摘 要:本文介绍深圳水务集团水量计量的基本状况,以及深水集团在解决在用大口径水表应用的核心问题—提高水量计量效率方面的基本思路和方法。介绍通过用户用水特性测量和水表在线校准在提高供水回收率方面取得的效果。
关键词:在用大口径水表,水量计量效率,用户用水特性,水表在线校准。
一、引言
水表是城市供水行业中使用最广、数量最多的计量器具。其计量状况,直接关系供水企业的效益。有研究指出,国内供水企业的水损率平均达到20%,其中很重要的原因是水表计量的问题。所以,保证使用中水表的准确,保证水量被准确计量,是供水企业面临的共同的问题,需要供水企业认真研究解决。
对水表的研究,可以概括地分为生产研究和应用研究两方面,水表生产企业对水表得研究,主要关注水表的生产问题,着眼于提高水表的出厂合格率、产品的更新换代、零部件生产成本的降低等方面,而对于水表出厂后,在使用过程中如何适应不同的情况,如何保持计量效率的稳定等水表运用问题,则往往被生产厂家所忽视。而这些水表使用中的问题,又恰恰是提高企业经济效益的核心技术问题,是供水企业特别关注和必须解决的。同时也是水表生产企业能解决的。
作为贸易结算的水表,被列入了国家强制检定计量器具的目录,并规定了其使用周期,以保证水表计量的准确。但这项法律规定,只能在一定程度上保证水量计量的准确。对供水企业来讲,仅仅对新安装水表进行首检,对到期水表进行更换或维修,以此来保证企业的水量计量准确是远远不够的。这主要是因为两个原因:
1、水量计量的准确性既与测量工具—水表有关,又与被测量对象——用户的用水特性有关,首检和周期更换没有考虑到用户的用水特性对计量的影响。
2、水表的计量特性会随着水表使用时间的推移发生改变,首检和周期更换这种静态的管理手段不能解决水表计量特性的动态变化问题。
我们从去年开始,对水表应用问题进行了初步的探索,特别是对如何提高大口径水表的计量效率进行了深入的研究,到目前为止,已取得了相当的进展。以下,简要介绍一下我们的研究思路和方法,以供兄弟单位参考,希望我们的研究介绍起到“抛砖引玉”的作用,促进供水行业水表应用技术的提高。
二、深水集团水表使用状况概述
深圳水务集团(简称“深水”)目前在用水表共356000只,口径从DNl5 DN400,主要使用国产某品牌水表,在DN801)I上的水表中,使用了少量进口水表。从使用的型号来看,DNl5 DN50的小口径水表使用的是旋翼式水表,DN80 DN400的大口径水表使用的是水平螺翼式水表。
从数量分布上看,DN80以上的大口径水表共7138只,占水表总数的2%,但从水表计量的水量看,DN80以上的水表计量的水量占深水计量总水量的70%。可以看出,深水水量计量的基本特征是:2%的大口径水表承担了70%的水量计量。要从计量上提高供水回收率,就需要提高在用水表的计量效率,而提高在用大口径水表的计 量效率又可以起到事半功倍的效果。
三、在用大口径水表存在的问题和对售水量的影响
三、在用大口径水表存在的问题和对售水量的影响
我们知道,新表和在用水表的计量特性是不同的,由于水表机械部件的磨损和使用条件的影响,会对水表的计量误差产生影响,为了搞清楚这一问题,了解在用水表的计量误差状况,我们对深水使用中的大口径水表作了误差特性的抽样调查,抽取的样表88块,样表平均使用年限2.5年,口径从DN80—DNl50,对该批样表我们进行了最小流量、分界流量和公称流量下误差的测试,为便于进行比较,我们同时也随机抽取了80块新的DN80—DNl50水表进行了测试。以下是我们抽样测试的结果:
在用表的误差平均值和标准差
流量点 |
公称流量 |
分界流量 |
最小流量 |
在用表抽样平均值 |
1.54% |
0.28% |
-9.95% |
在用表抽样标准差 |
2.71% |
8.43% |
26.0% |
新表的误差平均值和标准差
流量点 |
公称流量 |
分界流量 |
最小流量 |
在用表抽样平均值 |
1.13 |
0.47 |
0.37 |
在用表抽样标准差 |
0.64 |
0.80 |
1.20 |
从以上测试数据可以看出:
1、对比在用表和新表的误差平均值,可以看出在公称流量点略偏快、分界流量变化不显著;在最小流量点则偏慢较多。
2、在各流量点在用水表的标准差均显著高于新表的标准差,说明水表使用后计量离散程度变大,计量的一致性变差,在分界流量到最小流量区间表现尤为明显。
3、对抽样测试数据的进一步的分析,我们发现在用大口径水表中有约20%在分界流量到公称流量的高区是负误差,有70%在用大口径水表在最小流量到分界流量的低区是负误差。

DN801)g上大口径水表计量的水量占深水供水量的70%,深水日平均供水量约150万立方米/日,平均供水单价2元/立方米。
我们测算,水表计量中有20%水量是低区计量所得,80%是高区计量所得,综合以上误差分布的数据,我们初步估计出:由于在用大口径水表的误差偏负的因素,深水有相当大的供水量没有得到回收.
