大口徑水表技術(shù)分析和應(yīng)用

文｜鄭州楷源儀表有限公司 岳智珉 朱蕾麗

表1 DN100 口徑各類(lèi)水表量程對(duì)比

水表是用于測(cè)量管道水流累積體積的流量?jī)x表，是供水企業(yè)用于貿(mào)易結(jié)算最主要的計(jì)量?jī)x；它是供水企業(yè)與用戶(hù)（顧客）之間鏈接的“硬件”紐帶，是物聯(lián)網(wǎng)的終端，它與千家萬(wàn)戶(hù)和企業(yè)的切身利益密切相關(guān)。

供水企業(yè)后端的計(jì)量就是結(jié)算計(jì)量工作，就是要依靠企業(yè)成千上萬(wàn)只水表的準(zhǔn)確、可靠的計(jì)量和穩(wěn)定的運(yùn)行來(lái)保證的?！岸恕爆F(xiàn)象，即20%比例的大口徑水表，擔(dān)負(fù)著80%左右的水量計(jì)量，所以，大口徑水表技術(shù)和應(yīng)用尤為重要和突出。

一、大口徑機(jī)械水表和電磁水表的技術(shù)參數(shù)分析

WS 垂直螺翼式水表、LXS 旋翼式水表、WPH（LXLG）水平螺翼式水表和WPHD水平螺翼式四種水表中， WS 垂直螺翼式水表性能除壓力損失一項(xiàng)外，全面優(yōu)于WPH（LXLG）水平螺翼式水表ISO4064 B 級(jí)，同時(shí)與LXS 旋翼式水表相比，在量程范圍，即從最大流量到最小流量區(qū)域，以及始動(dòng)流量，壓力損失等指標(biāo)都優(yōu)得多。

以DN100 口徑水表為例，從表1五條流量帶可以清楚看出，WS 垂直螺翼式、LXS 旋翼式、WPH（LXL）水平螺翼式，MAG 電磁水表的量程范圍區(qū)別。

計(jì)量器具準(zhǔn)確度產(chǎn)生的誤差大大減少了供水企業(yè)的收益。機(jī)械水表、電磁流量計(jì)、電磁水表三種，計(jì)量效果如圖1-3 所示：

圖1描述的是機(jī)械水表測(cè)量情況，機(jī)械水表因其內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)，容易造成葉輪機(jī)件損壞、砂石卡住葉輪、計(jì)數(shù)器故障等。

圖2描述的是電磁流量計(jì)測(cè)量情況，而大用戶(hù)一般用水量比較大，儀表一旦無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量，對(duì)于供水企業(yè)來(lái)說(shuō)，損失通常都很大，而且還有可能造成與客戶(hù)的糾紛。

圖3描述的是電磁水表測(cè)量情況，從源頭上保證計(jì)量的準(zhǔn)確性和計(jì)量的穩(wěn)定性，電池供電，可內(nèi)置通訊模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和在線監(jiān)控水量情況。

二、大口徑水表的應(yīng)用

上述各類(lèi)大口徑水表由于結(jié)構(gòu)不同，其流量性能也有很大差別，任何計(jì)量?jī)x表都有其局限性和缺陷型；水表的選用“沒(méi)有最好的，只有最合適的”，要科學(xué)合理的選型應(yīng)用。

水表的應(yīng)用要考慮水表的計(jì)量特性和用水戶(hù)的用水特性；考慮和結(jié)合本地和企業(yè)的實(shí)際情況。

A、從計(jì)量的流體流量方面考慮

1、對(duì)于供水干線上計(jì)量用水表，水表絕大多數(shù)時(shí)間處于流量高區(qū)運(yùn)行，且流量相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，必須考慮選擇流通能力大，壓力損失小的一類(lèi)水表；水表在流量低區(qū)計(jì)量能力基本上用不到，對(duì)其流量范圍要求不高，選擇時(shí)對(duì)最小流量、始動(dòng)流量等指標(biāo)不用過(guò)多考慮，可選擇電磁水表、超聲水表和WPHD 水平螺翼式水表。

