摘要:出廠流量計計量精度關(guān)系到供水企業(yè)的產(chǎn)銷差等各項經(jīng)濟類考核指標,對其計量精度和運行可靠性定期評估非常必要。實踐證明，容積法校驗出廠管道式電磁流量計的方法可行。容積法中吸水井和清水池的水量變化對最終結(jié)果影響最大,該方法的核心是液位的正確測量,建議在測量點現(xiàn)場讀數(shù)。測量中,水量調(diào)節(jié)應緩慢進行,避免構(gòu)筑物內(nèi)液面波動過大造成液位讀數(shù)存在較大偏差。某一流速測量時間宜盡可能長,以收集較長穩(wěn)定時間段數(shù)據(jù),使測量結(jié)果更正確更具說服力。
1基本情況
目前,各水廠出廠計量普遍采用管道式電磁流量計,但隨著時間推移和運行工況改變,可能會造成流量計的穩(wěn)定性和精度下降，進而關(guān)系到各項考核指標如產(chǎn)銷差等的計算結(jié)果。由于在線使用的管道式電磁流量計拆裝困難,對流量計的在線校準，以及計量管理水平有著十分重要的意義�！豆艿朗诫姶帕髁坑嬙诰�校準要求》(CJ/T364--2011)(下文簡稱“標準")提供了標準表法和電參數(shù)法兩種在線校準方法,要求復校時間間隔不宜超過2年,具體由被校單位根據(jù)實際使用情況確定。
2需解決的問題
對所在城市的水廠出廠流量計進行檢驗工作,由于不具備超聲波流量計使用條件(缺少校驗井或無滿足條件的裸露管段),且超聲波流量計的精度比電磁流量計低,嚴格說來不符合計量量值傳遞的規(guī)則，因此,日常采用電參數(shù)法。當電參數(shù)法傳感器各參數(shù)正常時,轉(zhuǎn)換器的精度在+0.5%以內(nèi),但因其僅為性能測試,校驗結(jié)果不夠直觀,流量計的數(shù)據(jù)精度無法獲知。
對于安裝在出廠管段處的流量計,可以利用水廠構(gòu)筑物(主要是清水池和吸水井)作為測量容器,即容積法進行測定,該方法在下屬水廠也曾嘗試"。根據(jù)這一原理,結(jié)合水廠現(xiàn)場實際，制定了詳細的方案并進行實施。
3方案制定與實施
3.1總體思路
利用水廠的構(gòu)筑物作為測量容器,測量構(gòu)筑物內(nèi)水位在--定時間范圍內(nèi)的變化高度，以此來計算構(gòu)筑物內(nèi)水量的變化體積,將此結(jié)果與相同時間段內(nèi)電磁流量計的累計流量相比較,從而確定電磁流量計的計量性能。本次實施過程中,兼顧了不同的流速區(qū)間。
從原理上，這是一種基本直觀可靠的檢測方法,實施期間需依托生產(chǎn)系統(tǒng),其檢測時間盡量避開供水早、晚高峰,確保不影響安全供水。
該方法供水范圍相對較小，對全市供水影響不大,出廠流量計只有1個,由測量條件相對較簡單的A水廠進行,積累實際經(jīng)驗后,在適當?shù)臈l件下進行其他水廠的出廠流量計校驗工作。影響該方法精度的因素很多,測量過程中人員的配合、竣工圖尺寸與實際存有的誤差、水廠可能存在少量的漏水現(xiàn)象,特別是排空閥的泄露等，為此,測量前需周密計劃,精心實施，避免不必要的誤差。
3.2計算方案
A水廠凈水工藝為“混凝一沉淀--過濾一臭氧活性炭-消毒",構(gòu)筑物有平流沉淀池、普通砂濾池(包括反沖洗集水井).提升泵房、臭氧接觸池、活性炭濾池、吸水井和清水池。為使正常生產(chǎn)與校驗狀態(tài)間的切換安全快速,測量過程前后閥廣]的啟閉動作應盡可能少,尤其是手動閥門。
為此,在測量過程中,清水池前閥門不動作，確保原水不進人常規(guī)處理后,關(guān)停提升泵。參照這--思路,涉及水位有變化的構(gòu)筑物(甚至包括管道內(nèi)有無流量體積的變化)都需進行分析計算,計算工作量較多。另外,在測量過程中,隨著水位的下降,每一構(gòu)筑物的平面尺寸會有不同程度的變化,為減少誤差,這些因素都需納人計算方案中。
