能源管理系統(tǒng)中大口徑水表的選型

1、能源管理系統(tǒng)中大口徑水表的選型亞派科技系統(tǒng)部 王喜林實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)用水大戶的日用水量并不均衡，除了通常的集中時(shí)段大用水量外，還有長時(shí)間不斷的小流量用水，在小用水量時(shí)段，往往出現(xiàn)水用了，而表不走現(xiàn)象，即所謂的“大表小流量”情況。目前，水表根據(jù)原理、結(jié)構(gòu)、用途不同，有各種各樣的形式，在市場上流通的大口徑水表（以下特指DN50及以上的水表）主要可以分為兩大類，一類為機(jī)械水表，如水平螺翼式、旋翼式、復(fù)式水表等，另一類為電子水表，如電磁水表、超聲水表等。而每種水表各有特點(diǎn)，但目前市售各類電子式水表性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡單。精度高的儀表價(jià)格過高，不適合普遍使用，而精

2、度低的又達(dá)不到使用要求，因此本文主要就機(jī)械型水表進(jìn)行分析。1、 國內(nèi)常用水表1.1水表分類1.1.1旋翼式水表旋翼式水表是速度式水表的一種，多流束旋翼式水表是世界上用得最多的水表品種。這種水表工作量程窄，體積大，安裝維修不便靈敏度高故主要適應(yīng)于中小口徑管道，規(guī)格從15mm-150mm，計(jì)量等級一般只達(dá)到A級或B級。1.1.2螺翼式水表螺翼式水表又稱伏特曼（Woltmann）水表，也是速度式水表的一種，適合在大口徑管路中使用，其特點(diǎn)是流通能力大、壓力損失小、靈敏度低。螺翼式水表分為水平螺翼式水表和垂直螺翼式水表兩大類，國內(nèi)所使用的大部分工業(yè)用表都是水平螺翼式水表。1.1.3復(fù)式水表復(fù)式水表，又稱

3、組合式水表，也叫母子式水表，是由口徑不同的水平螺翼式水表和旋翼式水表組合而成的，其中的大口徑水表（也可能再加一只單向閥）與管道口徑相同并連接，小口徑水表成為其旁路管線。復(fù)式水表的最大特點(diǎn)是量程比相當(dāng)大（1000），適合于流量變化較大的場合，但因?yàn)榧友b了單向閥增大了壓力損失。另外體積大、重量重也是復(fù)式水表的缺點(diǎn)。1.2綜合對比以DN50口徑水表為例，對幾種型號水表的優(yōu)缺點(diǎn)、性價(jià)比等情況綜合對比如下：評價(jià)項(xiàng)目水平螺翼式旋翼式復(fù)式水表壓力損失較小一般較大量程范圍一般較小最大優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，流通能力大，壓損小。始動(dòng)流量較小，中小流量計(jì)量性能較好。量程范圍非常大，既有好的大流量性能，又有優(yōu)越的小流

4、量性能。缺點(diǎn)靈敏度低，小流量性能稍差。體積大，安裝維修不便。采購價(jià)格高，委托送檢費(fèi)用大，檢修不方便，壓損較大，流量轉(zhuǎn)換閥容易損壞。適用范圍一般適用于中小流量為主，流量波動(dòng)不大，要求壓損小的場所。以消防表、考核表等為主。適用于小流量為主，而且流量波動(dòng)較大，對壓損要求不高的場所。以一般企業(yè)、事業(yè)單位和經(jīng)營商店等為主。適用于管道流量變化特別大，且無規(guī)定用水規(guī)律，時(shí)大時(shí)小，計(jì)量要求高的場所。以農(nóng)村總表、醫(yī)院、小型企業(yè)等為主。表1：綜合評價(jià)對比表2、大表產(chǎn)生計(jì)量誤差的原因分析水表的計(jì)量能力主要取決于兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：允許誤差和計(jì)量等級。我國水表檢定規(guī)程規(guī)定，水表的示值允許誤差，最小流量至分界流量為 5，分界

5、流量至最大流量為 2（圖1）。所有不同規(guī)格、不同計(jì)量等級的出廠水表，都嚴(yán)格按此規(guī)程檢定，因此在允許誤差這一點(diǎn)上，各類水表間不存在差異。 圖一從圖1可見，由于水表都是機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)很小的流量流經(jīng)水表時(shí)，其流速很低，水流的動(dòng)能極小，不足以克服葉輪的慣性，故葉輪未轉(zhuǎn)動(dòng)。待稍加大流速，葉輪雖轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能準(zhǔn)確計(jì)量，故最小流量以下的流量范圍呈偏慢的現(xiàn)象，“大表小流量”現(xiàn)象由此而來。如何有效縮短這段計(jì)量盲區(qū)？這就取決于水表計(jì)量等級和公稱口徑。計(jì)量等級反映了水表的工作流量范圍，尤其是最小流量下的計(jì)量性能（即靈敏度）。計(jì)量等級高的水表，能在包括微小流量在內(nèi)的較大的流量范圍內(nèi)工作，也從根本上真正提高了水表靈敏度

6、和計(jì)量能力。對于大表，按照從低到高的次序，一般分為A、B、C三個(gè)等級，C級目前還并不常用。不同的水表口徑和計(jì)量等級，造成水表流量特性的明顯差異。表1是根據(jù)國家水表檢定標(biāo)準(zhǔn)而歸納的對比數(shù)據(jù)。表1 常用的不同計(jì)量等級大口徑水表特性流量值對比從表1的數(shù)據(jù)對比中，不難歸納出以下規(guī)律：（1）同類型水表，口徑越小，靈敏度越高；（2）同類型、同口徑水表，計(jì)量等級越高，靈敏度越高；（3）高規(guī)格的新型水表（如WPD），比傳統(tǒng)類型表具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。3、有效提高大表計(jì)量靈敏度的對策和措施3.1科學(xué)合理選擇水表口徑無論何種計(jì)量等級的水表，都具有口徑越大，靈敏度越低的規(guī)律。因此在能滿足最大瞬時(shí)流速的前提下，表的口徑

