摘(zhāi)要：供水管網中大(dà)口(kǒu)徑流(liú)量計 的(de)測(cè)量應(yīng)用一(yī)直是供水(shuǐ)行業所面臨的(de)一個難題。目前(qián)雖然用于大口徑管(guǎn)道上的流(liú)量儀(yí)表(biǎo)很多,但(dàn)是(shì)就(jiù)其性能以(yǐ)及應用效果(guǒ)來(lái)看，仍然(rán)各(gè)有短(duǎn)缺,另外(wài),水計量對保(bǎo)護珍貴的(de)水(shuǐ)資(zī)源、提高供(gòng)水行(háng)業的經濟(jì)效益有着(zhe)十分重要的意義。本(běn)文結合“克(kè)市南(nán)湖(hú)(東(dōng)污(wū)溝水庫(kù))改造工程(chéng)取水工程”,就大口徑(jìng)流量(liàng)計(jì)在(zài)供水(shuǐ)管網中計量方(fāng)面的應(yīng)用(yòng)做出(chū)了相(xiàng)關的技(jì)術(shù)分析與探(tàn)讨。
0引(yǐn)言
　　大(dà)口(kǒu)徑流量(liàng)計的(de)計量(liàng)問題(tí)倍受人們關注(zhù)，是因爲水(shuǐ)計(jì)量的數據對保護珍貴的水資源(yuán)、提高(gāo)供水行業(yè)的經(jīng)濟效益有着十(shí)分重要的(de)意義。
　　克市(shì)南湖(hú)(東污溝(gōu)水庫)改(gǎi)造工程取(qǔ)水工程(chéng)"就(jiù)是将穿城(chéng)河水(shuǐ)引(yǐn)至南(nán)湖(hú)(東溝污(wū)水庫),将(jiāng)南湖(hú)打(dǎ)造成景觀湖,并(bìng)同時擴(kuò)大(dà)克(kè)拉瑪依市水資源系統備(bèi)用蓄(xù)水(shuǐ)設施能(néng)力。由(yóu)此(cǐ)可見，做(zuò)好南(nán)湖取水工(gōng)程水流(liú)量的交(jiāo)接計量具有十分重(zhòng)要的意義。
1工程概況及特(tè)點分析
1.1引(yǐn)水工(gōng)程概況
1.1.1沿(yán)線條(tiáo)“克市南湖(東污(wū)溝水庫)改(gǎi)造工(gōng)程取水工程”沿線條(tiáo)件如(rú)表1所示(shì)。
 
1.1.2取(qǔ)水(shuǐ)水源水(shuǐ)質
　　新建南(nán)湖水(shuǐ)拟采(cǎi)用穿(chuān)城河水源補充(chōng),水質(zhì)參照阿依庫勒(lè)水庫水質(zhì)，可滿(mǎn)足備用水(shuǐ)源水(shuǐ)質要求，見(jiàn)表2,數據來源于(yú)2012年3月(yuè)12日市環保局監(jiān)測數據(jù)。
 
1.2引水工(gōng)程大口(kǒu)徑管路液體(tǐ)流量測量(liàng)的特點(diǎn)及儀表(biǎo)選型(xíng)注(zhù)意事項(xiàng)
　　綜合表1、表2,可得(dé)以下結(jié)論(lùn):
1)由表(biǎo)1可知，取水(shuǐ)管道水流(liú)爲自流狀(zhuàng)态,且沿線高程很小，管路口徑(jìng)大,要求壓損越(yuè)小越好，流(liú)量儀(yí)表選型(xíng)時(shí)就要(yào)使壓損盡(jìn)可能小。
2)由(yóu)引水(shuǐ)規模(mó)可知(zhī),此大口徑(jìng)管路的(de)平(píng)均流速爲v=1.2m/s。
3)不(bú)适用局部縮(suō)徑的方法提高流速,以免(miǎn)造成(chéng)壓(yā)力(lì)損失過大(dà)。
4)由于流速(sù)較低(dī),流(liú)體(tǐ)中的(de)污垢(gòu)、懸浮物等極易在管道内(nèi)壁沉積。設計時(shí)應考慮儀表與流體(tǐ)接(jiē)觸部分(fèn)的清(qīng)洗。
5)測量範(fàn)圍度要求大。水(shuǐ)管流量不(bú)能保證恒定(dìng),相差懸殊。