例如,本次對砂濾池的計算,就考慮到洗砂排水槽的影響,根據(jù)其構(gòu)造,分成了4個高差范圍進行計算;提升泵吸水室體積變化的計算中扣除了泵筒所占體積部分;對清水池和吸水井的面積,對照竣工圖紙減去了導流墻、梁柱等所占的面積,另外也考慮了人孔、溢流井等。
3.3準備工作
測量前完成以下準備工作,以減少測量過程來的誤差。
檢查廠內(nèi)閥門特別是砂濾池和炭濾池出水閥[]的關(guān)閉嚴密度,對有漏失閥門的濾池提前停用濾空或在測量過程中重點監(jiān)控;根據(jù)計算方案,準備好相應套數(shù)液位簡易測量裝置,供校核液位儀使用，分別安裝于清水池、吸水井、炭濾池出水渠沉淀池出水集水渠等處;準備各點上的測量記錄表格;根據(jù)工作量大小安排各個測量點上的工作人員,配備足夠數(shù)量對講機,統(tǒng)一校對時間;復核閥門(尤其是超越管)狀態(tài)，抽空窨井存水便于操作;供水調(diào)度中心及其他水廠做好水量調(diào)整準備。
3.4校驗實施
根據(jù)整體方案的部署,A水廠”對其出廠管上的1個管道式電磁流量計進行容積法校驗,具體實施步驟如下。
首先,將水廠清水池調(diào)至高水位,所在城市的其他水廠也相應放高清水池水位以防意外;測量前1h降低水廠出水負荷;關(guān)閉水廠沉淀池進水閥,將沉淀池液位降至出水槽以下;關(guān)閉自用水,關(guān)閉加礬泵,關(guān)閉加氯水射器增壓泵,關(guān)閉臭氧發(fā)生器，停尾水生產(chǎn);停提升泵,關(guān)閉砂濾池和炭濾池相應的進出水閥門;上述工作及人員到位后,待各測量點的液位波動緩慢穩(wěn)定時,現(xiàn)場指揮宣布開始測量,各個測量點工作人員記錄初始水位H,,電磁流量計初始值Q,和起始時刻1;每隔3min進行一次測量數(shù)據(jù)的記錄;測量期間逐步增大流量,再逐步回調(diào)流量;現(xiàn)場指揮宣布測量結(jié)束,最后一次記錄各點測量數(shù)據(jù);A水廠恢復生產(chǎn),恢復正常調(diào)度。
此后,搜集、匯總各類記錄數(shù)據(jù),進行后續(xù)的統(tǒng)計分析工作。
4結(jié)果分析探討
A水廠出廠電磁流量計的校驗測量從2017年4月11日13:35開始至15:08結(jié)束，統(tǒng)計總體偏差為-3.13%,因構(gòu)筑物容積的計算依據(jù)圖紙,其與實際尺可能存在差異,此外,計算過程中沒有考慮粉刷層厚度、蒸發(fā)量的影響等,該偏差值在可接受范圍內(nèi)。
此次統(tǒng)計中的偏差=(電磁流量計讀數(shù)-總體積變化)/總體積變化x100,結(jié)果若為負則表示出廠流量計計量小于實際出水量,為正，則反之。測量中的幾點體會探討如下。
4.1各構(gòu)筑物水量變化對結(jié)果的影響
據(jù)統(tǒng)計,各構(gòu)筑物的水量占比如表1所示。
表1的統(tǒng)計結(jié)果表明,在測量過程中,沉淀池、砂濾池等部分水量流人提升泵房,因此，在測量過程中對于水位有可能上升的測量點,要注意觀察其水位上升不能超過堰口,造成水量統(tǒng)計失誤。由于清水池前閥門沒有關(guān)閉,吸水井、清水池有少量水通過管道流人前工藝構(gòu)筑物。此外,本次的測量結(jié)果也表明,容積法校驗電磁流量計中需要重點關(guān)注并正確測量的是吸水井和清水池的水量變化。
4.2液位儀與人工標尺間的差異
液位的測量是整個容積法校驗的重點,其精度直接關(guān)乎計量結(jié)果。由于液位儀信號非數(shù)字傳輸,在測量過程中安裝了人工標尺這--液位簡易測量裝置，供校核液位儀使用。將測量的累計液位差同液位儀(中控、現(xiàn)場)測得數(shù)據(jù)進行比較,如圖1所示。.