7、能小則小。3.2選用高計(jì)量等級水表選用高計(jì)量等級水表，是真正提高大表計(jì)量靈敏度的最有效措施。目前，國際上大多數(shù)國家已經(jīng)要求使用計(jì)量等級B級以上的水表。3.3嚴(yán)格規(guī)范水表安裝程序在初裝或拆裝水表的過程中，要嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范，尤其要注意水表上下游的直管段必須符合要求；濾網(wǎng)與水表法蘭間必須有一定長度的直管連接段；水表盤面要保持水平，不得傾斜。4、能源管理系統(tǒng)大口徑水表的選擇4.1能源管理系統(tǒng)水表特點(diǎn)經(jīng)多個(gè)工程項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)分析，能源管理系統(tǒng)所涉及的大口徑水表具有如下特點(diǎn)：l 能源管理系統(tǒng)所涉及大口徑水表基本為建筑或建筑群總水表，口徑大多集中在DN80-DN150之間，以DN100居多。只有建筑群總表或游泳

8、池等少數(shù)部位會(huì)采用DN150以上水表；l 能源管理系統(tǒng)所安裝的水表主要用于分析、考核而不作計(jì)費(fèi)使用；l 各管路流量波動(dòng)較大，但存在一定的規(guī)律且對壓損要求不高；l 所采用水表均需帶遠(yuǎn)程傳輸功能，以便進(jìn)行系統(tǒng)集成。4.2遠(yuǎn)傳水表分類及對比遠(yuǎn)傳水表目前叫法很多，有脈沖水表、電子水表、發(fā)訊水表、發(fā)信水表、開關(guān)式遠(yuǎn)傳水表、刻度識別式發(fā)訊水表、直讀式遠(yuǎn)傳水表等等，目前沒有一個(gè)統(tǒng)一明確的名稱。無論何種叫法，大致分兩種：（1）瞬時(shí)型：一種能發(fā)生代表實(shí)時(shí)流量的開關(guān)量信號、脈沖信號、數(shù)字信號等的水表，其特點(diǎn)是以用水體積量間隔發(fā)訊，比如，如果傳感器安裝在0.01m3的指針位置上，則用水量達(dá)到100升(0.01m3的

9、指針走一圈)就會(huì)發(fā)出1個(gè)信號；瞬時(shí)型遠(yuǎn)傳水表是在普通機(jī)械水表的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)上加裝了干簧管、霍爾元件或光電等元件，并引出相應(yīng)的信號線，與采集器或抄表器連成一個(gè)電路系統(tǒng)。遠(yuǎn)傳水表本身不帶電源，與采集器系統(tǒng)連成回路而輸出信號工作，也有通過電話線等線路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸送。這種型式的遠(yuǎn)傳水表已有較長的歷史，近年來產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中不斷地改進(jìn)，加強(qiáng)了可靠性、抗干擾性，同時(shí)也用系統(tǒng)管理軟件來輔助監(jiān)測。（2）直讀型：一種能發(fā)生代表水表已有水量的數(shù)字信號或經(jīng)編碼的其它電信號的水表，其特點(diǎn)是按抄讀時(shí)間間隔（自動(dòng)或人為設(shè)置）發(fā)生信號。直讀型遠(yuǎn)傳水表是近年來開發(fā)出的產(chǎn)品，一般采用位置傳感器來識別水表的讀數(shù)字輪的每一個(gè)讀數(shù)，一般只

10、設(shè)計(jì)到1m3以上的抄讀數(shù)，字輪上的1、2、3、9、0十個(gè)數(shù)分別對應(yīng)不同的電參數(shù)值（如電阻）。直讀型表同樣也有信號線引出與抄表系統(tǒng)連成一回路，但平時(shí)不工作也不用電，只有到要求抄讀的瞬間或一段時(shí)間，抄表系統(tǒng)發(fā)出抄讀指令、接通回路，才把當(dāng)前的各字輪示值數(shù)傳送給管理系統(tǒng)。直讀型遠(yuǎn)傳水表的傳感觸點(diǎn)較多，個(gè)位m3字輪運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁，其可靠性工藝要求較高才能保證水表的使用壽命。4.3結(jié)論根據(jù)能源管理系統(tǒng)的工程需要，個(gè)人認(rèn)為選用帶遠(yuǎn)傳功能的機(jī)械水表是比較可行的辦法，但需遵循如下幾點(diǎn)原則：l 選用直讀型遠(yuǎn)傳水表，這樣可保證表頭讀數(shù)與遠(yuǎn)程集抄數(shù)據(jù)的一致性。所采集數(shù)據(jù)更具有說服力同時(shí)也符合相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則要求；l 對于機(jī)械基表的計(jì)量等級要有明確要求，至少要在B級或以上；l 需嚴(yán)格按規(guī)范安裝盡量減少由此帶來的誤差；l DN150以下（含DN150）水表盡量選用旋翼表以保證計(jì)量的準(zhǔn)確度。由于所采數(shù)據(jù)僅用于分析、考核，DN150以上水表原則上選用水平螺翼表。如有必要也可考慮采用復(fù)式