分区计量/大用户电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法 拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场，当有导电介质流过时，则会产生感应电压，管道内部的两个电极测量产生的感应电压，测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。
分区计量/大用户电磁流量计 产品详情
分区计量/大用户电磁流量计
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法 拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场，当有导电介质流过时，则会产生感应电压，管道内部的两个电极测量产生的感应电压，测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。
应用行业：
适用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量，如洁净水、污水、各种酸碱盐溶液，泥浆、矿浆、纸浆以及食品方面的液体等，广泛应用于冶金、造纸、水处理、化工、轻工、纺织、电力和采矿等行业。
结构：
主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。
磁路系统：
其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰较小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之产蝗内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时，永磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以一般采用交变磁场，且是50hz工频电源激励产生的。
测量导管：
其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
电极：其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
外壳：应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。
衬里：在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
转换器：由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号ex经放大转换成统一的标准直流信号。
主要特点：
· 极强的抗腐蚀能力，几乎可测任何导电液体
· 测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响
· 抗干扰力强，几乎不受外界干扰
· 仪表内部无任何阻流部件，无压损，属于节能型仪表
· 直管段要求低，可在线标定
· 具有自检和自诊断功能，方便检修
· 在现场可根据用户实际需要在线修改量程 技术参数：
仪表型号
hlldg型（执行标准：jb/t9248-1999）
精度等级
0.5级
介质电导率
＞5μs/cm
可测*低流速
0.1米/秒
可测*高流速
15米/秒
量程比
1:20，可按客户要求订制
显示器
标配
信号输出
脉冲/4-20ma（负载电阻0-750ω）
供电电源
220vac,允差15%或+24vdc，纹波≤5%
通讯接口
可选rs485
通讯协议
modbus、hart、profibus等
测量管体（衬里）材质
氯丁橡胶、聚氨酯、ptfe、pfa、f46等耐腐材料
测量元件（电极）材质
316l不锈钢、钛合金、哈氏合金、钽合金、铂铱合金、碳化钨等
防爆等级
exd[ia]qiict5
防护等级
ip65，可选ip68
整机功耗
＜15w
仪表通经
dn10-dn2000
安装方式
法兰安装，可选法兰夹持、螺纹连接
公称压力
1.6mpa或订制
介质温度
＜180℃
环境温度
-30℃-60°c
供水管网两级分区计量的运行与管理
