智慧供水3.0实现供水企业效益最大化

 

智慧供水3.0实现供水企业效益最大化

汇中仪表股份有限公司    苏志强

 

摘要：本文介绍了基于智慧供水3.0的理念和技术应用，重点介绍在供水企业的进厂水、出厂水、管网输送、销售服务的各个流程环节的感知层实践应用与案例，为供水企业提供效益最大化的整体解决方案。

关键词：经济效益  智慧供水3.0  感知层  整体解决方案

经济效益指标

企业的生产经营活动是一个复杂的过程，由多方面的内容和环节构成，所以决定企业经济效益的因素也是多方面的，任一经济效益指标只能反映其中的一个侧面。因此，为了能够客观地反映企业的经济效益，必须从多角度进行考核，采用一系列相互关联、相互交叉的指标即指标体系进行全面、准确的衡量与评价。具体指标主要有：

产品销售率：它可以反映产品生产已实现销售的程度。

资金利税率：它可以反映企业资金运用的经济效益。

成本利润率：它可以反映单位生产投入所带来的利润额，即降低成本的经济效益。

净产值率：它可以反映企业物化劳动消耗的经济效益。

全员劳动生产率：它可以反映人员的使用效益。

流动资金周转率：它可以反映流动资金的周转速度和使用效率。

除上述六项主要指标外，衡量企业经济效益的指标还有单位产品原材料及能源消耗量、单位产品生产设备消耗量、投资回收期等。

具体到供水企业，直观的体现为原水利用效率、管网输水效率、电力生产效率、设备投资回报率、水费回收率及人员和管理效率等指标。

一直以来，供水企业不同程度地面临着降低漏损、成本控制、科学调度、营业管理、水费回收、供需平衡、客户服务、实时监控等诸多需要解决的技术与管理问题，随着互联网+、工业4.0、DT时代和智能水表等概念和技术的推出，使智慧水务、智慧供水在供水企业的应用成为可能，汇中公司融合以上智慧化理念，为供水企业提供个性化的整体解决方案。

我们知道，完整的智慧供水系统由感知层、网络层、接入层、应用层组成，

 

感知层：解决计量数据的准确性、监控布局的合理性以及数据传输的及时性，这是整个智慧供水的基础。

网络层：系统数据传输部分，感知层数据可以通过IT设备及网络与接入

层、应用层对接。

接入层：即对接供水企业独立分割运行的系统，为信息共享打开通道。

应用层：即控制中枢部分，充分体现管理智慧并与效益指标体系相融合。

    从以上智慧供水的各个层级中可以看出，感知层即计量终端数据采集部分，供水企业绝大多数问题的发现和解决全在感知层，感知层是构建智慧供水系统的基础和关键所在，供水企业管理者的智慧与感知层的完美融合，才能使“智慧供水”的效果精彩展现。下面，就汇中的智慧供水3.0整体解决方案在进厂水、出厂水、管网输送、销售服务的各个流程环节的感知层实践应用与案例，为供水企业实现效益最大化做简要陈述。

 

供水企业生产经营流程如图所示：

 

1、原水利用效率（进出厂水计量）

原水费占制水成本较大的比例。该指标用于分析不同地区、不同规模的水厂原水利用的程度，查找导致利用效率不同的原因。

存在的问题：

◆口径大停水难，电磁等管段式仪表拆装及改造成本高、难度大。

◆流量计长期使用后准确度偏差大。

◆无法按检定规程要求周期检定。

例如：广州西江引水工程

◆设计西江取水350万m³/日，安装7台DN2400至DN3600大口径SCL-9超声流量计。

◆目前用于西江引水SCL-9多声路超声流量计已稳定运行6年多，原水和出厂水误差仅0.83%，水量基本平衡，其计量数据已经成为水司科学指导生产调度的重要依据，得到了用户和专家的一致认可。

相关产品介绍（部分国家重点工程项目应用现场）：

 

 