2、對(duì)于具體的每一戶(hù)生活小區(qū)、工礦企業(yè)、事業(yè)單位，供水管道上安裝的貿(mào)易結(jié)算用水表，由于流量變化大，但稍大些的壓力損失（≤0.06MPa）不會(huì)影響正常供水，選擇時(shí)可考慮WS 垂直螺翼式水表；對(duì)于有條件安裝表前濾水器的也可選用WPHD水平螺翼式水表；工礦企業(yè)的用水大戶(hù)和重點(diǎn)用水戶(hù)可考慮電磁水表和超聲波水表。

圖1

圖2

圖3

3、對(duì)于流量變化非常大的特殊場(chǎng)合，如日常實(shí)際用水量非常低，但考慮消防等特殊需要，安裝大口徑進(jìn)水管的學(xué)校、倉(cāng)庫(kù)等一些特殊場(chǎng)合，電磁水表、超聲波水表。

4、LXS50～150 旋翼式水表為國(guó)內(nèi)第一代大口徑水表，其所有技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已被WS 垂直螺翼式等水表超越，目前各地已逐步被安裝尺寸相同的WS 垂直螺翼式等水表所取代。

5、按管徑定水表口徑，會(huì)有是“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，不但造成資源浪費(fèi)，而且水表長(zhǎng)時(shí)間在低區(qū)運(yùn)行，容易產(chǎn)生計(jì)量失準(zhǔn)。

B、從安裝條件適應(yīng)性方面考慮

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 778.1 的規(guī)定，水表的示值最大允許誤差：

Q1≤q＜Q2的流量低區(qū)為±5%；

Q2≤q≤Q4的流量高區(qū)為±2%。

上述流量特性的要求均指實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試的結(jié)果。但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝的水表，往往達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件，所以實(shí)際誤差往往比上述要求大得多。速度式水表受水流速度分布畸變和漩渦的擾動(dòng)影響示值誤差最大，實(shí)際安裝時(shí)，以前往往采取水表前后安裝直管段來(lái)解決。而不同類(lèi)型的速度式水表對(duì)水流擾動(dòng)的敏感程度是不一樣的，因而所需直管段的長(zhǎng)度也不同?？箶_流性能達(dá)到U0，D0，特別適合于無(wú)法安裝直管段的位置。選擇水表類(lèi)型時(shí)，也要考慮安裝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，來(lái)選擇相應(yīng)的水表。如果受安裝條件限制，無(wú)法達(dá)到直管段的要求，則應(yīng)避免選擇有直管段要求的水表，而應(yīng)選擇對(duì)前后直管段無(wú)特殊要求的水表。這個(gè)問(wèn)題，往往沒(méi)有得到我們足夠的重視。

C、從適用性，經(jīng)濟(jì)性方面的考慮

1、不片面追求過(guò)分的計(jì)量精度或多余的流量范圍，因?yàn)檫@些性能很可能在水表的整個(gè)使用周期中，都沒(méi)有“用武之地”，造成浪費(fèi)現(xiàn)象。只有從實(shí)際需要考慮水表的性能與功能，選擇性?xún)r(jià)比最優(yōu)的水表才是正確的。

2、選擇大口徑水表除了考慮性能功能外，還應(yīng)考慮供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)水平和商業(yè)信譽(yù)。

3、對(duì)于用水大戶(hù)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的重點(diǎn)用戶(hù)，應(yīng)該選用帶電子裝置的機(jī)械水表、電磁水表等具有遠(yuǎn)傳實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的水表。

4、經(jīng)濟(jì)性方面只考慮水表的購(gòu)置費(fèi)是不全面的，質(zhì)量水平的差異，造成的水費(fèi)損失及經(jīng)常性的維修費(fèi)用，將大大超過(guò)“節(jié)省”的那些購(gòu)置費(fèi)。

圖4 水表安裝示意圖