供水管网分区计量工作是个逐步推进的过程, 应从方案的制定、设备安装、流量计维护、数据分析、考核机制等方面建立相应的制度和管理办法。从两级分区计量的角度提出了该项工作中存在的问题及解决思路, 通过某供水管网的案例分析, 从运行和管理的角度进行论述, 提出的方法和措施在实际应用中产生了较好的效果。
分区计量将管网分为若干个相对独立的区域, 在每个区域的进水管和出水管上安装电磁流量计, 从而实现对各个区域入流量与出流量的监测。实现分区计量管理有利于降低产销差率, 合理分配包括人力、物力在内的各种资源, 使供水企业运行趋于科学化、合理化。但目前针对供水管网的分区计量还存在以下问题:
(1) 分区计量划分设计方案欠缺严谨, 分区间的供水管道阀门不完全关闭或者漏装流量计, 导致未能形成独立监测区域;
(2) 分区不够细, 分区后仍然无法锁定漏损地点;
(3) 分区流量计出现故障后维修期长, 导致数据缺失;
(4) 缺乏统一的数据管理平台对分区流量数据进行管理, 导致基础数据多样化;
(5) 售水量的统计范围与分区范围存在偏差, 造成产销差数据失真;
(6) 没有建立完善的考核机制, 或不能够引起足够的重视。
为此从运行及管理的方面提出解决思路, 并通过某供水管网两级分区计量的案例进行分析。
1 供水管网两级分区计量管理的思路建立分区计量*重要的原则是对用户服务水平没有大的影响, 分区边界不一定是固定不变的, 当操作条件改变时, 边界也许需要修正;分区边界的设定通常受到地面标高、地形、道路的限制, 应尽量保证所选区域供水管网的完整性及其自然边界;区域大小的划分, 主要依据供水管网现状, 结合水力模型, 并分析供水区域水量;分区管理应遵循经济性、效益性, 力求效益*大化。
1.1 方案设计供水管网分区关键是要详尽、透彻地了解现有管网的水力**行信息, 分区管理方案设计的**步是审查管网基础结构, 根据管网的水力学和规范进行, 从主管开始向支管扩展。为便于识别管网泄漏的部位, 先将管网分割成几个较大的区域, 再将每个分区分割为几个适当大小的二级分区[2]许刚, 朱子朋, 刘文杰, 等.大规模供水管网分级分区计量应用研究[j].给水排水, 2015, 41 (1) :96-98.xu gang, zhu zipeng, liu wenjie, et al.research on large scale water supply network graded and zoning measurement[j].water&wastewater engineering, 2015, 41 (1) :96-98 (in chinese) .>[2], 使用水力模型分析和辨别出管网中的异常状况 (如未知的阀门关闭等) 。
1.2 两级分区计量的运行和管理(1) 先进行上等分区的划分, 形成上等供水分公司管理, 独立考核产销差, 流量计的数据通过远传设备传输至公司的调度中心数据库, 建立分区数据平台统一汇总, 上等分区流量计的维护由公司的计量中心统一维护。
(2) 各供水分公司建立二级分区计量, 形成二级供水所管理, 独立考核产销差。流量计则由供水分公司维护, 数据报表由供水分公司生成, 公司可对分公司的维护是否及时、数据是否准确进行考核。
(3) 建立各个二级分区供水量与售水量之间的逻辑对应关系, 通过营业系统将用户归纳到各个二级分区当中, 实现每个二级分区月度产销差率的统计, 营业数据需剔除耗水量及追欠水量等突发水量, 以便日后通过月度统计掌握每个二级分区漏损水量, 更好地指导控漏工作。
(4) 进一步建立管网漏损定位系统, 通过对分区内供水水量、水压的动态跟踪及突变分析, 及时发现爆管等大的漏损, 及时定位漏点位置。
2 案例分析某自来水公司日均供水量超过410×104m3, 供水管网总长接近6 000 km, 有6座水厂, 近30个加压泵站, 供水服务面积超过1 000 km2, 服务区常住人口接近1 000万人。
以河流、铁路、加压站等为分界线, 以投资少、方便实施等为原则, 在管网上安装59个流量计和5个远传水表, 加上水厂25个出厂水的流量计, 将该自来水公司分成北区、中区、南区和东区四个上等分区, 实现了四家供水分公司供售水同步, 及四家供水分公司的产销差考核。