SCL-9多声路超声流量计

适用范围：

主要应用于大型输水供水工程和水电站中的流量计量，亦适用于各种形状的有压管路及涵洞。

产品特点：

□高精度，准确度等级0.5级

□插入式传感器，安装、维护无须停水

□可测量金属管、混凝土管、涵洞等各种形状有压管路，并且可根据管路条件及测量精度的要求，采用4/8/18声路任意组合，不破坏流场，无压力损失

□功能全，具有独特的智能诊断功能及可供选择的多种输出接口

□测量主机采用先进的数字信号处理技术及纠错技术，使仪表在各种复杂的工业环境也能稳定可靠的工作

□高性价比，根据用户实际需求，提供多重选择

 

2、管网输水效率

2.1管网分区计量

管网漏损率=供水总量-有效供水量/供水总量

管网漏损是导致供水成本上升的原因之一。该指标用于分析管网漏损的变化趋势，了解和掌握各区域内供水总量、需水量、漏失量、未收费水量等数据；有利于提高规划管理水平；监测区域流量数据，分析漏失原因，提高智能化管理水平。

存在的问题：

◆停水安装难：管道式流量计需停水安装且施工费用高。

◆市电接入难：现场一般无电源，取电困难。

◆数据同步难：无法准确评估同一时刻供水总量与区域分量的关系。

◆使用环境差：对仪表防护等级要求高。

例如：长沙分区计量改造工程

◆一级分区计量：4个大区，50个计量点

◆分区计量投入运行后，2006年产销差较2005年降低了9.12个百分点，折合经济效益达4000多万元，为水司实现了小投入大产出、管理出效益的目标。

相关产品介绍：

 

SCL-76超声流量计

适用范围：

专为城市供水管网分区计量设计，适用于多种无电源工业现场计量需求，有利于供水管网精细化管理的推进，满足降低管网漏损率的管理需求。

产品特点：

□采用多声路超声测流技术，适用于大口径、复杂流态测量，安装所需空间小，无需破路停水，大大降低综合管理成本

□整机采用IP68防护设计，可长期浸水工作

□采用微功耗技术，电池供电（一节电池连续工作10年以上）

□始动流量低（对应流速0.005m/s），高准确度等级（0.5级），双向测量

□具有多种输出功能，通过GPRS/GSM无线传输组成管网分区计量监测系统

2.2小区分区管理

计量的目的：

通过小区总分表流量数据对比，监控小区管网运行及漏损情况，提高小区精细化管理水平。

目前采用的计量方式：机械式水表

存在的问题：

◆量程比低：测量范围小，超量程造成计量不准确或水表损坏。

◆始动流量高：灵敏度低，小流不计量。

◆易磨损：由于存在叶轮等部件易磨损，水表计量损失大。

◆维护成本高：内部叶轮等机件易损坏，维修工作量大、费用高。

◆压损大：存在阻流部件，供水电耗大。

◆使用环境差：对仪表防护等级要求高。

◆无双向计量功能。

例如：南京小区管理用表换装项目

◆南京水务集团为了实现小区精细化管理，监控小区用水、管道运行情况，降低小区漏损率，计划逐步对南京各小区用水总管加装管理表。

◆串联对比多声路超声水表和进口电磁水表各进行性能对比测试。

◆通过测试分析，得出了超声水表与进口电磁水表性能测试为同一水平、但价格优势明显的结论。确定在小区管理考核中批量使用超声水表。

使用效果：

小区考核表使用超声水表后，解决了管网远端水压不足、原用机械水表经常卡、堵、损坏等问题，同时解决了小区考核管理中夜间最小流量考核大管小流不计量问题，为水司的科学分析、精细化管理提供了可靠计量手段。               

