)境造成影響。

7）儀表柜的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)源。

8）儀表柜應(yīng)有完善、規(guī)范的接地裝置和避雷措施，防火、防雨和防塵的設(shè)施。

3.3 儀表柜內(nèi)部的安裝要求

由于每家供水行業(yè)使用的監(jiān)測(cè)儀表不同，因此在安裝方法上就應(yīng)根據(jù)自己所用儀表的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行規(guī)范的安裝。以下根據(jù)上海市供水行業(yè)使用比較普遍的儀表為例作為介紹。濁度儀統(tǒng)一采用HACH 1720E，余氯儀統(tǒng)一采用HACH CL17，壓力變送器統(tǒng)一采用E+H PMC41，溫控統(tǒng)一采用PT100。儀表的統(tǒng)一對(duì)以后日常的巡檢維護(hù)以及故障分析起到便捷的作用。

3.3.1電源的選擇

由于是在管網(wǎng)上安裝儀表，因此電源的選擇可以考慮鋰電池供電，太陽(yáng)能供電和220V供電等。由于鋰電池和太陽(yáng)能供電在任何地方都可以安裝，因此以下就對(duì)于位置上有一定要求的220V供電進(jìn)行介紹，首先我們會(huì)在所需監(jiān)測(cè)管網(wǎng)的地面上尋找一個(gè)能夠24小時(shí)供電的電源來(lái)源，然后在盡可能靠近電源來(lái)源以及距離管網(wǎng)不超過(guò)100米的地方安裝儀表箱，將電源合理的引入儀表箱。

3.3.2柜內(nèi)電源的安裝

在儀表箱內(nèi)用板進(jìn)行隔開(kāi)，箱子后面引入電源，安裝電表方便留有用電記錄，可以定期付給電源來(lái)源單位或個(gè)人給予電費(fèi)。外接電源通過(guò)電表接入一個(gè)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)控制整個(gè)儀表箱的供電，再并入5個(gè)分電源開(kāi)關(guān)可以一對(duì)一的對(duì)儀表進(jìn)行控制。

3.3.3數(shù)據(jù)采集傳輸儀的安裝

在儀表柜板后掛壁式的安裝一套遠(yuǎn)程測(cè)控終端GPRS RTU，其負(fù)責(zé)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、無(wú)線傳輸以及自動(dòng)控制。

3.3.4壓力變送器的安裝

根據(jù)4.1.2引入儀表箱前面的其中一根管道（壓力取樣管）安裝E+H PMC41型壓力變送器。

3.3.5 HACH 1720E濁度儀的安裝

在板前左上方掛壁式安裝HACH 1720E濁度儀的控制器，而在控制器的下方掛壁式安裝濁度計(jì)本體，在控制器的接口上接入傳感器放入濁度計(jì)本體，將進(jìn)水管與濁度計(jì)本體上的試樣接口接通，而濁度計(jì)本體上的排水口接口和維修排水口分別去排水管接通。

3.3.6 HACH CL17余氯儀的安裝

在板前右方掛壁式安裝HACH CL17余氯儀，在余氯儀的下方有一個(gè)快速連接進(jìn)樣配件采用1/4英寸管和一個(gè)樣品排放口儀器排液配件內(nèi)徑1/2英寸的軟管，根據(jù)進(jìn)水配件和排放口得尺寸要求，分別于進(jìn)水取樣管和排水管接通。

4 管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)儀表的工作原理、維護(hù)及其校驗(yàn)

每種儀表由于工作原理不同，因此維護(hù)的內(nèi)容和周期都不相同。以下還是針對(duì)以上安裝詳細(xì)介紹的儀表進(jìn)行介紹。

4.1 HACH 1720E濁度儀的工作原理、維護(hù)以及校驗(yàn)

4.1.1 HACH 1720E濁度儀的工作原理

1720E濁度計(jì)通過(guò)把來(lái)自傳感器頭部組成的平行光的一束強(qiáng)光引導(dǎo)向下進(jìn)入濁度計(jì)本題中試樣。光線被試樣中的懸浮物顆粒散射，與入射光線中心線成90度的方向散射的光線被浸沒(méi)在水中的光電池檢測(cè)出來(lái)，散射光的量正比于試樣的濁度。如果試樣的濁度可忽略不計(jì)，幾乎沒(méi)有多少光線被散射，光電池也檢測(cè)不出多少散射光線，這樣濁度讀數(shù)將很低。

