大表小流量的产生原因与应对策略探讨.doc

大表小流量的产生原因与应对策略探讨 摘要：本文从“大表小流量”的现象入手，详细探讨了大表在小流量下产生计量误差的原因，结合使用现状，提出了以提高计量准确性来控制漏损的对策和措施。关键词：大表小流量计量误差漏损 水表是供水行业最主要的计量器具。水表计量的准确与否，不仅与供水企业的经济、社会效益息息相关，而且还影响到广大用户的切身利益。在供水企业中，大口径水表（以下简称大表）主要服务于用水集中、用量较大的企事业单位。在一个城市的水表总量中，它们所占数量不大，但售水量却举足轻重。据2005年8月份统计，我公司在线水表总数417192只，其中DN50以上水表4575只，仅占水表总数的1.09。但以售水量计，公司2005年18月份售水总量约15446万吨，其中DN50以上水表的售水量约10704万吨，占总量的 69.3。实际运行中发现，大多数用水大户的日用水量并不均衡，除了通常的集中时段大用水量外，还有长时间不断的小流量用水。而目前我公司普遍采用的A级水表，始动流量较大，因此在小用水量时段，往往出现水用了，而表不走现象，即所谓的“大表小流量”情况。由此可见，对大表计量开展调查分析，对于控制漏损，了解当前计量工作可能存在的技术问题，提高表务管理水平，具有重要的现实意义。1 大表产生计量误差的原因分析水表的计量能力主要取决于两项技术指标：允许误差和计量等级。我国水表检定规程规定，水表的示值允许误差，最小流量至分界流量为 5，分界流量至最大流量为 2（图1）。所有不同规格、不同计量等级的出厂水表，都严格按此规程检定，因此在允许误差这一点上，各类水表间不存在差异。 图1 水表性能误差曲线图从图1可见，由于水表都是机械转动结构，当很小的流量流经水表时，其流速很低，水流的动能极小，不足以克服叶轮的惯性，故叶轮未转动。待稍加大流速，叶轮虽转动，但不能准确计量，故最小流量以下的流量范围呈偏慢的现象，“大表小流量”现象由此而来。如何有效缩短这段计量盲区？这就取决于水表计量等级和公称口径。计量等级反映了水表的工作流量范围，尤其是最小流量下的计量性能（即灵敏度）。计量等级高的水表，能在包括微小流量在内的较大的流量范围内工作，也从根本上真正提高了水表灵敏度和计量能力。对于大表，按照从低到高的次序，一般分为A、B、C三个等级，C级目前还并不常用。不同的水表口径和计量等级，造成水表流量特性的明显差异。表1是根据国家水表检定标准而归纳的对比数据。表1 常用的不同计量等级大口径水表特性流量值对比公称口径（mm）水表类型过载流量（m3/h）常用流量（m3/h）计量等级分界流量（m3/h）最小流量（m3/h）50旋翼式3015A4.51.2B3.00.45水平螺翼式3015A4.51.2B3.00.45WPD9050B0.70.3080旋翼式6030A92.4B60.9水平螺翼式8040A123.2B81.2WPD200120B0.80.5100旋翼式10050A154B101.5水平螺翼式12060A184.8B121.8WPD300230B1.80.8150旋翼式200100A308B203水平螺翼式300150A4512B304.5WPD600450B4.01.8从表1的数据对比中，不难归纳出以下规律：（1）同类型水表，口径越小，灵敏度越高；（2）同类型、同口径水表，计量等级越高，灵敏度越高；（3）高规格的新型水表（如WPD），比传统类型表具有明显的技术优势。表1是水表的技术标准，而实际生产的每一台水表，其计量性能均存在一定范围内的差别。为进一步了解大表在小流量下的计量性能，2005年56月间，从检验合格的出厂水表中随机抽样，共选取了水平螺翼式DN100、80、50和WPD100、80各3台，针对小流量性能进行了专项测试，经整理后的数据如表2所示。