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水表学堂

 
   
大口径水表选用指南
 
   
水表以量程宽、价格低而作为自来水供应的计量产品,在城市供水系统中,水表费用只占总投资的1.52%,却担负着水费收缴的重任。小口径水表以收足水费为目标,而大口径水表的选择则很有学问,大口径水表的正确选用,对减少投资、降低供水成本、提高水费收缴率有重要意义。
宁波水表股份有限公司全套引进的德国MEINECK WP型(国内称LXLC型可拆卸螺翼式)水表,曾荣获国家金质奖,现又以全套机芯进口、国内配表壳组装形式引进国际最先进的WPD型水表,大大提升了国内水表的技术档次。同时,将在2003年推出复式水表(俗称母子表)、垂直螺翼式水表,与现有的机械密封干式LXL型、磁传干式LXLCE型水平螺翼式水表以及旋翼式水表,小叶轮农用灌溉水表形成全系列的大口径水表,服务于客户。
大口径水表种类很多,目前国内以水平螺翼式为主,同时存在旋翼式和垂直螺翼式,本公司2003年即将推出复式水表。水表按结构型式及精巧程度压力损失一般为0.01MPa0.1MPa,量程比25900。用户需要的是量程比大、压力损失小、寿命长、维护方便、价格低廉。以下对国内常用的几种大口径水表作技术经济分析(以80mm水表为例):
一、技术指标
   ⒈水表计量范围
国内水表习惯于按GB778-1996ISO4064)标准流量点来描述水表性能,国际上则按实际值来体现水表性能。
⒉水表压力损失
自来水管网中,管道内壁、弯头、阀门、水表等引起的压力损失,意味着水流所含动能的损失,亦即水泵电能被吞没。水表压力损失取决于其结构型式及几何尺寸,水平螺翼式水表水流轴向进出,压力损失小;垂直螺翼式水表水流水平——垂直——水平方向流动,压力损失相对较大;旋翼式水表水流紊流严重,压力损失最大。
以下是Q=80m/h时的压力损失值:
 
水表型式
水平螺翼式
垂直螺翼式
旋翼式
WPD
LXLC
有过滤网
无过滤网
压力损失(MPa
0.0058
0.01
0.045
0.038
0.095
 
二、经济分析
水表的计量范围和压力损失,直接与管网设计、供水成本(电费)、水费收缴率、管网维护成本等密切相关,用水量及瞬时流量是经济分析的基础。根据用户类型不同、用水量的时间分布有明显差异。典型的有如图所示几种:曲线1,用水量比较稳定,如连续生产的化工厂、钢铁厂等;曲线2,连续大流量与连续小流量交替,如一般工矿企业,上班时用水量大,下班时用水量小;曲线3,用水峰谷明显,如学校,上、下课用水差异明显;曲线4,用水时间长,变化频繁,如居民区。
 
模型1用水平稳;模型2用水总量小,低流量时间长;模型3用水量大,高峰时间长。
⒈水费损失
水费损失主要是极低流量下水表不计量和超大流量下水表偏慢所致。
模型2:  Qmin>1m/h     (0.5�10+1�6)�1.50=16.50元/天
Qmin>0.8m/h   0.5�10�1.50=7.50元/天
模型3:  Qmin>0.5m/h    0.5�12�1.50=9.00元/天
Qmax<80m/h   120�5%�2�1.5=18.00元/天
    ⒉电费损失
供水公司供水有两个重要指标——流量和水压,一般通过水泵的调度来保证,以设定水压来满足用户的流量要求。流量增大或压力降低时,必定要多开泵而增加耗电量。
根据变频调速供水系统的水泵配置,相对80mm水表,150m/h,50m扬程的配置为15kw�3台。其扬程——功率曲线如下(数据来自上海连成泵业制造有限公司):
 
模型1情况下的电费损失:
水表型式
∆P
Qt
M
水平螺翼式WPD
0.0058
6024
4.89
水平螺翼式LXLC
0.01
6024
8.44
垂直螺翼式
0.045
6024
37.97
旋翼式
0.095
6024
80.16
 
模型2情况下的电费损失:
水表型式
∆P
Q � t
M
水平螺翼式WPD
0.0058
40�8
0.73
水平螺翼式LXLC
0.01
40�8
1.25
垂直螺翼式
0.045
40�8
5.63
旋翼式
0.095
40�8
11.88
 
模型3情况下的电费损失:
水表型式
∆P
Q � t
M
水平螺翼式WPD
0.0058
80�8
2.90
4.71
120�2
1.63
40�2
0.18
水平螺翼式LXLC
0.01
80�8
5.00
8.12
120�2
2.81
40�2
0.31
垂直螺翼式
0.045
80�8
22.50
36.57
120�2
12.66
40�2
1.41
旋翼式
0.095
80�8
47.50
77.19
120�2
26.72
40�2
2.97
 