6)防護(hù)等級要(yào)求高。取(qǔ)水(shuǐ)管道(dào)口徑大，且途經(jīng):世紀公(gōng)園等(děng)市(shì)政規劃區,大口(kǒu)徑管路(lù)實行埋地敷設,流量傳(chuán)感器(qì)安裝在儀(yí)表井内的管段上。由于地(dì)表綠(lǜ)化用水(shuǐ)、井壁滲透和(hé)管路(lù)外漏(lòu)等原因常常引(yǐn)起井内水位上(shàng)升而淹沒流量(liàng)傳感器。
7)取水管(guǎn)道水質呈堿性(xìng),需考(kǎo)慮(lǜ)腐蝕問(wèn)題。
8)取水管(guǎn)道流量儀(yí)表(biǎo)用(yòng)于貿(mào)易結(jié)算。
2供水管(guǎn)網中(zhōng)大口徑流(liú)量計應用現狀(zhuàng)及分(fèn)析
2.1插(chā)入(rù)式(shì)流量(liàng)計
2.1.1 插(chā) 入式(shì)渦輪(lún)流量計
　　價(jià)格較低。但流體(tǐ)中含固體顆粒(lì)時,極易導緻渦輪卡滞。且四氟生料帶之(zhī)類的(de)異物(wù),極易繞在渦(wō)輪葉片(piàn)，上,導(dǎo)緻流量系數改變，而大口(kǒu)徑管路上加(jiā)裝網目(mù)數滿足要(yào)求的過(guò)濾(lǜ)器又不太(tài)現實。
2.1.2差壓式均(jun1)速管流量計
結構簡單,價(jià)格便宜。但是,水中泥沙易将(jiāng)取(qǔ)樣孔(kǒng)堵死(sǐ)而引起(qǐ)故(gù)障,相對流(liú)量較(jiào)小時(shí)誤差增大。
2.1.3 插 入(rù)式渦街流量計(jì)
　　受其測量(liàng)原理的制約,可測流速下限隻能達到(dào)0.3m/s,在測量(liàng)對象(xiàng)的流速下限要求更低時(shí),不能勝任。
　　總(zǒng)的(de)來說(shuō)，插人(rén)式流(liú)量計具有一些(xiē)優點:1)購置費。管徑愈(yù)大愈便宜(yí)。2)安裝費。采(cǎi)用不斷流取出型可(kě)節省旁(páng)路管及其輔(fǔ)助設備。3)運(yùn)行費(fèi)少，壓損小(xiǎo),能耗(hào)費低(dī)。但測(cè)量精度很低。
2.2電(diàn)磁流量(liàng)計
　　電磁(cí)流量(liàng)計 在(zài)水流(liú)量測量中有重(zhòng)要地位,這(zhè)是因爲該種儀表具(jù)有以下優點:
1)測(cè)量管(guǎn)内無可動(dòng)部(bù)件(jiàn),不會(huì)引起附加的壓力損(sǔn)失;2)測量精度高(gāo)，且輸出(chū)本質上(shàng)是線性的;3)範圍度大,保證精度(dù)的範(fàn)圍度(dù)一(yī)般(bān)可達40:1,可測範圍(wéi)可達200:1。但(dàn)是,本工程若采用電磁流量計,會(huì)存在以下(xià)問題:1)在(zài)線(xiàn)使用的(de)大(dà)口徑電磁流(liú)量計,由(yóu)于不(bú)停(tíng)水(shuǐ)檢測(cè)及不方便拆卸(xiè)等原因(yīn),難以做(zuò)到故障(zhàng)維修或(huò)按期進(jìn)行周期(qī)檢定(dìng);2)大口徑産(chǎn)品價格高;3)從正(zhèng)确性、經濟性方(fāng)面考慮，推薦使用的流速範圍(wéi)爲1~5m/s。本工程中,流(liú)速可能<1m/s,因(yīn)此其(qí)精度不能(néng)保證(zhèng);4)由于(yú)流速低,易(yì)在測量(liàng)管(guǎn)内襯(chèn)和電(diàn)極上形成(chéng)沉積物,造成測(cè)量不正(zhèng)确。要及(jí)時清洗檢(jiǎn)測件(jiàn),就必(bì)須增(zēng)加旁路管。大(dà)口(kǒu)徑管路(lù)因爲投資和(hé)位置空間限制,這一點不(bú)易辦(bàn)到。
2.3超聲(shēng)波(bō)流量(liàng)計
2.3.1兩種超(chāo)聲波(bō)流(liú)量(liàng)計的選擇
　　目前(qián) 超聲波流(liú)量計 有管道安裝式和外(wài)敷式兩種(zhǒng)。管道安裝(zhuāng)式由于其大口(kǒu)徑産品價格(gé)高(gāo)、不方(fāng)便(biàn)拆卸等(děng)原因,所以(yǐ)本工(gōng)程不(bú)考慮采用。本工程最(zuì)終采(cǎi)用超聲波(bō)流量(liàng)計(外敷式(shì))。
