多流束水表安装倾斜角度对计量精度的影响-论文

-38—作者简介：王盛，男，工程师，主要从事水质监测。E-mail:[e-mail]。多流束水表安装倾斜角度对计量精度的影响王盛‘(威立雅工业水处理(上海)有限公司，上海200041)摘要：为了抄读方便或安装条件的限制，相当多的在用水表没有水平安装，实验证明这会使水表的计量低于用户实际用水量，造成自来水公司供水业务上的产销差。本文介绍了该实验的设计和结果，并提出了改良水表箱设计和加强水表安装管理的解决途径。关键词：多流束；水表；安装倾斜角度；计量精度；水表箱ImpactofInstallationOrientationofSmallMulti-jetWaterMeteronMeteringAccuracyPierreWang(VeoliaWaterIndustrial(Shanghai)Co.Ltd.Shanghai200041)Abstract：Inordertoeasereadingorbeinglimitedbyinstallationconditions,manywatermetersinusewerenotinstalledproperlyinahorizontalposition.Theexperimentprovesthatthismakeswatermeter*smeteringlowerthantherealconsumptionofcustomerandthengeneratesNonRevenueWaterinwatersupplybusinessofthewatercompanies.Thispaperpresentsthisthedesignandresults,andsuggeststhesolutionsofwatermeterboxdesignimprovementandwatermeterinstallationmanagementenhancement.Keywords：multi-jet；watermeter；installationorientation；meteringaccuracy;watermeterbox1引言如果我们仔细观察，可以发现相当一部分居民家中的水表安装时表面并非水平向上，而是会向方便抄读的一侧稍稍倾斜。除了个别抄表员为了抄读方便刻意旋转了水表以外，还有更大一部分原因是安装条件的限制，如：上部有障碍物、管道太靠近墙面、水表箱内部空间过窄等。这种现象具有普遍性，不仅仅在某个地区存在，在全国范围内都可以见到这样的情况。这种非正常安装会不会给水表的计量产生影响，产生什么样的影响？如果是不良的影响，应该如何解决？本文介绍了威立雅水务公司设计并完成的一个研究实验，以解答这一问题，并讨论问题解决的办法。2实验设计为了掌握倾斜安装的水表对水表计量精度的影响，我们设计了一个实验。选取五只全新的DN15多流束水表，先水平正常安装在水表校验台上。为保证测试结果的完整可靠，不仅仅测定典型流量ql，q2,q3,而是测定包括ql,q2,q3以内总共11个流量点上的误差，绘出水平安装条件下五表的误差曲线，随后取平均值、平均曲线。再将五只水表倾斜15°安装，用同样的方法测定五表11点平均误差曲线。然后依次类推地倾斜30°、倾斜45°、倾斜90°,分别测定五表的平均误差曲线。这样我们就获得了五只水表在5个不同安装角度下的平均误差曲线。观察水表倾斜安装后，随着倾斜角度的增大，误差曲线有什么变化，即水表的计量精度有什么变化。第30卷第2期2014年6月上海水务ShanghaiWaterV〇1.30No.2/u/je.,2014第30卷第2期王盛多流束水表安装倾斜角度对计量精度的影响•39•393实验结果实验结果显示：随着安装倾斜角度的增大，五只水表的误差曲线都在计量低区发生了不同程度的下跌。角度越大，下跌则越严重。流量越小，偏负程度则越大。