最节能的WPD水表与最耗能的旋翼式LXS水表比较,在模型1情况下,日电费损耗差为80.16-4.89=75.27元,全年为75.27�260=19570.20元/年;模型3情况下总费用差为(77.19-4.71+9.00+18.00)�260=25864.80元/年,相当于每m自来水增加0.103元成本。即使在用水量较小的模型2情况下总费用差为(11.88-0.73+16.50)�365=10092.25元/年,相当于每m自来水增加0.033元成本。
相对旋翼式水表的年省电、收费差异为:
水表型式
模型1
模型2
模型3
水平螺翼式 WPD
19570.20
10092.25
25864.80
水表螺翼式 LXLC
18647.20
7164.95
22638.20
垂直螺翼式
10969.40
8303.75
12901.20
旋翼式 LXS
0
0
0
从表中可以看出,WPD具有最佳的经济效益;LXLC在大流量场合接近WPD而好于垂直螺翼式,在长时间小流量场合略逊于垂直螺翼式水表,如用母子式水表则可收到全部的水费。
⒊管网配置成本
在城市供水大系统中,选用大型水泵变频调速提高效率,较低的供水压力,减少电耗和漏损,采用中继泵站调控水压等节能降耗,采用压力损失小,流通能力大的水平螺翼式WPD、LXLC型水表,在节省电费、减少管网漏损的同时可以降低管网辅设成本或缓解管网改造压力,降低管网配置成本。
在相同系统条件下,由于水表流通能力大、压力损失小,可以适当降低水厂供水压力,管网的漏损及维护成本降低了;
在某一用水场所,由于水表流通能力大,原来要辅设100mm管网,现在只要铺设80 mm即可,降低了投资成本;
随着用水量的增加,需要改造管网,由于水表流通能力大,可以延缓改造。
按每15年延缓3年改造计算,节约管网改造费用相当于表价的
(1/2%)�(3/15)=10
即由于占管网投资2%的水表流通能力大而延缓改造相当于每年节约水表成本的10倍。
⒋水表品质与效益
由于水表结构和品质的不同,国内市场大口径水表差价在8~10倍之间,当然其获取的使用价值差距更大。如德国原装机芯的WPD水表,计量范围大,压力损失小,用料讲究,更具有不可思议的动平衡技术,当水表流量达到一定值后,高速旋转的水表叶轮会离开二端支承的宝石轴承,悬浮在中间转动,达到动平衡,大大减少了机械磨损,因而其过载流量大大高于其它水表而寿命更长。如复式水表(母子水表),由一个大口径水表和一个小口径水表组合而成,通过内部设置的流量转换阀自动调节计量功能,水流量小时,转换阀是关闭的,由小口径水表计量;当流量达到转换流量后,转换阀自动打开,大口径水表参与计量;当水流量变小到转换流量后,转换阀自动关闭,又由小水表计量。这样,复式水表把计量范围扩大至小口径水表的最小流量到大口径水表的最大流量,几乎将流经管道的大小流量一网打尽,得到最高的收费率。
选用廉价的水表,在新表安装时可能是准的,但随着时间的推迟,水表会逐渐慢下来。例一个100mm水表在安装第3年偏负了3%。年用水量为10万m3,则水费损失3000m3,相当于水表价的10倍。一般来说,一个大口径水表年收缴的水费是水表价格的50~200倍,而小口径水表只有5~10倍,百分之几的误差是相当可观的,同时由于水表型式的不同而引起的水厂电费损耗相当于水表价格的10~20倍。因此,正确选用大口径水表对于自来水公司来说是十分重要的,直接关系到经济利益,而且是可观的利益。
三、水表选用原则
从上述技术经济分析来看,毫无疑问选用水平螺翼式WPD、LXLC型水表是最合适的,它可以每年为供水公司赚回15~50个水表,这就是国外没有旋翼式水表的原因。在实践中还涉及国情和体制的问题,国内有部分水表不在供水公司控制之列,经济效益与其无关。即使供水公司内部,营业部只注重水费回收,供应部注重水表价格,抄表员注重维护周期,很少有人真正涉及综合经济效益。随着市场经济的进一步发展,将会逐步向国际接轨,重视水表的选型和管理。
水表选用原则如下:
   水表型式
   应用场合
  水平螺翼式水表
  WPD
  LXLC
�经济条件好的供水公司
�管理好的供水公司
�长期在较大流量使用的工矿企业
�进水管径小、流通能力不足的管网
�流量变化频繁的管网
�有超大流量的管网
�需垂直安装的管网
  复式水表
  (母子表)
�对计量要求较高的供水公司
�经常在中小流量下使用的管网
�有可能偷水的场所
�与供水成本无关的管理部门
  垂直螺翼式水表
�经常在中小流量下使用的管网
�非供水公司管辖的管网
  旋翼式水表
�水质较差且缺少安装过滤器空间的管网
�用水量少又不便日常维护的管网
�非供水公司管辖流通能力充足的管网
  低价水表
�经济条件限制
�长期在中等流量连续供水的管网
�非供水公司采购安装的工程
�非贸易结算
 
   
   
   
 
 
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