2.3.2超聲波流量計(外敷(fū)式)技(jì)術特(tè)性與(yǔ)其它(tā)大口徑流(liú)量計比(bǐ)較(jiào)
　　超聲(shēng)波流量計(jì)(外縛(fù)式)是目前其它流量(liàng)計(jì)所(suǒ)無法(fǎ)做到的獨有的(de)測量(liàng)方式(shì),是适(shì)于解決大(dà)口徑流量測量困難(nán)問題(tí)的一.類流(liú)量計(jì),有較突出(chū)的優點:
1)超(chāo)聲波流量計的“外縛(fù)式”安裝(zhuāng),檢(jiǎn)測件(jiàn)内無阻礙物,不(bú)幹擾流場,不會(huì)堵塞(sāi),無(wú)附加壓(yā)損。
2)安裝時無需破壞管道(dào)。無論(lùn)是管(guǎn)段式或是插(chā)人(rén)式都需要(yào)在管道上開孔,或截管法(fǎ)蘭連(lián)接,或停運安裝(zhuāng),而超(chāo)聲波流量計外縛即(jí)可,安(ān)裝成本大(dà)大降(jiàng)低。
3)由于“外(wài)縛式”測量(liàng)爲非接觸(chù)式,測量時探頭(tóu)夾縛(fù)在管(guǎn)道外(wài)側，沒有防腐防(fáng)污處(chù)理的要求(qiú)。其他儀(yí)表(biǎo)需考慮接(jiē)觸材質的(de)選材,且選材等(děng)級愈高,造價愈昂貴(guì)。
4)測(cè)量(liàng)管徑(jìng)足夠大時,其它(tā)流量計均(jun1)會受到機械加工或(huò)運輸的限制而(ér)無法(fǎ)滿(mǎn)足(zú)測量(liàng)要求(qiú),超聲(shēng)波流量計外敷式可(kě)很好地解決,而且一(yī)台表可(kě)任(rèn)意測量各(gè)種管徑,而管(guǎn)段式儀(yí)表--台表隻(zhī)能針對性(xìng)地(dì)測量一(yī)種管徑的流量。
5)無定(dìng)期調校和(hé)定期拆(chāi)洗(xǐ)等要求。由(yóu)于儀(yí)表不與被測(cè)介質接(jiē)觸,故無需進行(háng)定期拆洗(xǐ)、定期(qī)排污等維護工(gōng)作,大大降(jiàng)低儀(yí)表的(de)運行(háng)維護(hù)成本。
6)超(chāo)聲(shēng)波流量計的測量精(jīng)度同管徑有關(guān),管徑(jìng)越(yuè)大,精度(dù)越高。有的供應(yīng)商能提供(gòng)帶測量管的(de)多聲道時差(chà)式超聲流(liú)量計,正确(què)度最(zuì)高可(kě)達0.15級(jí)。
7)量程(chéng)比大,基(jī)本無(wú)上(shàng)限。
8)對(duì)直管段的要求較寬松。一(yī)般流(liú)量計,通常會嚴格要求測點前(qián)10d後5d。而(ér)超聲波流(liú)量計對此(cǐ)則較寬松,測點(diǎn)前7d後(hòu)3d即(jí)可,甚至(zhì)更(gèng)小(xiǎo),測量點選(xuǎn)擇範(fàn)圍更寬。這(zhè)樣測量時(shí)會更(gèng)加方(fāng)便(biàn),減少測(cè)量時的安裝難(nán)度。
9)對于本工程(chéng)，由于地表(biǎo)綠(lǜ)化(huà)用水、井壁滲透(tòu)和管路(lù)外(wài)漏等(děng)原因常(cháng)常(cháng)引起(qǐ)井内水位上升(shēng)而很可能淹沒流量傳感器，所(suǒ)以用超聲波流(liú)量計(jì)的傳感器(qì)和變送器(qì)爲分(fèn)體式(shì)安(ān)裝:傳感(gǎn)器安裝(zhuāng)在(zài)管内,探頭(tóu)的防護等級爲潛水型;超(chāo)聲波(bō)流量計變(biàn)送器目(mù)前(qián)做不到ip68,所以将(jiāng)變送器安(ān)裝在儀表(biǎo)井,靠(kào)近上部。
　　超(chāo)聲(shēng)波流(liú)量(liàng)計(外(wài)縛式(shì))與幾種(zhǒng)常(cháng)用大口徑流量(liàng)計的(de)性(xìng)能比較(jiào)如表3所示。
 