反之，高濁度會(huì)造成很高程度的散射光線并產(chǎn)生一個(gè)高度數(shù)值。試樣進(jìn)入該濁度計(jì)本體并流過(guò)氣泡捕集器的折流網(wǎng)。試樣流使氣泡或者緊貼折流系統(tǒng)的各個(gè)表面或者上升到表面并放散到大氣中去。在通過(guò)氣泡捕集器后，試樣進(jìn)入該濁度計(jì)本體的中心柱內(nèi)，上升進(jìn)入測(cè)量寶并從一個(gè)溢水器上溢出進(jìn)入排放口。每秒鐘取一次讀數(shù)。

4.1.2 HACH 1720E濁度儀的維護(hù)

根據(jù)管網(wǎng)在線儀表定期維護(hù)的要求：每半個(gè)月對(duì)控制器外表、光電池窗口、濁度計(jì)本體、氣泡捕集器進(jìn)行一次清洗，每年更換一次傳感器的燈泡。

4.2 HACH CL17 余氯儀的工作原理、維護(hù)以及校驗(yàn)

4.2.1 HACH CL17 余氯儀的工作原理

將余氯儀的緩沖溶液和指示劑以及進(jìn)水通過(guò)泵/閥模塊的夾壓，有控制的進(jìn)入色度計(jì)，在把攪拌棒放入色度計(jì)內(nèi)，緩沖溶液、指示劑以及進(jìn)水通過(guò)在色度計(jì)里的攪拌，根據(jù)攪拌出來(lái)液體顏色的深淺，測(cè)試出其相應(yīng)的數(shù)據(jù)（顏色越深余氯數(shù)據(jù)越高，反之越低）。

4.2.2 HACH CL17 余氯儀的維護(hù)

根據(jù)管網(wǎng)在線儀表定期維護(hù)的要求：每個(gè)月更換一次500mL試劑瓶裝的緩沖溶液和指示劑溶液。在低于27攝氏度時(shí)，泵管道每6個(gè)月更換一次；高于27攝氏度，泵管道每3個(gè)月更換一次。分析儀管道每年更換一次。每半個(gè)月對(duì)余氯儀表殼進(jìn)行清洗。

4.3 E+H壓力變送器的維護(hù)以及校驗(yàn)

壓力變送器不需要定期的維護(hù)，只需要每2個(gè)月對(duì)用機(jī)械表對(duì)壓力變送器進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)比對(duì)數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)有偏差時(shí)，需及時(shí)對(duì)壓力變送器進(jìn)行校準(zhǔn)。

4.4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)

1）日常維護(hù)周期為每二周一次。

2）檢查儀表柜外觀是否完好，清掃儀表柜內(nèi)外塵土，保持柜內(nèi)外清潔。

3）檢查采樣系統(tǒng)是否完好，有無(wú)漏水、滴水現(xiàn)象，水流是否通暢。

4）檢查電源和接地裝置是否良好，線纜應(yīng)完好無(wú)損，接口應(yīng)密封完好。

5）觀察濁度自動(dòng)分析儀、余氯自動(dòng)分析儀和數(shù)據(jù)采集傳輸儀的運(yùn)行情況，并檢查連接處有無(wú)損壞。

6）定期驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸儀的數(shù)據(jù)傳輸正確性。

7）每年要對(duì)儀表柜進(jìn)行一次接地地阻的測(cè)試。

8）每二個(gè)月對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位試驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)居民飲用水的質(zhì)量越發(fā)重視。城市供水規(guī)模的不斷增大，城市供水管網(wǎng)的重要性也就日益突顯。

只有不斷提高城市供水管網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化和科學(xué)化、加強(qiáng)對(duì)供水管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)，才能進(jìn)一步提高供水的安全性，保障供水服務(wù)對(duì)象用到安全水、優(yōu)質(zhì)水、放心水。

參考文獻(xiàn)：

[1] 城市供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范，2010年3月.

[2] HACH 1720E濁度儀說(shuō)明書(shū).

[3] HACH CL17 余氯儀說(shuō)明書(shū).

[4] E+H 壓力變送器說(shuō)明書(shū).