摘 要：本文主要从表观漏损角度出发，通过将我公司普遍使用的大口径机械水表与高精度水表串联测试，对不同用水状况下机械水表的计量损失进行了测试分析。
关键词：大口径 机械水表 高精度水表 计量损失
一．前言
近年来，供水管网的漏损问题越来越引起关注，各地供水企业也不断在加强漏损控制的探索和研究。水表作为供水企业与用户间贸易结算的计量器具，由于水表误差造成的计量损失在漏损水量中占据一定比例。因此，对不同用水条件下水表计量误差的研究，特别是对数量少但水量大的大口径水表计量误差的研究，成为水表管理及漏损控制工作的一项重要课题，对各供水企业降低管网漏损、增加经济效益意义重大。
二．我公司现状
目前，我公司DN80-200大口径水表以LXS旋翼式水表、WS垂直螺翼式水表、WPH水平螺翼可拆式水表为主，针对部分特殊场合及用水情况使用了少量的超声波水表。据统计，大口径水表占全公司所有水表的比例仅为2%，但计量的水量占售水量的比例高达64%。
我公司大口径水表在网运行过程中，曾出现了如因水表配置不合理造成频繁故障或出现不计量、少计量的情况。针对此类问题，我们通过更换高精度水表等方式进行了临时处置，虽然效果比较明显，但是对机械水表的计量损失没有进行系统性分析。2015年起，我公司开展了科研课题，针对大口径水表的计量误差进行测试研究，计划通过课题成果的分析总结，为我公司建立水表合理化配置、动态化管理的有效模式，并形成大口径水表的应用及安装管理制度。
三．计量误差测试
水表的流量特性由最小流量Q1、分界流量Q2、常用流量Q3、过载流量Q4四个流量点确定，通过分界流量点把水表流量范围分为低区和高区的流量，水表在低区最大允许误差为±5%，在高区最大允许误差为±2%。根据水表的流量特性曲线（见图1），为减小误差、保证计量准确，水表应在高区流量范围内工作。但水表在网运行的实际过程中，现场情况往往较为复杂，会出现如“大表小流量”、“小表大流量”等问题，对水表计量准确性产生影响。
图1 水表流量特性曲线
为掌握大口径水表在不同用水条件下计量性能，我们将公司在网机械水表与高精度水表进行了串联比对，分别开展了小流量测试、大流量测试等试验，情况如下：
1、小流量测试
收集了7处有效试验点的测试数据，机械水表最大误差为-97.21%，最小误差为-1.70%，平均误差为-32.38%（见表1）。
表1 小流量测试数据
|
序号 |
档案号 |
口径 |
试验天数 |
月均水量 （m3） |
机械水表 水量（m3） |
高精度水表 水量（m3） |
机械水表 误差（%） |
|
1 |
55183 |
50 |
139 |
133 |
615.3 |
655.6 |
-6.15 |
|
2 |
171 |
50 |
196 |
53 |
345.8 |
398.5 |
-13.22 |
|
3 |
49848 |
100 |
164 |
370 |
2020.7 |
2055.7 |
-1.70 |
|
4 |
309966 |
100 |
190 |
684 |
4331 |
4475.8 |
-3.24 |
|
5 |
55479 |
150 |
190 |
447 |
2834 |
4485.3 |
-36.82 |
|
6 |
619142030 |
200 |
77 |
74 |
190 |
600 |
-68.33 |
|
7 |
619146022 |
200 |
122 |
54 |
218 |
7821.8 |
-97.21 |
（1）试验前，我们对机械水表进行了更换、高精度水表进行了检定，水表误差均在国家允许范围内。从试验结果看，机械水表平均误差为-32.38%，说明在“大表小流量”情况下，我公司使用的机械水表与高精度水表相比，有明显的计量损失。
（2）从测试情况分析，机械水表误差超过-30%的三处试验点中，在网机械水表均长期处于分界流量以下的低区流量范围内运行，存在较大的计量损失。
（3）“大表小流量”是目前较为常见的一类计量不准问题，但由于涉及到的单个用户用水量小，国内水司普遍重视程度不高。我公司前期针对个别大表小流量引起的计量不准问题（如城北体育馆、成都电机厂宿舍）进行了测试，将在网水表更换为超声波水表后，水量分别提升了72.63%、43.71%，换表效果还是很明显的。
目前，处理“大表小流量”问题有两种方式：一是使用高精度水表，其特点是操作方便（只需要现场换表）、效果明显（能有效减少计量损失），但由于高精度水表的价格高、是普通机械水表的几倍，需要综合考虑换表成本及能产生的经济效益等因素；二是管道缩径、安装适宜的小口径水表，其特点是能保证水表在网计量的准确性，但需要考虑现场施工条件等因素。
2、大流量测试
收集了6处试验点的测试数据，机械水表最大误差为-13.84%，最小误差为-0.35%，平均误差为-4.51%（见表2）。
表2 大流量测试数据
|
序号 |
档案号 |
口径 |
试验天数 |
月均水量（m3） |
机械水表 水量（m3） |
高精度水表水量（m3） |
机械水表误差（%） |
|
1 |
46822 |
50 |
62 |
8617 |
17808 |
18776 |
-5.16 |
|
2 |
308847 |
100 |
51 |
19352 |
32899 |
33014.6 |
-0.35 |
|
3 |
619203280 |
150 |
45 |
106840 |
160260 |
161721 |
-0.90 |
|
4 |
619201807 |
200 |
45 |
111480 |
167220 |
173451 |
-3.59 |
|
5 |
80874 |
200 |
31 |
64964 |
67129 |
77908.2 |
-13.84 |
|
6 |
80161 |
200 |
31 |
66058 |
68260 |
70512.9 |
-3.20 |
（1）试验前，我们对机械水表进行了更换、高精度水表进行了检定，水表误差均在国家允许范围内。试验中，机械水表也保持在高区流量范围内运行。从试验结果看，机械水表平均误差为-4.51%，说明在用水量大的情况下，我公司机械水表与高精度水表相比，有较大的计量损失。
（2）国内供水企业普遍更加关注用大水量水表的计量问题，近年来使用测量范围更宽的电子水表数量也逐年在增多，有成效、成本回收周期短是其特点。根据本次测试结果，按照我公司水价计算，试验高精度水表（包含远传监控设备）成本回收周期平均不到2个月。
3、正常流量测试
根据水表口径及月均水量测算，我们还选择了5处水表处于正常流量范围内运行的试验点进行测试，机械水表平均误差为-0.14%，机械水表与高精度水表相比计量损失较小，说明我公司坚持开展的水表周检工作保证了水表在正常工作条件下有较高的计量准确性。
四．结束语
水表计量误差研究在水表的选型与应用上起到了十分关键的作用，供水企业应当通过不断的测试分析，摸清水表的计量性能和应用特点，选用符合使用要求的水表。这样才能达到提高计量精度、保证公平交易的目的，为供水企业实现精细化管理及可持续发展发挥应有的作用。
参考文献：
JJG162-2009 冷水水表检定规程
作者简介：
郭海莲，成都市自来水有限责任公司计量中心主任，高级工程师，毕业于哈尔滨理工大学工业自动化仪表专业，于1991年参加工作
任昊，成都市自来水有限责任公司计量中心副主任工程师，毕业于电子科技大学测控技术与仪器专业，于2004年参加工作
成都市青羊区青羊上街131号，邮编610072.