四、提高在用大口径水表计量效率的方法研究
经过对深水在用水表计量水量的研究和大口径水表计量误差的抽样调查,我们发现提高在用大口径水表的计量效率有巨大的经济效益,为此,我们从去年下半年开始研究解决这一问题的方法。
我们用以下模型(见上页图)来描述水量计量的效率:
从模型中可以看出,水量计量的效率与水表本身的计量特性和用户的用水特性有关两方面的因素有关。
水表本身的计量特性,是指水表的口径,计量等级和误差特性等参数,这些参数,是可以通过技术和管理上的措施来加以控制的。而用户的用水特性,是指用户用水流量值随时间的变化规律,这一因素是供水企业无法控制,但是,可以通过一定的手段来观测,并且可以在对历史数据的分析基础上对用户未来的用水特性进行预测。
从以上模型可以看出,要保证水量的准确计量,首先,要解决水表与用户用水特性匹配的问题,即在观测用户的用水特性的基础上选择合适的水表,保证选用的水表与用户的用水特性相匹配。这样,就可以避免“大马拉小车”或“小马拉大车”这样的匹配问题造成的水量计量损失。其次,由于水表的误差特性是随时间和累计水量变化的,对于使用后计量变慢的水表,需要建立水表在线校准的方法和手段,及时发现计量失准的水表,并及时更换,以消除在用水表误差带来的影响。
为检验这一模型的实际效果,我们在2004年底,使用水量计量分析装置对5个大口径水表的用户进行了用水特性的测量,和在用水表的在线校准,以下是结果的总结:
序号 |
用户名 |
原安装水表 |
适合的水表 |
水表合理选型后水量提升比率(%) |
1 |
某汽配厂 |
DN80-B |
DN4-B |
5.23 |
2 |
某大厦 |
DN80-B |
DN4-B |
0.75 |
3 |
某运输公司 |
DN100-B |
DN4-B |
4.08 |
4 |
某小学 |
DN100 |
DN50-B |
5.21 |
5 |
某宾馆 |
DN8-B |
DN40-B |
9.78 |
从上表可以看出,水量回收有了显著的提升(平均提升了约5%)。
效益的来源于两方面:
1、经过对用户用水模式的测量,改用适合用户用水特性的水表后计量效率的改进。
2、经过水表的在线校准后对原有水表水量计量损失的挽回。
通过一年多的研究和实测,我们已基本掌握了用户用水特征的测试技术和手段,摸索出了一套方便有效的水表在线校准的方法,在应用中取得了良好的效果。,
五、结论和总结
1、水表是供水企业水量计量的基本器具,水表的应用问题实质是水量计量效率的问题。保证水量计量的准确是供水企业水表应用的中心任务,是降低水损的基础工作。
2、水量计量效率与用户用水特性有关,要做到水量计量的准确,需要解决“匹配问题”,即在掌握用户用水特性的基础上选择合适的口径和计量等级的水表,保证计量准确。
3、水量计量效率还与水表的误差特性有关,建立简单、有效的水表在线校准手段可以及时发现并调整使用中的计量失准的水表,避免水损扩大。
4、经过我们测算,对深水集团来讲,在完成对所有大用户的用水特性测量,并对现有的水表进行调整后,可望提高大口径水表的供水回收率2%—3%,在目前基础上年增收1000万左右。