表2 不同口径、不同计量等级大表在小流量下的平均计量误差（单位：）流量 （m3/h） 编号321.81.51.210.80.50.20.1A级DN100+3.97+0.2-5.17-10.5-39.3-76.7-100A级DN80+1.13-2.9-8.5-26.5-49.6-56.7-91.7-100A级DN50+2.2+4.2+0.8-17B级WPD100+2.2+1.1B级WPD80+0.75+0.8实测结果表明，A级DN100和DN80的全新水表，在1.8 m3/h以下的流量，计量性能急剧下降；1.5m3/h以下的流量，水表叶轮已呈现走速不均匀，甚至卡住、停走的现象；0.8m3/h以下的流量，基本无法计量。同时，口径较小的DN50水表，在0.2m3/h的流量下，计量误差依然在规定的 5的范围之内。与此同时，WPD80水表在0.5m3/h的极小流量下，指示叶轮的转动依然平稳、顺畅，与A级水表形成鲜明的对比。数据证明，WPD80的大表在微小流量下的灵敏度相当于A级25口径的居民用表。以上检测的都是全新水表，事实上，使用一段时间后的水表，计量性能还将出现变化。而目前大量的在线结算水表，平均使用时间都达到几年以上，因此，对在线水表的抽样检测，能更好地说明实际问题：表3 某学校在用DN80口径A级表在不同流量下的误差率（单位：）流量（m3/h） 编号40（常用流量）12（分界流量）53.2（最小流量）21.5A级DN80+3+2.4+3-8-60-100 数据可见，该表已不符合国家规定的误差合格范围。尤其在小流量性能上，出现了严重衰退。在规定的最小流量（3. 2m3/h）的检测点，误差达到8；1.5m3/h以下的流量，已经无法计量。由此可以推断，目前在线的大表，由于腐蚀、结垢、老化，对比新表，小流量下的计量性能进一步减退。2 在线大表实际存在的计量误差分析以上理论和实验分析得出的结果，较为清晰地预示了目前在线大表计量能力存在着严重问题。但试验数据都是在理想的水压、流速、直管段等条件下获得，而现场实际情况错综复杂。为此，从今年5月起，我们从问题的多个探讨角度出发，选择了数家能够代表不同用水类型的典型用户作为测试对象，在满足安装规范的前提下，以前后2个不同口径或不同计量等级的测试水表进行串联对比，掌握、了解大表计量误差在实际应用中的具体表现。经过5个多月来的测试和分析，其结果如下。2.1 水表口径偏大造成计量误差表4为某食品企业A级DN150和A级DN80的数据对比情况。该企业是本市一家大型的罐头食品生产企业，用水情况较为稳定，原计量水表为A级DN150，从理论上分析，口径选择基本合理。表4 某食品企业同计量等级、不同口径水表现场数据对比时间A80用水量A150用水量差差率05年6月17日1052224705年7月12日106571064753272010473-174-1.605年8月19日280752806554990127654-411-1.505年10月19日538475383757540753160-667-1.305年11月8日613016129158276260515-776-1.3%数据统计显示，大表比小表走慢了1.3左右。经调查，该企业每月工作日约22天，不设夜班，每天工作8小时。测试时段的4个月间，平均月用水量约13000吨，折算每小时平均流量约75吨。据对两表的流量特性测试，在该流量区域，DN150应该还略快于DN80，理应计到更多的读数。因此合理的解释是存在相当比例的小流量情况，我们在实际的现场跟踪中也发现了这个问题，某些时段每小时只有23吨的流量，这时大表在小流量下的计量性能不足就明显反映出来，导致总计水量的缺失。2.2 水表计量等级低造成的计量误差表5为某学校同口径B级表和A级表实地数据对比情况。该学校内有教学楼、宿舍和部分租赁办公场地的贸易公司，属于混合用水性质，每月水量30005000吨。表5 某学校同口径B级表和A级表实地数据对比时间50B用水量50A用水量差差率05年6月15日27580.505年6月24日3814105610041003.552.5-5.205年7月12日5579282126882687.5133.5-5.005年7月19日6197343932713270.5168.5-5.2对表5分析可知，根据国标规定，DN50水表，计量等级A级和B级最小流量值分别为1.2 m3/h和0.45 m3/h，理论上看似乎并不大的差距，在实测对比中却产生了5的计量误差。