3、大用户结算计量              

计量的目的：贸易结算

目前采用的计量方式：机械式水表

存在的问题：

◆量程比小：计量等级低，超量程使用导致水表误差偏大或快速损坏。

◆始动流量高：小流不计量，水费计收损失大。

◆易磨损：顶尖、叶轮等磨损后阻力增大灵敏度降低，进一步加大计收损失。

◆维护成本高：内部机件易损坏，维修工作量大、费用高。

◆压损大：存在阻流部件，供水电耗大。

◆智能化程度低：组网及远程集抄难度大。

例如：济南水司超声水表换装项目

2007年，济南水务集团对部分仪表厂家及产品进行实地考察，并进行了实验对比，最终确定超声水表作为大用户结算计量改造用表。

使用效果：

□投资回收周期6个月。

□截止目前，济南水司共换装超声水表3000台并全部实现数据无线远传。

□大幅提高监控管理水平，降低漏损，年增加经济效益高达3000万元。

相关产品介绍：

 

SCL-61D2超声水表

 

适用范围

适用于城市供水贸易结算及分区计量总表流量的精确计量，解决了传统机械式水表始动流量高、量程比小、易磨损等问题。

产品特点

□始动流量低（可监测的最小流速仅0.002m/s），高准确度

□量程比最高达400：1，计量等级优于D级

□多声路结构设计，双断面测量，可在各种流态下最大限度的保证测量精度

□整机采用IP68防护设计，可长期浸水工作

□采用微功耗技术，测量周期1次/秒，电池供电（一节电池连续工作10年以

上）

□无任何机械运动部件，无磨损，使用寿命长

□稳定性高、可长期在任意流量点上工作，测量不受磁干扰

□具有多种输出功能，配接GPRS/GSM无线传输组成监测系统，监测仪表及管网运行状况，及时掌握大用户用水变化

4、居民用水结算计量  

计量的目的：结算水费

目前采用的计量方式：机械式水表

存在的问题：

◆始动流量高，用户滴水不计量，造成水费损失。

◆随着使用时间延长计量偏差加大。

◆安装角度偏差会影响计量准确度。

◆低温天气经常被冻坏。

◆因压力变化造成自转，导致居民经常投诉。

◆无线组网难度大。

例如：唐山水司户用超声水表计量改造项目

◆安装和使用环境较差，安装空间狭窄，表井经常积水。

◆高层住宅和连排别墅，有线远传方式布线困难。

◆确定无线射频超声水表计量方案。

◆加装总表，通过软件分析总分表流量数据评估小区整体漏损状况，为进一步采取漏损控制措施提供依据。

使用效果：

超声水表以其稳定的计量性能及优异的IP68防护性能得到了用户的好评，解决了水表自转问题，居民零投诉。实现了数据同步无线传输，节省大量人工成本。同时为今后动态监控该小区漏损状况，提高精细化管理水平搭建了有效平台。

相关产品介绍：

 

SCL-61H超声水表

 

适用范围

专门用于居民住宅小区分户精确计量与结算

产品特点

□量程比达到250:1（计量等级优于D级）

□特殊结构设计及软件识别功能，实现仪表防冻、防自转

□整机采用IP68防护设计，可长期浸水工作

□采用微功耗技术，电池供电（一节电池连续工作10年以上）

□始动流量低（可达0.0015m³/h）

□无任何机械运动部件，无磨损，使用寿命长

□仪表体积小，稳定性高、抗干扰能力强

□采用超声测流技术，可实现多角度安装，仪表测量不受影响，同时使管道压力损失降到最低

□支持光电接口、RS-485接口、M-Bus接口、RF射频功能，可实现远程抄表、便于用户集中管理

5、组网与通讯

通过对整个输配水工艺及结算用户上的计量仪表加装无线数据采集设备，实现计量仪表的物联网，将计量监测数据传输至云端进行数据存储及计算，形成大数据，辅助用户的管理决策。

 

结束语

智慧供水3.0系统，以精确的计量数据和实时的过程监控为基础，系统数据与各个调度系统互融互通，并与城市供水成本效益指标体系紧密结合，可以从源头上控制供水企业某些重要的成本费用，从根本上减少不必要的成本费用支出。对供水成本进行有效合理的控制后，既可以据此制定合理的水价，又可使供水企业降本增效、良性发展。在保证城市安全、优质供水的同时又可保证水价稳定，从而建立良好的经济发展环境。