这种影响一直到流量达到300l/h以后才开始消失，即当流量大于等于3001/h时，倾斜安装对水表的计量精度不再有明显的影响。而当流量小于300l/h时，倾斜安装使水表的计量低于实际水量。并且，流量越低时，计量越少;倾斜角度越大,计量也越少。当然，水表倾斜90度安装的情况毕竟是少数，那么假设大多倾斜安装的水表倾斜30°，根据实验数据，在最小流量ql上该款水表的计量比水平安装时低约5%，在分界流量q2上低约1%。除非水表定径过大，一般情况下用户用水量不会全部集中在流量低区，也不会平均分布在各流量点上，所以为了更好地测算出不同流量点上分别少计了多少水量，然后得出总共少计了多少水量，我们需要了解不同流量区间用户用水量的多少比例。威立雅水务公司一直注重这方面的工作，做了大量的数据积累，我们的数据库中记录了多年现场实测获得的中国典型家庭用户用水量流量分布柱状图（即用户用水习惯），结合此次实验五只水表30°倾斜安装时的平均误差曲线，加权平均计算后得出：这款DN15水表倾斜安装30°时比水平安装时少计水量7.4%。损失主要发生在150~300l/h流量区间内，居民用水量第三高区间。4原因分析我们对实验结果进行了深人的分析和研究，从水表的构造和计量的原理人手解开了这一现象的谜团。我国使用的小口径水表(含DN40以下）基本上都是多流束水表。速度式水表靠水流速度和叶轮旋转速度的比例关系计量水量。当水表安装发生倾斜时，水表的叶轮就会靠上中心转轴，从一个接触点增加到两个，达到90°倾斜时甚至整个面都靠上了，从而增加了摩擦力，倾角越大，摩擦力增加越多。增加的摩擦力减慢了叶轮旋转的速度，也就使水表少计了水量。当流量大到一定程度时，这种增加的摩擦力可忽略，因此实验中流量达到300l/h以上后，对计量精度不再产生明显影响。容积式（活塞式）水表由于计量原理不同，构造中不存在转轴与叶轮,所以不受安装角度的影响。大口径水表（DN50以上）安装多为地下井室内，一般不存在倾斜安装的问题，并且除非订金过大，工商政用户用水基本上都集中在水表的计量高区，所以即使存在安装角度问题，也不会对实际用水计量产生影响。5改进建议上述实验与分析说明了小口径多流束水表安装倾斜的问题不容忽视，保守而言，会造成大约5个百分点的计量损失，因水表品牌型号不同而异。由于问题较普遍，小口径水表数量众多，我们需要讨论如何避免这种损失，降低产销差。很多情况下是客观条件限制了正确的水表安装。比如为了节约空间或材料成本，一些水表箱内腔深度太小，水表根本无法放平后装进去，必须稍稍倾斜一点装人才能关上表箱的门，作者家里的水表箱就是这种情况。所以首先生产厂家应该改良表箱产品的设计，让绝大多数标准水表得以水平安装人水箱。不仅如此,上下排管线位置之间的间距要预留充分，以确保两只水表水平安装人以后上排的水表不遮挡下排水表的抄读，否则抄表员还是会不得已将下排水表的表面转向外部。敦促表箱生产企业改进设计的推动力量还在于各自来水公司和政府水务分管部门，之前介绍的实验数据和结果正是推动这项改善的依据。消除了表箱方面的客观限制条件以后，自来水公司就可以放手加强水表安装规范的教育和管理了。先要帮助安装人员和抄表人员认识到水表水平安装的重要性，只有认识了为什么必须水平安装，倾斜安装的弊端是什么，一线人员才有动力和责任心按照要求完成工作。有了认知基础，安装作业要严格规范，应避免管道过于靠近墙面;避免上下管道靠得太近以致上排水表安装后遮挡下排水表抄读；水表安装不得倾斜必须水平安装。最后还要落实监督机制，如要求安装完以后照相，回公司交工时有人员查看安装照片，有问题的一律重新安装。随着每年常规换表工作的推进，我们就能够逐步解决水表倾斜安装的问题，降低倾斜安装水表的数量，提高水表计量的精度，赢回这部分产销差损失。参考文献[1]许嘉炯.净水厂生产排泥水处理工艺研究与设计[J】.給水排水,2011,37(1):34-38.[2]邓风，张雯，陈敏.水厂澄清池排泥水和滤池反冲洗水处理工艺设计U].工业安全与环保，2009,35(6):21-22.