在大表的范畴中，DN50水表的灵敏度是最高的，所以换成DN80以上的水表，因计量等级差异造成的计量误差应该更明显。表6为某企业同口径A级表和B级表实测数据对比情况。该企业共装有2台计量水表，其中一台DN100的大口径水表，每月读数一般不超过1000吨，存在严重的计量失准嫌疑。为此，以同口径的B级水表进行串联对比，以验证原水表因计量等级低造成的计量误差。表6 某企业同口径B级表和A级表实地数据对比时间100B用水量100A用水量差差率05年6月27日8533476105年7月12日69360833527751692-17.805年7月29日149814133359271166247-21.205年8月19日268926043369032142462-21.605年9月16日427141863381913430756-22.0由表6可见，数据的对比超乎想像，21的差距充分说明了A级表和B级表对小流量计量能力的巨大差异。据统计，公司在线贸易水表中有为数不少的DN80以上水表每月抄读数低于1000吨，可以推测，由于A级水表计量能力的缺陷，造成的计量误差是巨大的。表7为某寺院用户安装WPD100水表后的实测数据。该寺院用户原水表为A级DN100，单位用水和消防用水共用一表。03年10月前，月水量平均1000吨左右。水量的构成中，大部分用于场地清洗，03年10月，在该单位安装了高压小口径冲洗设备后，每月水表读数锐减到100吨以内，且多次换表无效，只能采取估度。8月31日，用同口径的WPD水表取代了原A级DN100水表后，取得了显著效果。表7 某寺院同口径WPD表和A级表实地数据对比时间WPD100用水量05年8月31日005年9月2日747405年9月16日46046005年10月25日16811681由表7可见，WPD水表在实地对比测试中，充分体现出其宽量程、高灵敏度的技术优势，有效解决了某些用水情况下，A级水表因量程狭窄、灵敏度低造成的损坏或无法计量现象。3 有效提高大表计量灵敏度的对策和措施3.1 科学合理选择水表口径无论何种计量等级的水表，都具有口径越大，灵敏度越低的规律。因此在能满足最大瞬时流速的前提下，表的口径能小则小。对当前大量在线水表的每月用水量要进行跟踪分析，对长期达不到水表额定流量的用户，调换较小口径的水表，而对因经常过载，导致水表频繁损坏的用户，调换宽量程的新型水表。3.2 选用高计量等级水表选用高计量等级水表，是真正提高大表计量灵敏度的最有效措施。目前，国际上大多数国家已经要求使用计量等级B级以上的水表，许多供水企业也已逐步更换A级水表。对于新装大表用户，应该从现在起全面使用B级表。WPD在测试中表现出了更佳的计量精度、灵敏度，更宽广的计量范围，以及更科学的构造设计。另外，出于成本考虑，对于用水状况比较稳定，水量变化不大的用户，售价较低的普通旋翼式或螺翼式B级表也是一种合理的选择。对于目前在线的大量A级大表，可根据用户用水规律、水量是否达到水表额定流量等指标为判断标准，依照轻重缓急、分步实施的原则，逐批地遴选出计量误差嫌疑较大的用户表，调换为相适应的B级水表。在此过程中，不断检验改造效果，总结出更合理、更有效的改造方案。3.3 严格规范水表周检制度和安装程序严格按国家水表检定规程规定的检定周期和标准对大表进行强制检定。在抄表工作中发现水表读数异常的要及时与相关部门沟通，对该表进行及时检定，避免给供水企业和用户造成不应有的损失。在初装或拆装水表的过程中，要严格遵循技术规范，尤其要注意水表上下游的直管段必须符合要求；滤网与水表法兰间必须有一定长度的直管连接段；水表盘面要保持水平，不得倾斜。3.4 建立高效负责的抄表队伍抄表队伍的工作责任心甚至比水表本身的技术性能更为重要。抄表员除了履行准确抄读水表读数的基本职责外，必须同时观察水表运行状况，及时反映用水异常。供水部门也应及时对表卡数据组织复查。3.5 运用现代科技对重点户进行远程监控“大表远程监测系统”通过现代化的数据现场采集、传输、软件分析等技术手段，可以动态、实时地掌握大表用水状况（如用水量、流量、停表等），可以通过短信调度手机自动把需要处理的异常情况及时以短信形式通知调度人员