3供水(shuǐ)管(guǎn)網(wǎng)中(zhōng)大(dà)口徑(jìng)流量計應(yīng)用存(cún)在的(de)問題(tí)及解(jiě)決方案
　　由(yóu)于對(duì)大口徑水流量(liàng)計不能停(tíng)水檢(jiǎn)測及(jí)不方(fāng)便拆(chāi)卸等(děng)原因(yīn),進行(háng)校準和(hé)檢定也(yě)是水工業發展(zhǎn)和(hé)計(jì)量學的一(yī)項技術難(nán)關(guān)。
3.1送(sòng)檢困難
　　南湖取(qǔ)水流量計(jì)用于(yú)貿易(yì)結算,對其(qí)必(bì)須進行周期(qī)性強(qiáng)制(zhì)檢(jiǎn)定(dìng)。由(yóu)于我國大(dà)于dn400以(yǐ)上的大(dà)口徑流(liú)量計(jì)檢定站很少,流(liú)量計送檢(jiǎn)不便且(qiě)增(zēng)加了(le)運輸成本。
3.2在線(xiàn)實流(liú)檢定(dìng)困難(nán)
　　由于大口徑流(liú)量計的現場工(gōng)作條(tiáo)件(jiàn)與實驗(yàn)室的工作(zuò)條件(jiàn)相差(chà)很(hěn)大，因此(cǐ)所有供(gòng)水(shuǐ)企業(yè)根據(jù)各(gè)自實際(jì)條件,都(dōu)在探索(suǒ)切實(shí)可行(háng)的實(shí)流檢定方法。傳統主(zhǔ)要采(cǎi)用标(biāo)準表法,有(yǒu)如下(xià)缺點:
1)要(yào)求正(zhèng)确(què)知道管道(dào)參數,而現場實(shí)際情況又(yòu)難(nán)以确定;2)作爲标(biāo)準表要(yào)求有較理想的管道安裝(zhuāng)條件(jiàn);3)人爲(wèi)因(yīn)素對測(cè)量的影響較大(dà);4)現場流量不易調控,很難實現全量程測(cè)試。
解(jiě)決方法:
　　将(jiāng) 便攜(xié)式超(chāo)聲(shēng)波流量(liàng)計(jì) 作(zuò)爲标準表(biǎo)。運用便攜(xié)式超(chāo)聲波流量計實現在線大口徑流量計檢測的優點:
1)可實(shí)現不(bú)斷流測量,設備便于攜帶(dài),安裝(zhuāng)方便;2)不幹擾流(liú)場,無(wú)壓力(lì)損失(shī),穩定(dìng)性(xìng)好;3)外夾(jiá)式探(tàn)頭,可(kě)以根據管道(dào)現場情(qíng)況移動安裝測(cè)量;4)适(shì)用範圍廣,可用于各(gè)種類型流(liú)量計的在(zài)線檢測;5)适應性(xìng)強，可(kě)用(yòng)于不同(tóng)管徑.不同介質的檢(jiǎn)測;6)标準表(biǎo)價格(gé)基本(běn)與(yǔ)所(suǒ)測管徑無關,性(xìng)價比高。
　　運(yùn)用便攜式(shì)超聲波流(liú)量計開展在線(xiàn)大口徑(jìng)流量計(jì)的檢測,這種方(fāng)法極大地方便(biàn)了供水企(qǐ)業的(de)計量(liàng)工作(zuò).同時(shí)也有(yǒu)效降低了企業(yè)在(zài)計(jì)量方(fāng)面的資(zī)金消耗(hào)。
4結論與展望
　　論(lùn)文結合“克(kè)市南湖(東污溝(gōu)水庫(kù))改造工程(chéng)取水工程(chéng)",對(duì)供水管(guǎn)網中各(gè)類大口徑流量計(jì)的主(zhǔ)要技術特(tè)點和影響因(yīn)素進行(háng)了分析(xī)與(yǔ)研究，爲大口(kǒu)徑流量(liàng)計進一步(bù)的推(tuī)廣應(yīng)用提供了實踐經驗(yàn)。同時，希望(wàng)各(gè)種大口徑流(liú)量計(jì)的性(xìng)能更趨于完善(shàn),更好(hǎo)地解決大(dà)口徑(jìng)流量計的(de)檢定難(nán)問題。

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