由圖1可知,人工標尺測得的液位差值與現(xiàn)場液位儀基本吻合,其變化-致,但中控液位儀顯示的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一定的滯后性,這同信號的傳輸距離與解析方式相關(guān)。在日后的測量過程中,對于吸水井和清水池這些對測量結(jié)果影響較大的地方,需進行人工標尺讀數(shù),或?qū)x表校驗后進行現(xiàn)場讀數(shù)記錄。
4.3清水池測量點的選擇
由于清水池面積較大.在測量過程中,在清水池的初段、中段、末端與溢流井共4處安裝了相應的液位測量裝置。對這4處數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),雖然其絕對值存在差異,但累計液位差完全吻合,這表明某一點基本.能反應清水池的液位變化.后續(xù)測量工作可只選取-一個點位。
4.4不同流速區(qū)間偏差
本次測量兼顧了不同的流速區(qū)間,在不同流速(0.30、0.42、0.58、0.84.0.98、1.40m/s)區(qū)間的偏差分別是-3.65%、-5.35%、-4.24%、-3.95%.-3.35%、-1.62%,如圖2所示。
圖2的結(jié)果顯示,容積法校驗電磁流量計累計偏差開始階段不穩(wěn)定，后期趨于穩(wěn)定,在-3.0%附近。這是測量中不可避免存在某幾個時刻(特別出廠“水流量改變時)某些測量點液位波動較大,導致記錄數(shù)值與真實情況存有較大差異,-開始累計出水總量較少,偏差會相對放大,在后期累計水量大,這一原因?qū)е碌钠顪p少,偏差值也趨于穩(wěn)定。
另外,不同流速下,容積法計算值與電磁流量計測量值間偏差不同,同-流速不同間隔區(qū)間統(tǒng)計的偏差不完全接近,這可能是某一流速區(qū)間測量時段只有20~30min,沒有足夠長的穩(wěn)定時間導致的。在這一期間,構(gòu)筑物內(nèi)液位變化不大，如果讀數(shù)存在微小偏差,計算的相對偏大就會較大。在今后工作中,可以只選取2-3個流速區(qū)間,每個流速區(qū)間時間盡可能長,以收集較長的穩(wěn)定時間段數(shù)據(jù),使統(tǒng)計的偏差數(shù)據(jù)更具說服力。
4.5同清水池容積法的比較
一般采用容積法校驗出廠流量計計算的都是清水池和吸水井容積，即清水池容積法。需要關(guān)閉清水池前閥門,為檢驗閥廣門的閉合度,還需等待一段時間(至少10min),觀察清水池液位變化情況,如出現(xiàn)升高或降低,還需重新檢查直至穩(wěn)定。在這一.過程中,對于只有--根出廠管道的水廠，還會涉及到清水泵房水泵的關(guān)停動作。
本文所采用的容積法,同清水池容積法比較,準備工作和測量過程--樣都需要動用較多的人力物力,雖然較后者計算工作量增加很多,但校驗過程中動作較少,尤其是閥門的啟閉操作;另外,如水廠工藝不變化,構(gòu)筑物無新建、改擴建等情況,后續(xù)的校驗中可以一直沿用該計算方案。
5結(jié)語
實踐證明,容積法校驗出廠管道式電磁流量計的方法可行。
在該方法中，吸水井和清水池的水量變化對最終結(jié)果影響最大,務必力求正確，為盡可能減少絕對誤差,最好在竣工時,用高精度鋼尺實測其數(shù)據(jù),留作日后測試用;液位測量是容積法的核心,其精度直接關(guān)乎最后的計量結(jié)果,建議在測量點現(xiàn)場讀數(shù),如果有液位儀,測量前需校正;測量過程中避免水量突變造成構(gòu)筑物內(nèi)液面波動較大,影響測量讀數(shù);--般水量緩慢調(diào)節(jié)時,清水池內(nèi)初段、中段、末端的液位變化基本-致,其測量點的選取可根據(jù)實際安裝條件選取一點即可;某--流速測量時間宜盡可能長,這樣在同一流速下,可搜集到較長的穩(wěn)定時間段數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析結(jié)果更正確更有說服力。此外,在容積法實施過程中，對于水位有可能上升的地方,要注意觀察其水位上升不能超過堰口,造成水量統(tǒng)計失誤;需密切關(guān)注清水池水位變化情況,確保其在測量結(jié)束后不因水位過低而影響正產(chǎn)生產(chǎn)。
用容積法校驗出廠電磁流量計,初次進行時方案制定與計算工作量較大,測量過程需動用較多的人力物力,但經(jīng)實踐積累--定經(jīng)驗后,在日后的復校工作中將會較好開展,且其歷次校驗結(jié)果具有相當直觀可靠的對比意義。
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