淺談大口徑水表的選型與應用

王鳴晨 范賽夢

1 杭州高新（濱江）水務有限公司 310052

2 浙江藝信科技有限公司 310052

正文：

1、引言

水表作為供水企業(yè)與用戶貿(mào)易結算的計量器具，水表計量準確與否，管理的好與壞不但決定供水企業(yè)的貿(mào)易結算行為是否滿足相關經(jīng)濟和法律、法規(guī)的要求，還將直接關系到供水企業(yè)和廣大用戶的經(jīng)濟利益。

2、水表管理現(xiàn)狀及存在問題

杭州高新（濱江）水務有限公司，供水服務范圍為杭州市濱江區(qū)（73 km2），常駐人口約36萬人口，區(qū)內(nèi)用水單位以小區(qū)住宅，辦公寫字樓、各類商業(yè)體為主，用水量特點為用水變化量大，用水高峰時間較為集中（AM8:30-10:30，PM20:30-22:30），高峰流量12400t/h，低峰流量4500t/h，因此根據(jù)水量變化大的特點，從2008年開始，主要選擇適用于流量變化大的WS 型垂直螺翼式水表，再根據(jù)用水單位的最大設計流量和常用設計流量配選相應口徑的水表。目前在線大口徑水表（DN50以上）2026只。隨著不斷發(fā)展，區(qū)內(nèi)人口增多，區(qū)內(nèi)用水量也不斷增大，實際水表運行管理中也發(fā)現(xiàn)了很多問題：

1） WS型垂直螺翼式水表的水壓損失較大。經(jīng)長期測量觀察，水表前后的水壓損失在大流量時可達0.06MPa。而濱江區(qū)供水主要靠濱江水廠供水，以濱江水廠為中心，供水壓力按等壓線逐漸遞減，即管網(wǎng)末端壓力較低，管網(wǎng)末端區(qū)域用戶使用WS型水表計量時，直供水區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)水壓偏低的情況。實際也增加了水廠運行的能耗。

2） WS型垂直螺翼式水表的量程范圍較窄。水表選型的一般流量原則為盡量保證用戶正常流量在水表常用流量與最小流量之間，而一些大型商業(yè)體的設計流量遠遠大于常用WS型最大口徑水表的過載流量，使得初期水表選型有很大難度：計量大流量時流過水表斷面流速過快，水表磨損過大，且水頭損失增大，從而增大的能耗，而增大水表口徑以提高計量流量上限，又降低了水表在小流量時的計量精度。

3） 大口徑小流量的情況普遍存在。一些新建項目在投入使用初期，一年內(nèi)，甚至更久的時間內(nèi)，其實際用水流量遠遠低于其設計流量；還有一些例如體育場，公園，博物館等特殊場所，用水時間較為集中，時變化系數(shù)過大，使得日常計量中只有少數(shù)時間水表在合適的計量范圍內(nèi)，其他大部分時間均處在大口徑小流量的情況下。

4） 水表工程安裝的影響。水表安裝在管道中，往往會小于管道口徑一級或兩級，目的是增加水流在水表斷面處的流速，增加水表靈敏度，以提高計量精度，并且考慮用戶遠期用水量增加，預留口徑增加的余量，方便后期施工。但是這樣設置在水表前后需設置異徑管，實際增加的水壓損失，在壓力較低區(qū)域影響較為明顯。水表安裝的工程質(zhì)量也是水表計量精度影響的重要因素，根據(jù)采樣分析，水表失準概率分布入圖1所示，安裝工程質(zhì)量占較大比重。

圖1 水表失準影響因素

3、改善水表管理的措施

面對日益嚴峻的問題，我們根據(jù)區(qū)內(nèi)實際用水的狀況，從2018年開始普及使用超聲波水表和電磁流量計，對幾種水表技術參數(shù)比較如表1所示：

表1 幾種水表型號的技術參數(shù)

通過技術參數(shù)的對比可見，超聲波水表和電磁流量計由較寬的量程比，較低的始動流量Qs和最小流量Q1，因此計量精度較高，以Octave超聲波水表為例，其無活動部件，可長期保持精度，抵御低溫惡寒天氣；有高靈敏度，極低的始動流量（DN100始動流量僅為15L/H），量程比Q3/Q1可達500倍（實際量程比更達1000），計量幾乎無盲區(qū)，使用范圍廣，可適用于大口徑小流量的情況；超聲波水表和電磁流量計分別是利用超聲波原理和法拉第電磁感應原理進行計量，從水表結構和原理上大大降低了過水表斷面的水壓損失。水表安裝上，以Octave超聲波水表為例，其自帶整流器，不受流場擾動影響，對直管段要求低，流動剖面敏感度等級為U0D0（在表前后閥門、濾網(wǎng)時要求U2D2），安裝適用性更強；IP68防水等級，可長期水下工作,安裝比較方便。并且通過實際使用一段時間后發(fā)現(xiàn)超聲波水表和電磁流量計特別適用于濱江區(qū)這類用水量變化大，區(qū)域水壓不平衡的地區(qū)，不僅能在保證計量精度的條件下，緩解大口徑小流量的問題，還能減少水表水壓損失，其中恒大城市之光項目使用Octave超聲波水表后效果比較明顯，該項目目前處于建設完工初期用水量較低的階段，但是水表累計計量流量大于同期使用WS水表的其他同類項目累計流量。

表2 項目處于建設完工初期的水表及其累計流量情況

但是超聲波水表和電磁流量計，也存在明顯的缺點，我公司主要采購Octave超聲波水表和MAG8000電磁流量計，這兩款水表主要依賴進口，采購周期長和水表鑒定流程復雜；另外水表價格昂貴，成本過高；水表的管理成本和維護難度也相應增加。

在實際使用過程中，若大規(guī)模使用超聲波水表、電磁流量計等新水表替換現(xiàn)有傳統(tǒng)機械水表，顯然成本過高，且現(xiàn)階段我公司水表管理維護的能力還跟不上，因此根據(jù)實際現(xiàn)狀，編制了適用于濱江區(qū)的《水表選型原則》，采用新型水表與傳統(tǒng)水表相結合的計量管理模式，主要方式為：

新建項目在投入使用初期，其實際用水量遠遠小于設計用水量，基本為大口徑小流量的情況，過去使用機械水表計量，這段時間里的計量精度很低，因此對新建水表作為主要貿(mào)易結算水表（口徑大于等于DN50，不含消防水表）時，根據(jù)新建項目設計流量，對設計流量較低，變化較大的用水單位采用主要Octave超聲波水表；對設計流量較大，最大流量超出Octave超聲波水表過載流量的情況時采用MAG8000電磁流量計。然后,隨著項目用水量逐年增加，根據(jù)實際用水量，周檢換表時選擇量程合適的機械水表替換原Octave超聲波水表。對非主要貿(mào)易結算水表（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型高精度大口徑水表對現(xiàn)有WS型水表升級。這樣即提高了水表計量的精度，又降低了水表管理維護成本。

4、結束語

在今后的實踐中逐步規(guī)范完善《水表選型原則》的內(nèi)容，以適應實際水表的計量和管理維護。