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电磁流量计

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浅析电磁流量计在供水企业降低购销差率中的应用

来源:作者:发表时间:2017-07-14 08:33:50

 摘要:以工业园区供水企业购销差率为研究对象,通过对近 2 年购销水量和差率数据进行分析,发现购水量增长幅度和差率之间存在一定的关联。在此基础上进一步对电磁流量计的选型和实际使用中影响计量准确性的因素进行分析,OPTIFLUX2300 电磁流量计的流速范围应在 0. 3 ~12 m/s,而根据园区日均水量折算的平均流速仅为 0. 034 m/s,因此造成流量计未能在最佳工况条件下工作,计量的准确性无法保证。此外,工业园区用水波动较大,基于电磁流量计的工作原理,在用水量突然增大时由于流速不稳定,造成切割磁感应强度不同,感应电流大小不断变化,导致误差进一步增大。

 
              自来水的购销差是指自来水在趸售过程中,即从城市水厂购水后通过输配水管道送至各企业的过程中不可避免地产生的水量损失,并由此引申产生了购销差率(以下简称差率),购销差率 = (购水量- 售水量) /购水量 × 100%。对于工业园区而言,用水量受企业所属行业、生产规模、生产时间等诸多因素的影响而呈现波动。但是差率除了与水量变化相关外,还受管网漏损、水表计量误差以及违规违章用水等影响,更为复杂。笔者结合工业园区的实际经验,探讨了供水企业如何降低购销差率的问题,以期减小因电磁流量计和贸易结算表等设备选型问题造成的误差。
 
1 概况
              某工业园区位于天津滨海新区海河下游冶金工业区,是兼具重型装备制造产业与物流产业的综合性产业园区。园区主要部分位于天津市东丽区范围内,占地规模约为 11. 23 km 2 。区内企业现有大型装备制造业及关联机械加工用水企业 9 家。
 
2 差率以及存在的问题
              某工业园区各年购销水量及差率情况如表 1 所示。可以看出,2012 年的差率维持在较低水平,但进入 2013 年以来差率呈直线上升,特别是 4、5 月份差率急剧增加。
某工业园区各年购销水量及差率
3 问题排查及解决措施
              差率增加后,采取以下措施逐项排查排除,并最终确定关键因素。
3. 1  增加抄表频次
              将抄表频率由之前的十日调整为每日抄表。2013 年 5 月上旬购销水量及差率情况如表 2 所示。通过持续监控可以看出,大部分时间差率都维持在13% 以上,且不是呈线性上升或下降,而是波动变化。根据这种持续波动可以初步推断此次差率的大幅增加并非偶然造成,这也进一步证实了管网存在暗漏的可能性很小。因为若存在管网暗漏,差率应该持续升高,而不会呈现波动变化。
2013 年 5 月上旬购销水量及差率
3. 2 排除管网漏损
              园区内的供水管网于 2011 年陆续建设并投入使用,运行状况良好。此次差率突变后,进一步加大了巡视力度。将日常巡查和重点企业的专业巡查相结合,同时采取观察周边路面水渍、凹陷情况以及请专业公司探漏等辅助手段,均未发现跑、冒、滴、漏现象,说明可以排除管网存在暗漏的可能性。
 
3. 3 调查水量和生产变化情况
              园区内企业用水量极不均衡,4 家大用户的用水量占整个园区用水量的 90% 以上。差率剧增后,了解到其中 3 家大用户由于生产规模扩大使得用水量有了明显增加,调查中未发现有私自接管、防险表后接水等违规用水现象。
 
3. 4 基础数据分析
              通过对 2012 年全年和 2013 年 1—5 月的购销水量和差率数据进行分析,发现购水量增长幅度和差率之间存在一定的关联:当购水量增长呈上升趋势时,差率也同步上升;当购水量增长呈现下降时,差率亦同步下降。在总共 48 组观测数据中,符合此规律的有 35 组,占 73% (见表 3,表中选取了 2012年上半年的数据)。同时,数据显示在 2013 年 4 月底差率突然增大时,购水量剧增 84% (2013 年 1—3月平均日购水量为 1 721 m 3 ,4 月底日购水量增至3 171 m 3 ),为上述推论提供了佐证。
 
