能源管理系统中大口径水表的选型.doc

能源管理系统中大口径水表选型
亚派科技系统部 王喜林
实际运行中发觉, 大多数用水大户日用水量并不均衡, 除了通常集中时段大用水量外, 还有长时间不停小流量用水, 在小用水量时段, 往往出现水用了, 而表不走现象, 即所谓“大表小流量”情况。现在, 水表依据原理、 结构、 用途不一样, 有多种多样形式, 在市场上流通大口径水表（以下特指DN50及以上水表）关键能够分为两大类, 一类为机械水表, 如水平螺翼式、 旋翼式、 复式水表等, 另一类为电子水表, 如电磁水表、 超声水表等。而每种水表各有特点, 但现在市售各类电子式水表性能有较大差异, 有些精度高、 功效多, 有些精度低、 功效简单。精度高仪表价格过高, 不适合普遍使用, 而精度低又达不到使用要求, 所以本文关键就机械型水表进行分析。
1、 中国常见水表
1.1水表分类
1.1.1旋翼式水表
旋翼式水表是速度式水表一个, 多流束旋翼式水表是世界上用得最多水表品种。这种水表工作量程窄, 体积大, 安装维修不便灵敏度高故关键适应于中小口径管道, 规格从15mm-150mm, 计量等级通常只达成A级或B级。
1.1.2螺翼式水表
螺翼式水表又称伏特曼（Woltmann）水表, 也是速度式水表一个, 适合在大口径管路中使用, 其特点是流通能力大、 压力损失小、 灵敏度低。螺翼式水表分为水平螺翼式水表和垂直螺翼式水表两大类, 中国所使用大部分工业用表都是水平螺翼式水表。
1.1.3复式水表
复式水表, 又称组合式水表, 也叫母子式水表, 是由口径不一样水平螺翼式水表和旋翼式水表组合而成, 其中大口径水表（也可能再加一只单向阀）与管道口径相同并连接, 小口径水表成为其旁路管线。复式水表最大特点是量程比相当大（>1000）, 适合于流量改变较大场所, 但因为加装了单向阀增大了压力损失。另外体积大、 重量重也是复式水表缺点。
1.2综合对比
以DN50口径水表为例, 对多个型号水表优缺点、 性价比等情况综合对比以下:
评价项目
水平螺翼式
旋翼式
复式水表
压力损失
较小
通常
较大
量程范围
通常
较小
最大
优点
结构简单, 成本低, 流通能力大, 压损小。
始动流量较小, 中小流量计量性能很好。
量程范围非常大, 现有好大流量性能, 又有优越小流量性能。
缺点
灵敏度低, 小流量性能稍差。
体积大, 安装维修不便。
采购价格高, 委托送检费用大, 检修不方便, 压损较大, 流量转换阀轻易损坏。
适用范围
通常适适用于中小流量为主, 流量波动不大, 要求压损小场所。以消防表、 考评表等为主。
适适用于小流量为主, 而且流量波动较大, 对压损要求不高场所。以通常企业、 事业单位和经营商店等为主。
适适用于管道流量改变尤其大, 且无要求用水规律, 时大时小, 计量要求高场所。以农村总表、 医院、 小型企业等为主。
表1: 综合评价对比表
2、 大表产生计量误差原因分析
水表计量能力关键取决于两项技术指标: 许可误差和计量等级。
中国水表检定规程要求, 水表示值许可误差, 最小流量至分界流量为± 5％, 分界流量至最大流量为± 2％（图1）。全部不一样规格、 不一样计量等级出厂水表, 都严格按此规程检定, 所以在许可误差这一点上, 各类水表间不存在差异。

图一
从图1可见, 因为水表都是机械转动结构, 当很小流量流经水表时, 其流速很低, 水流动能极小, 不足以克服叶轮惯性, 故叶轮未转动。待稍加大流速, 叶轮虽转动, 但不能正确计量, 故最小流量以下流量范围呈偏慢现象, “大表小流量”现象由此而来。怎样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。
计量等级反应了水表工作流量范围, 尤其是最小流量下计量性能（即灵敏度）。计量等级高水表, 能在包含微小流量在内较大流量范围内工作, 也从根本上真正提升了水表灵敏度和计量能力。对于大表, 根据从低到高次序, 通常分为A、 B、 C三个等级, C级现在还并不常见。
不一样水表口径和计量等级, 造成水表流量特征显著差异。表1是依据国家水表检定标准而归纳对比数据。

