普通速度式机械水表计量精度影响因素的探讨

   2023-08-21 互联网2460
核心提示:普通速度式机械水表是供水企业常用的结算水表[1],影响此类水表计量精度的因素较多,如水表的性能、安装条件、口径选择、使用条

    普通速度式机械水表是供水企业常用的结算水表[1],影响此类水表计量精度的因素较多,如水表的性能、安装条件、口径选择、使用条件、在役年限、介质因素、环境因素等。在水表的日常使用和管理过程中,经常出现由于选择、安装或管理维护不当而影响水表计量精度的问题。

    1 主要影响因素

    1.1 水表口径的选择

    供水企业一般根据用户开户水量的大小来确定水表口径,在使用过程中很少进行水表口径的调整。在用户用水量变化很大或用水不均匀时,水表的计量误差可能会很大。因此除选用计量等级较高的B级水表外,水表口径的选择是影响水表计量精度的重要因素之一。

    根据建筑给水排水设计规范,水表口径的确定应符合以下规定:用水量均匀的给水系统以给水设计秒流量确定水表的额定流量;用水量不均匀的给水系统以给水设计秒流量确定水表的最大流量[2]。

    大多数的用户用水是不均匀的,而设计秒流量的确定与用户的用水器具有关。在“一户一表”工程中,设计部门以用户的用水器具进行计算,单户水表口径选择为DN20或DN25,造成了水表长期在低于分界流量状态下工作,灵敏度和计量精度偏低。通过长期的实践观察,从现有住宅实际人口数量和卫生器具的同时作用系数、居民节水意识等考虑,根据住宅生活用水的秒不均匀系数(Ks)与平均日用水量的关系得到流量计信息网内容图片(式中qg为设计秒流量,L/s;Q′P为平均日用水量,m3/d),然后根据确定的设计秒流量选择水表口径[3]。例如一般普通低层住宅楼单户月用水量按6~30m3计算,设计秒流量为0.56~1.25m3/h,低于DN15水表的最大流量和公称流量,因此选用DN15的旋翼式冷水表完全能够满足单户水量需求和计量精度要求。建议选择水表口径时,按照平均日用水量与设计秒流量的关系式确定设计秒流量[4]。

    对于生产用水不均匀的企业用户选用水表计量时,由于用户的水量变化不均匀,当表后管道集中进水时,容易使水表过载。在实际应用中有DN150水表由于过载造成叶轮损坏、叶片缺失,水表计量误差在70%以上的现象。若选用的口径过大,则水表长期在低于公称流量或分界流量下工作,计量精度不高[5]。因此建议不采用普通速度式机械水表对不均匀的生产用水进行计量,可采用量程范围宽的流量计等设备计量。若必须采用水表计量时,水表口径应与管道口径一致[2],同时必须采取限流措施,保证管道最大过流量不超过水表的最大流量。

    1.2 水表安装

    普通速度式机械水表对上游流量的扰动非常敏感,主要扰动类型是速度分布畸变和漩涡。速度分布畸变主要是由部分阻塞管道的障碍引起的,漩涡主要是由不同平面上的两个或多个弯头引起的[1]。因此水表安装一般要求水表前后有10D和5D以上的直管段,以消除水流扰动,保证计量的精确。

    在实际的安装操作过程中,尤其是在低层住宅“一户一表”的改造中,水表集中设置在户外。由于受安装空间的限制,多只水表并联运行,前后直管段不足。在多表并联实际运行中,存在一台水表过水,其他相邻水表即使不用水也会转动的现象,这主要是由于压力波动冲击和振动引起的[1]。

    为保证水表的计量精度,应尽量减少水流的扰动和压力波动。在水表安装时,水表前后阀门宜采用铜球阀,运行时保持全开状态,以确保有适当的直管段。多水表并联时,水表后安装止回阀,以降低或减少压力波动或冲击引起的不用水转动的现象。

    1.3 表后管道状况

    在水表运行管理中,存在排除户内用水器具渗漏因素,并安装表后止回阀降低水压波动冲击,但还不能消除水表不用水转动的现象。这种现象主要出现在入住率较低的新建住宅楼。经过分析和试验证明,主要是由于给水立管积气造成的压力波动过大,引起水表转动。在入住率较低的新建住宅楼,尤其是顶层无人居住的住宅单元,由于初次送水时立管内积存的气体和从水中缓慢溢出的气体无法排除,形成气囊。在住宅内其他住户用水时,管道内气囊收缩扩张,造成较大的压力波动冲击,阻尼系数小的旋启式止回阀不能消除水压波动,使水表出现不用水转动的现象。

    因此建议在室内管道设计时,在单户立管或总立管顶端设置自动排气装置,以及时消除立管内积存的气体。另外由于内设气囊的用水器具造成的压力波动,可以通过关闭用水器具进水阀门解决[6]。

    1.4 介质因素

    除水流的扰动影响水表计量精度外,在管道安装和维修过程中,进入较大颗粒的杂质或塑料袋等垃圾也会造成水表的计量误差过大。较大颗粒的杂质(如沙粒、锈垢等)容易夹带在叶片之间,造成叶轮转速降低,磨损加快,计量偏负。而塑料袋等片状杂质,容易堵塞叶轮盒过滤网或管状过滤器,使进水孔变小,导致流速加快,计量偏正。另外由于水温变化,导致水的粘度系数变化,在低流速时影响水表的计量精度,但不是主要的影响因素。

因此在管道安装或维修后,应注意冲洗管道。水表前安装过滤器,定时清洗,尤其在新建管道通水后或管道维修后重点检查清理过滤器。在新管道施工过程中,注意管道的清理和管道封口,以防止杂质进入,影响水质,堵塞水表。

    1.5 在役年限

    水表安装后,随着使用年限的增加,水表内部的积垢、锈蚀和机械磨损会造成水表的计量精度变化。水表积垢主要是在水表叶轮盒,水表锈蚀出现在铁壳内壁。由于水表进水孔径变小,流速加快,使水表计量偏正。机械磨损主要是叶轮顶尖的磨损,有研究表明,顶尖磨损导致水表在小流量时计量偏负,在大流量时计量偏正[7]。

    水表在役年限的长短会影响水表的计量精度,因此建议在水表的日常管理中,应定期清洗,到期更新。水表的清洗年限为2~3年,更新年限应根据水表清洗后的检定情况确定,而不能单纯依据规定的期限(4~6年)进行更新[8]。

    2 结语

    水表管理是供水企业管理的重要内容,水表的计量精度既影响到供水企业的经济利益,又涉及到用户的切身利益。因此加强水表选择、安装和服务等各个环节的管理,保证水表计量的科学性、准确性,对于提高供水企业的服务质量和经济效益具有非常重要的意义。

    参考文献:

    [1] GB/T778.2—1996 冷水水表第2部分:安装要求[S].北京:中国标准出版社,1997.
    [2] GB50015—2003 建筑给水排水设计规范[S].
    [3] 岳秀萍.建筑给水排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
    [4] 陈耀宗,姜文源,胡鹤均,等.建筑给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
    [5] 吴天蒙,胡志军,张勇,等.大表小流量产生原因与对策探讨[J].给水排水,2006,32(5):96-99.
    [6] 陶卫克.水表不用水时走动的原因分析[J].给水排水,2005,31(4):93-94.
    [7] 汪光焘.城市供水行业2000年技术进步发展规划[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.
    [8] 中国城镇供水协会.城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.


 
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