3. 5 电磁流量计的检查
              排除了管网漏失和违规用水的影响因素后,将排查重点锁定在园区入口处的电磁流量计上。
① 电磁流量计的使用情况
              该电磁流量计于2011 年7 月投入使用(之前使用机械表),用于计量整个园区的总用水量,并作为水厂与区域水务公司结算水费的依据。流量计口径与 供水管道管径均为DN800。经过数据分析发现,当区内用水量(即售水量)增加时,电磁流量计显示的购水量也同时增加,差率亦同步上升。
2012 年上半年购水量差与差率
② 问题分析
              正常使用中的电磁流量计其计量准确性的影响因素主要有:电源是否良好;管道是否处于非满管状态;管道内部是否有气泡;信号电缆是否损坏;周围是否有电机磁场干扰。针对以上几点,对电磁流量计及其周边环境进行了详细检查,未发现问题。在流量计前加装排气阀,也未见气体排出,排除了管道内存在气泡的可能性。经过进一步查阅所选电磁流量计的相关资料,该型号电磁流量计的流速应在0. 3 ~12 m/s,参照其工况曲线得知在低流速时测量误差更大。
 
              自市政自来水管网接入园区的主管道管径为DN800,在 0. 3 m/s 的最小流速下,对应的小时流量为 542 m 3 ,日流量为 13 008 m 3 。实际上,2012 年至2013 年5 月,园区内的平均日用水量为1 472 m 3,折算的平均流速为 0. 034 m/s,远低于流量计0. 3 m/s的最小流速。由此可见,流量计并未在最佳工况条件下工作,因此无法保证计量的准确性。此外,基于电磁流量计的工作原理,在用水量突然增大时,由于流速不稳定,造成切割磁感应强度不同,感应电流大小不断变化,导致误差进一步增大。
 
③ 解决措施
              基于数据分析以及对电磁流量计的深入研究,经与供水单位协商实施了流量计的切换,将现用电磁流量计切换为之前的机械表。重新启用机械表后,差率明显下降。与换表之前相比,在售水量基本相同的情况下,差率下降了 10% 以上,但期间偶尔出现波动。
 
4 企业的贸易结算表
              不考虑电磁流量计的误差,若企业的贸易结算表计量不准同样会对差率造成影响。园区内企业安装的贸易结算表均为水平螺翼式水表,以 4 家主要用水企业为例,主要用水企业的用水量情况见表 4,水平螺翼式水表的流量范围见表 5。
 
4. 1 存在的问题
              通过表 4 和表 5 对比发现:①4 家企业目前的日用水量最大值和最小值差距较大,显示的水量波动较大;②5 块水表的最大日和平均日用水量均远远低于所选水表的常用流量;③除了企业 A 的水表外,其他企业的最小日用水量尚未达到选用水表的分界流量。
 
              由于水表在常用流量下工作性能的稳定性和耐用性是最佳的,因此水表选型时应选择常用流量最接近实际使用流量大小和范围的水表。而目前 4 家企业使用的水表显然不符合此要求,故计量的精确性难以保证。
 
4. 2 解决措施
              产生上述现象的原因主要是由于企业未能按期达到生产规模,实际用水量远低于新装申报水量,且用水量不均衡,波动较大。针对这种用水特性,广泛筛选后基本确定以 WSD 水表替代现有水表,其流量范围见表 6。
 
              WSD 水表具有更小的最小流量和分界流量,量程也更宽,可为今后的水量增长预留空间。换表过程中将个别企业的水表口径调低了一档,既能满足未来水量增长的需要,又能提高水表计量的精确性。
 
5 结论与建议
              ① 重视日常管理,完善基础数据通过对基础数据的归纳、整理能够找出问题的关键,从而确定解决问题的措施。此次差率的剧增并非偶然,而实际上与 2013 年 4 月初的一次意外抄表失误密不可分。正是这次失误影响了当期差率的计算,使得问题没有被及早发现,从而造成 4 月底差率骤增。通过数据分析获得购水量增长与差率变化之间的关联,确定将电磁流量计作为重点研究对象。在切换流量计后,差率随之下降,且随购水量增长的变化关系也不再明显,在 31 组观测数据中符合这种规律的只有 12 组,仅占全部数据的 39%,明显低于换表前的 73%。
 
② 问题发生时重视一切影响因素
              结合供水区域内服务对象的性质,应密切关注可能影响差率的每一个因素,包括各用户水量变化是否随工作时间或季节变化增加或减少,自来水管网及相关设施的建设和使用情况,有无违规用水以及总计量表和各企业贸易结算表是否正常等。通过采取有针对性的措施,采用排除法逐步缩小范围。为了缩短时间,很多工作可以同步开展、穿插进行。
 
③ 积极吸收行业先进经验
              将电磁流量计切换为机械表后差率明显下降,同时解决了区内企业现装水表普遍存在的水表型号不匹配问题,通过调查并结合自身实际情况,更换了更加适合的贸易结算表,使得差率进一步下降并保持稳定。