在上等分区的基础上进行二级分片划分, 主要原则是布点合理, 对现状供水管网运行的影响可减小到*低程度, 确保水压、水质运行稳定;使划分的分区具有一定的代表性和进一步漏损分析的可能性, 同时流量计的安装数量尽量少, 且便于施工;充分利用阀门关闭的闭环区域, 这样可以利用现有加压站和水厂的流量计, 少加或者不加就达到划分二级分区的目的。共建立34个二级分区, 需安装流量计和远传水表总计84个。
该公司两级分区结构见图1。
图1 某自来水公司两级分区计量结构
2.1 分区流量计的选型分区计量流量计的选型关系到整个项目的顺利实施, 影响到投资金额和实施进度, 是分区计量工作中的重要环节, 从经济、技术、实操性等方面对电磁流量计和四声道插入式超声波流量计进行对比, 结果如表1所示。
表1 选型对比分析
鉴于分区计量流量计安装除具有路面开挖、停水安装等施工难点外, 流量计的市电电源引接安装也是制约流量计投入运行的重要影响因素, 而且外电源的可靠性影响到日后分区计量考核落实的关键, 因此以选择自带电池的流量计为主。
对于小口径管道, 由于电池型的电磁流量计与四声道超声波流量计价格相差不大, 因此对于口径为dn300、dn400的管道可采用电池型电磁流量计或智能远传水表计量, 口径为dn400以上的管道采用四声道插入式超声波流量计。如果限于现场条件不能满足超声波直管段安装要求的位置, 则采用电磁流量计。
2.2 运行和管理建立分区后, 公司建立统一的数据采集系统、数据管理平台。数据采集系统根据使用要求, 做到自动实时巡检采集和手动采集, 通过对流量曲线定时定期的对比分析, 掌握主干管实时流量、流向等运行工况, 动态分析判断管网有无漏损及异常发生, 为调度决策、爆管判断提供依据, 并量化考核各分公司的漏失水量, 增强各分公司之间的良性竞争, 在分公司下设供水所, 对口管理相应的二级分区。主要包括以下工作:
(1) 分区计量流量计是各区供水水量的重要计量工具, 为分析各区供水水量的产销差、漏损率等提供重要的依据, 分区计量流量计的运行正常与否, 关系到分区计量相关工作的开展。为确保分区计量流量计的正常运行, 需要明确相关部门的职责, 制定分区流量计管理办法, 并建立流量计维护管理的考核机制。
(2) 设专人对分区流量计的数据进行核查, 包括瞬时流量和累计流量是否吻合、流向是否有异常、瞬时流量数值是否有突变等;及时发现相关流量计的故障, 通知维修单位进行检查以及维修, 判断远传设备、流量计传感器、表头等故障;如遇到流量计故障而致数据无法恢复时, 需按照事先约定的估算方法对流量数据进行估算;每天对采集的分区计量数据进行分析、汇总, 利用各分区流量计数据形成分区流量日统计报表, 并发送给相关人员及时掌握数据信息。
(3) 结合各供水分公司或供水所的售水量, 计算产销差, 结合抄表周期对各分公司或供水所进行月度考核、累计考核及年度考核, 如2016年度某分公司数据如表2所示。
表2 2016年度某分公司产销差数据
(4) 数据管理平台根据使用需求为每个用户设立独立账户, 保证数据的安全性与统一性, 各供水分公司或供水所相关技术人员可通过各自账户登录到数据管理平台, 对分区水量进行分析, 通过供水量与售水量计算产销差率, 分区水量分析还可以通过数据对比发现水量异常。各二级分区供水量占比如图2所示, 其中带星号的分区包含水厂的出厂水流量计, 可用于分析出厂水流量计的运行情况。
图2 两级分区供水量占比示意
2.3成效分析某二级分区内共涉及4个流量计, 其中两个是上等流量计, 管径是dn800, 另外两个是二级流量计, 管径分别是dn800和dn1 200, 该二级分区冬季日均供水量为7 000 m3, 产销差数值异常大, 通过对二级分区内相关管道的阀门进行时段开关测试, 结合一、二级流量计数据的分析, 准确地对漏点进行定位, 经过对漏点的修复, 降损效果明显, 供水产销差明显下降。
3 结语供水管网分区工作是个逐步推进的过程, 在实施过程中会遇到很多具体问题, 从方案的制定、设备安装、流量计维护、数据分析、考核机制等方面都需建立相应的制度和管理办法, 才能节省投资, 提高效益。从两级分区计量的角度提出了该项工作中存在的问题及解决思路, 通过案例分析, 重点从运行和管理的方面给出一些建议, 如:建立完善的考核机制, 对维修的时效性、及时性、维修质量等进行量化考核;建立供水量与售水量数据统一平台, 对分区供水量进行分析, 掌握区域的需水量等。下一步将考虑进一步建立三组长分区, *终形成以居民小区为主体的分区计量, 识别漏损大的小区, 实现漏损的精准定位。