及漏損控中的應用
摘要：在水資源日趨匱乏的今日，利用分區計量控制管網漏損既符合國家政策，又是供水企業提高管理水平、節能創收的重要手段，而流量儀表的合理選擇與應用是分區計量能否實現的關鍵，哈爾濱供水集團經過詳細論證分析，結合本市管網現狀及現場工況，對各類計量儀表進行了合理配置，科學統計分析，最終達到及時了解水量狀況，控制漏損的目的。
關鍵詞：流量儀表 分區計量 漏損控制
供水管網漏損控制體現了供水企業管理與服務水平，關系到供水企業實際經濟效益。在水資源日益匱乏的今日，管網漏損一方面造成水資源及供水設施浪費，增加供水成本；另一方面，漏損水量也成為管道基礎及地下設施安全隱患。因此，哈爾濱供水集團與哈爾濱工業大學合作，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，建立起一整套市政管網一級分區計量與監控分析系統。
一、 總體技術路線
哈爾濱市主城區市政供水管線約1390km，管徑為DN100～DN1600之間，城市市政供水戶約為151萬戶。由于管網老化、埋深大、季節溫差大等原因，多年來漏損量較大。
為此，對市政管網采用分區計量，準確掌握水量去向。
通過上圖一級、二級、三級分區，達到計量考核、漏損控制、節能降耗的目的。
二、 各類流量儀表的選型
目前，給水流量儀表種類繁多，經過初步比選，我們將選型重點放在計量原理應用較為廣泛的電磁流量計與超聲波流量計上，由于計量點位現場在室外，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
由于供水管網多為既有管網，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格，故在不便停水或空間不足的計量點位，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，對聲道數量加以要求，具體為：聲道數為四聲道及四聲道以上，采用電池供電（電池壽命需長達五年以上）。插入式超聲波流量計計精度等級優于等于±0.5%,重復性小于等于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（分體型專用電纜標準配置10米，特殊現場可延長），防護等級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勢在于計量相對準確，對于可停水且具備施工條件的計量點位，我們選用該種流量計。具體要求：采用電池供電（電池壽命需長達五年以上）。測量精度優于等于0.5%級重復性小于等于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（分體型專用電纜標準配置10米，特殊現場可延長），壓力等級為1.6MPa，防護等級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，以取得數字信號，方便遠傳。安裝方式為管道法蘭安裝，一體型，整機的防護等級為IP68。采用電池供電（電池壽命需長達五年以上），并需具有供電狀態自檢功能，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，多聲道結構設計，需具有報警功能，準確度等級優于等于2%，可實現遠傳功能。
以上流量儀表皆安裝遠傳單元：支持不少于360小時數據存儲，支持加密短信修改中心站地址，支持紅外/藍牙等非接觸方式修改設置，支持市電和電池供電，單獨電池支持1分鐘采集一次12小時發送1次, 充電1次可使用3年，支持上傳流量數據至少包括：采集時間，瞬時流量，正累積流量，負累積流量，總累積流量，采用HTTP協議,標準HTTP方式提交,編碼格式GBK，站點ID 、IP、端口URL密碼可以設置，當主站點失敗時可以傳輸到備用站點，也可以設置為同時向2個站點發送。
三、 各類流量儀表的應用
建設供水管網分區水平衡監控分析系統，以一級分區計量器具上傳的數據及各地區供水分公司上報的用水量等相關數據為基礎，進行各分區水平衡分析計算，產銷差、漏失率等指標測算。
1、建立統一管理平臺，在線查看各流量儀表數據及狀態。
2、對數據進行匯總分析，查找漏損治理重點。
3、日常維護
（1）、計量器具井室維護
包含巡線，檢查井室的外觀，結構與冬季防寒
（2）、計量器具標定
目前供水企業通常采用超聲波流量計作為標準表，將標準表與被測流量計串聯（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，通過對比標準表與被測流量計從而確定被測流量計的準確度。
優點：時間、費用投入較少，操作方便，能對流量計進行整體校準；通用性強，限制條件較少。
缺點：使用時受環境因素（例如管道液體的流態等）的影響較大。
綜上所述，目前用超聲波流量計進行標定、校驗流量計，雖然校驗水廠出廠電磁流量計時可能存在“低標高”的弊端（標定管網中電磁流量計不存在該弊端），但在技術未突破該弊端前，綜合考慮標定、校驗成本和可操作性，建議采取比對校驗法，即采用多臺不同量程的進口的便攜式超聲波流量計，準確度等級0.5級，進行一級分區流量計標定、校驗。
為盡量降低“低標高”產生的誤差，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據，求均值，綜合標定、校驗，保證誤差不會累積、傳遞。具體標定、校驗過程需遵循相關規范。
（3）、分區邊界變更
當管網中新增加/減少用水戶或管線發生改線等狀況影響一級分區供水邊界線時，需由負責更改部門向項目實施推進組提前一周申請，并向相關地區供水分公司通報。
項目實施推進組對相關更改內容核查分區邊界，根據實際需求進行邊界調整和流量計增補等相關工作。相關部門進行邊界變更后信息更新。
（4）、供水管網分區水平衡監控分析系統維護
各地區供水分公司每月登陸供水管網分區水平衡監控分析系統，填寫當月實際數據，以便供水管網分區水平衡監控分析系統進行水平衡分析和漏失率計算。
每日登錄系統，實時巡查分區流量計瞬時及累計行度，并對數據統計分析，發現數據缺失、異常、報警等狀況時需向相關部門報修查驗，短期缺失數據需人工補錄。
供水管網分區水平衡監控分析系統出現故障時需48h內恢復使用。
根據集團公司使用意見，不斷完善供水管網分區水平衡監控分析系統功能。
參考文獻：無
作者簡介：于雷，哈爾濱供水集團有限責任公司總工辦（技術管理部）副主任（副部長），給排水工程師 ，吉林省建筑大學給水排水專業畢業，工作時間11年
龔文軍，哈爾濱供水集團有限責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，聯系電話：13351282516
