城區(qū)分公司分區(qū)計(jì)量研究與實(shí)踐

陳關(guān)海、祝永江、毛偉江、傅華良

摘要：隨著供水成本核算的進(jìn)一步深入,控制供水損耗已經(jīng)不單純局限于管網(wǎng)漏損控制和營(yíng)業(yè)抄表收費(fèi)，人們正從諸多方面綜合起來(lái)認(rèn)識(shí)其形成、發(fā)展、控制途徑。分區(qū)計(jì)量管理是集技術(shù)、管理和經(jīng)濟(jì)于一體的管理模式，通過(guò)主干管安裝流量計(jì)將供水管網(wǎng)劃分為若干個(gè)漏損分區(qū)系統(tǒng)，并對(duì)每個(gè)分區(qū)建立以進(jìn)出流量計(jì)為邏輯供水關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，形成以營(yíng)業(yè)及調(diào)度軟件為平臺(tái)的漏損分析系統(tǒng)，并通過(guò)該系統(tǒng)，實(shí)時(shí)跟蹤、定期分析分區(qū)內(nèi)水壓、水量變化，以最短時(shí)間、最小范圍實(shí)時(shí)鎖定漏損區(qū)域，最終達(dá)到提高管網(wǎng)檢漏效率及保障供水安全的目的。

關(guān)鍵詞：分區(qū)計(jì)量；管網(wǎng)漏損；產(chǎn)銷差率；SCADA系統(tǒng)；效率

紹興柯橋供水有限公司按照區(qū)域劃分為城區(qū)、柯東、柯南、柯西、柯北五個(gè)分公司，每個(gè)分公司通過(guò)安裝入口流量計(jì)及區(qū)域內(nèi)部流量計(jì)實(shí)施初步的分區(qū)計(jì)量管理。經(jīng)過(guò)幾年實(shí)踐，管網(wǎng)漏損率始終保持在低位，取得了較好的成果。但隨著城市供水的不斷發(fā)展，特別是針對(duì)網(wǎng)狀管網(wǎng)的城區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)，急需探索更為科學(xué)、有效的管理方法，并在原有基礎(chǔ)上不斷提高。

本次分區(qū)計(jì)量系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，以城區(qū)分公司作為試點(diǎn)進(jìn)行，待城區(qū)分公司運(yùn)行穩(wěn)定且產(chǎn)生效益后，繼而再在全公司逐步推廣實(shí)施。

（1）基本情況

城區(qū)分公司供水區(qū)域東至鏡水路、南至104南復(fù)線、西至湖安路、北至梅林路。區(qū)域面積約100平方公里，年均日供水量約10.90萬(wàn)立方米。區(qū)域內(nèi)南北走向主干管主要有柯華路DN800管、金柯橋大道DN800管等，東西走向主要有329國(guó)道DN500管、群賢路DN500、鑒湖路DN500管等。

（2）供水計(jì)量模式

整個(gè)供水區(qū)域現(xiàn)有18個(gè)總管進(jìn)水點(diǎn)，原有供水分區(qū)僅為104國(guó)道以南與104國(guó)道以北兩大塊，分區(qū)較大，不利于漏損分析與管理。

鑒于原有供水分區(qū)過(guò)大，出現(xiàn)漏點(diǎn)后排查范圍大，排查時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低下，難以進(jìn)行細(xì)致漏損分析的現(xiàn)狀，根據(jù)城區(qū)分公司管網(wǎng)情況，合理提出了供水分區(qū)方案。

（1）網(wǎng)格化分區(qū)原則

根據(jù)城市管網(wǎng)特點(diǎn)綜合確定管網(wǎng)分區(qū)原則。通過(guò)分區(qū)計(jì)量方式，使得分區(qū)區(qū)域規(guī)模變小，便于對(duì)管線進(jìn)行分區(qū)管理，有利于提高管理效率。

（2）城區(qū)網(wǎng)格化分區(qū)布局

本方案城區(qū)片的現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，劃分成5片計(jì)量區(qū)域。其中主城區(qū)片（P1）：東至鏡水路、南至104國(guó)道、西至柯華路、北至柯北大道；柯西工業(yè)區(qū)片（P2）：東至柯華路、南至鑒湖路、西至湖安路、北至錢陶公路；柯南地區(qū)東片（P3）：東至鏡水南路、南至104南復(fù)線、西至香林大道、北至104國(guó)道；柯南地區(qū)西片（P4）：東至香林大道、南至104南復(fù)線、西至湖安路、北至104國(guó)道；柯北工業(yè)區(qū)片（P5）：東至鏡水路、南至柯北大道、西至安華北路、北至梅林路。各分區(qū)間采用在線計(jì)量裝置或閥門隔斷。

 

圖1城區(qū)分公司供水計(jì)量分區(qū)示意圖

經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)上各類流量計(jì)的比較及結(jié)合本公司實(shí)際應(yīng)用情況，選擇了管道式電磁流量計(jì)、時(shí)差法外夾式超聲波流量計(jì)、旋翼式WPD遠(yuǎn)傳水表等3種計(jì)量?jī)x表。在DN300及以上主干管線安裝電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)，DN200及以下分支管線上安裝機(jī)械寬量程表。

管道式電磁流量計(jì)其優(yōu)點(diǎn)計(jì)量精度高（一般精度為±0.5%），工作穩(wěn)定可靠，IP68等級(jí)的可以長(zhǎng)期淹沒(méi)在水中而不影響精度，后期維護(hù)量小。缺點(diǎn)就是安裝時(shí)需要停水，口徑較大時(shí)價(jià)格相對(duì)較高，儀表所需功率相對(duì)較大，大口徑管道需要采用市電供電。此類管道式電磁流量計(jì)并作為公司的優(yōu)選，其安裝方法如下：