表1 常见不一样计量等级大口径水表特征流量值对比
从表1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）高规格新型水表（如WPD）, 比传统类型表含有显著技术优势。
3、 有效提升大表计量灵敏度对策和方法
3.1科学合理选择水表口径
不管何种计量等级水表, 都含有口径越大, 灵敏度越低规律。所以在能满足最大瞬时流速前提下, 表口径能小则小。
3.2选择高计量等级水表
选择高计量等级水表, 是真正提升大表计量灵敏度最有效方法。现在, 国际上大多数国家已经要求使用计量等级B级以上水表。
3.3严格规范水表安装程序
在初装或拆装水表过程中, 要严格遵照技术规范, 尤其要注意水表上下游直管段必需符合要求; 滤网与水表法兰间必需有一定长度直管连接段; 水表盘面要保持水平, 不得倾斜。
4、 能源管理系统大口径水表选择
4.1能源管理系统水表特点
经多个工程项目统计分析, 能源管理系统所包含大口径水表含有以下特点:
l 能源管理系统所包含大口径水表基础为建筑或建筑群总水表, 口径大多集中在DN80-DN150之间, 以DN100居多。只有建筑群总表或游泳池等少数部位会采取DN150以上水表;
l 能源管理系统所安装水表关键用于分析、 考评而不作计费使用;
l 各管路流量波动较大, 但存在一定规律且对压损要求不高;
l 所采取水表均需带远程传输功效, 方便进行系统集成。
4.2远传水表分类及对比
远传水表现在叫法很多, 有脉冲水表、 电子水表、 发讯水表、 发信水表、 开关式远传水表、 刻度识别式发讯水表、 直读式远传水表等等, 现在没有一个统一明确名称。不管何种叫法, 大致分两种:
（1）瞬时型: 一个能发生代表实时流量开关量信号、 脉冲信号、 数字信号等水表, 其特点是以用水体积量间隔发讯, 比如, 假如传感器安装在0.01m3指针位置上, 则用水量达成100升(0.01m3指针走一圈)就会发出1个信号;
瞬时型远传水表是在一般机械水表计数机构上加装了干簧管、 霍尔元件或光电等元件, 并引出对应信号线, 与采集器或抄表器连成一个电路系统。远传水表本身不带电源, 与采集器系统连成回路而输出信号工作, 也有经过电话线等线路实现数据输送。这种型式远传水表已经有较长历史, 多年来产品在实际应用中不停地改善, 加强了可靠性、 抗干扰性, 同时也用系统管理软件来辅助监测。
（2）直读型: 一个能发生代表水表已经有水量数字信号或经编码其它电信号水表, 其特点是按抄读时间间隔（自动或人为设置）发生信号。
直读型远传水表是多年来开发出产品, 通常采取位置传感器来识别水表读数字轮每一个读数, 通常只设计到1m3以上抄读数, 字轮上1、 2、 3…、 9、 0十个数分别对应不一样电参数值（如电阻）。直读型表一样也有信号线引出与抄表系统连成一回路, 但平时不工作也不用电, 只有到要求抄读瞬间或一段时间, 抄表系统发出抄读指令、 接通回路, 才把目前各字轮示值数传送给管理系统。直读型远传水表传感慨点较多, 个位m3字轮运转频繁, 其可靠性工艺要求较高才能确保水表使用寿命。
4.3结论
依据能源管理系统工程需要, 个人认为选择带远传功效机械水表是比较可行措施, 但需遵照以下几点标准:
l 选择直读型远传水表, 这么可确保表头读数与远程集抄数据一致性。所采集数据更含有说服力同时也符合相关技术导则要求;
l 对于机械基表计量等级要有明确要求, 最少要在B级或以上;
l 需严格按规范安装尽可能降低由此带来误差;
l DN150以下（含DN150）水表尽可能选择旋翼表以确保计量正确度。因为所采数据仅用于分析、 考评, DN150以上水表标准上选择水平螺翼表。如有必需也可考虑采取复式表或WPD水表以加强小流量精度。
5、 结束语
现在大管径小流量计量问题是整个行业难题, 对于新装大表用户, 应该从现在起全方面使用B级表。新型水表在测试中表现出了更佳计量精度、 灵敏度, 更宽广计量范围, 以及更科学结构设计。出于成本考虑, 对于用水情况比较稳定, 水量改变不大用户, 售价较低一般旋翼式或螺翼式B级表也是一个合理选择。