 

    時(shí)差法外夾式超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，可以不停水安裝，時(shí)差法測(cè)量時(shí)精度較高，維護(hù)得當(dāng)穩(wěn)定性較好，價(jià)格相對(duì)便宜，儀表用電量小，可以用太陽(yáng)能供電。其缺點(diǎn)就是工作穩(wěn)定性容易受天氣影響，維護(hù)工作量較大，只適合于安裝在高于地表的管線上。此類超聲波流量計(jì)作為次選，在供水管線上無(wú)法安裝電磁流量計(jì)時(shí)選用。其安裝方法如下：

 

旋翼式WPD遠(yuǎn)傳水表安裝方便，用于小口徑時(shí)計(jì)量精度尚可，對(duì)安裝地點(diǎn)基本無(wú)要求，維護(hù)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是不能用于大口徑管道，口徑在DN200及以下管道可以使用，需停水安裝，遠(yuǎn)傳模塊采用蓄電池供電，雖不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，但每日兩次的數(shù)據(jù)讀取已能滿足漏損分析需要。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)分布，在調(diào)度SCADA系統(tǒng)端建立分區(qū)計(jì)量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要分四方面實(shí)現(xiàn)分區(qū)計(jì)量與漏損分析功能。

（1）流量點(diǎn)曲線分析

調(diào)度員通過(guò)每天早上對(duì)各分區(qū)內(nèi)各區(qū)域的流量、壓力進(jìn)行分析，對(duì)多日流量、壓力進(jìn)行對(duì)比，并以此為依據(jù)，判斷該區(qū)域是否有發(fā)生漏水。以8月份柯西工業(yè)區(qū)片漏點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)為例，柯西片精工科技、群賢紡織測(cè)壓點(diǎn)壓力突降，坂湖明珠及群賢路與太平路計(jì)量點(diǎn)流量激增，通過(guò)分析確認(rèn)該區(qū)域存在漏點(diǎn)，并將此信息反饋給分公司及檢漏部門，在山陰路上稽山路西側(cè)主干管上DN200預(yù)留口閥門因道路施工發(fā)生漏點(diǎn)爆管。見下圖2

 

圖2

（2）流量點(diǎn)報(bào)表分析

利用調(diào)度SCADA系統(tǒng)中的報(bào)表功能，分析漏點(diǎn)產(chǎn)生前后的流量變化規(guī)律，并將漏點(diǎn)及漏失水量按區(qū)域記錄于分析報(bào)表，為今后更加準(zhǔn)確的分析積累經(jīng)驗(yàn)，從而為管網(wǎng)改造提供依據(jù)。

（3）流量點(diǎn)報(bào)警設(shè)置

利用調(diào)度SCADA系統(tǒng)中的報(bào)警功能，在主干管上流量計(jì)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置。并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏移量的大小可設(shè)置一至三級(jí)分時(shí)段報(bào)警，從而進(jìn)一步有效提高管網(wǎng)流量、壓力監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，防止誤判。

（4）月度實(shí)抄水量分析

通過(guò)各分區(qū)總分表實(shí)抄水量進(jìn)行分析，因分區(qū)內(nèi)用戶與供水之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)各分區(qū)總分表漏損差分析，進(jìn)一步提供有效漏損信息，掌握各分區(qū)月漏損水量，細(xì)化漏損水量分析，為分公司及檢漏部門確定漏水區(qū)域提供依據(jù)。

該項(xiàng)目于2013年10月正式啟動(dòng)，2014年5月完成建設(shè)并投入使用。目前，已新增電磁流量計(jì)7套，超聲波流量計(jì)1套，WPD遠(yuǎn)傳水表4套，并對(duì)部分環(huán)通管線采取關(guān)閉閥門的方式進(jìn)行切斷。通過(guò)一年多的運(yùn)行，效果較為顯著，在保證城區(qū)供水服務(wù)壓力的前提下，城區(qū)分公司供水產(chǎn)銷差由2013年的6.86%下降到今年的6.24%。與2013年相比全年下降0.6%，減少漏失水量36.64萬(wàn)噸，直接經(jīng)濟(jì)效益在60萬(wàn)元左右。該課題推廣價(jià)值較好，可直接在其他供水分公司推廣實(shí)施。

供水管網(wǎng)網(wǎng)格化分區(qū)計(jì)量模式的建立，有助于盡快鎖定漏損區(qū)域，在更小范圍內(nèi)逐個(gè)查找原因，從而有效地控制產(chǎn)銷差率。由于對(duì)計(jì)量區(qū)域的細(xì)分，對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的用水?dāng)?shù)據(jù)比以往更完整、更準(zhǔn)確，為今后管網(wǎng)分析提供了最新的節(jié)點(diǎn)水量資料。

目前分區(qū)計(jì)量模式已取得了較好的實(shí)際效果，可幫助分公司提高檢漏及查漏效率，更加有效地控制產(chǎn)銷差率。在網(wǎng)格化分區(qū)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，首先需要正確規(guī)劃管網(wǎng)供水的邊界點(diǎn)，合理選擇流量計(jì)的安裝位置。同時(shí)也需要進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，這對(duì)保護(hù)城市水資源，提高供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益都有廣泛的積極意義。

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