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【知识讲座】防冻提示

杭州山科温馨提示:极端低温会对供水系统的正常运行造成威胁。

近几年全球和中国极端低温事件时常发生低温雨雪冰冻灾害包括低温连阴雨、低温冷害、霜冻和寒潮等。极端低温会对供水系统的正常运行造成威胁:

 

 1、破坏供水设施

管(表)内水结冰,压力一定时水管、水表会发生爆裂;

温度回暖时,融化的冰块上下浮动会对管道产生摩擦,破坏其内部结构

 

 2、影响供水稳定

管内水从外向内结冰,管道内径变小,速度和压力增大,泵站输送效率降低;

当供水设施冻裂数量一定时,又会引起管网水压的下降

 

 3、影响供水安全

冰块会破坏管道内部保护层,导致管道生锈,影响后期供水水质;

低温下反应效率降低,会影响水厂工艺的处理效果

 




防冻抗冻建议

 

01 增加防冻设计规范标准

应收集更长时间范围的极端气候天气,提高防护等级;水管、水表等尽量安装在避风或较为封闭处

02 提高供水设施抗冻要求

加强对供水设施抗冻性能、保温材料的研究;新(改)建管道宜选用导热系数低、管壁厚度大的管材

03 定期检修供水设施

提前做好阀门、管道、消防等检修,更换老旧设施;建立专职漏水检测部门,配备检漏仪,及时发现暗漏点

04 增加保温措施

组织工作人员开展室外、走廊和井池等部位的设施防冻检查,对防冻保温措施不到位的及时发现并做好保温措施。

另外可提醒用户及早做好水表、管道的防冻保温工作,具体方法如下:

1、对水表的防冻。可用旧棉衣等物将水表和水表两端的管道裹好,并用塑料膜将其包好,以防止漏雨水。一旦出现水表或节门道冻裂造成无水、漏水,千万不能急于用开水烫或用火烤,这样只会使管、表冻裂。要用温水来浇,用电风机烘吹,直到冰化为止。

2、对裸露管道的保温。可采用专业的保温材料或旧棉衣等物包裹,并用塑料膜包裹 。

3、在冬季三九、四九的严寒期间,或者白天气温低于零度,夜间温度低于零下5°C时,可将自来水保持水流成线,同时将室内、楼梯、过道的门窗关闭好,保持室内温度。 

敬请用户务切采取措施,特别是水表箱中的水表、管道的保温。

4、检查方法采取定期查看水表,在关闭所有用水设备时,看水表红针是否走动,如在走动说明有漏水。抽水马桶漏水,除有明显滴水声外,一般不易觉。简单的检查方法可采取在马桶水箱内,滴入蓝墨水,搅匀后看马桶出水处有无蓝色水出,如有则说明马桶有漏水。 

 

       注:文章部分截选自深圳市水务(集团)有限公司 张金松 


浅议远传水表应用选型?

                      林 海(瑞安市水务集团有限公司,浙江瑞安 325200)

                      转自 城镇供水NO.2 2016

摘要:近年来,随着智慧城市建设的推进和集中式智能远传水表技术的成熟,远传水表在供水计量器具领域得到了快速的应用和推广,本文从供水企业自身应用角度出发,介绍目前主流的远传水表的优缺点和选型。

关键词:远传表 有源脉冲 无源光电 无源摄像 软件系统

一、概述

    “九五”初期,建设部首次在小康住宅标准中提出了“三表出户”的要求,地方政府相继出台政策,促进水表“一户一表”工作具体落实,十多年来,居民水表应用基本形成了普通机械水表、阀控预付费卡表、远传水表等三种方式,其中远传水表逐渐形成规模,在二次供水小区应用较多,且技术型号多样,生产厂家众多。

    随着城市建设的发展,高层小区层出不穷,每年进入“一户一表”计量管理的高层用户数量不断增加,如何选用水表是供水企业面临的重要课题。笔者作为瑞安水务集团的技术管理者之一,1999年开始从事水表计量管理工作,有过 TM 卡智能水表、远传水表等应用经历,有一定的了解和应用体会,本文就目前市场上主流远传水表的应用心得和调研展开肤浅探讨。

二、远传水表分类及优缺点

    远传水表具通常分成两大类:一类是有源表,另一类是无源表。

(一)有源表:即表具必须一直供电,通常以采集脉冲个数进行计量,也叫脉冲式远传水表,可分为“单、双干簧管表”“、霍尔元件表”“、光电转换表”。

    1、干簧管型原理:在转盘计数的水表内加装干簧管和磁性元件,干簧管固定在计数转盘附近,磁性元件安装在计数盘上,当转盘每转一圈,磁性元件经过干簧管一次,干簧管闭合一次,即在接收端产生一个计量脉冲。

    2、霍尔元件型原理:在转盘计数的水表内加装霍尔元件和磁性元件,构成基于磁电转换的传感器,霍尔元件固定在计数转盘附近,磁性元件安装在计数盘上,当转盘每转一圈,磁性元件经过霍尔元件一次,对应一次电位差,即在接收端产生一个计量脉冲。

    3、光电转换型原理:由光电发射、接收器和反光镜组成,当安装在转盘上的反光镜通过发射器时,红外光由反光镜反射到接收器,转盘每转一圈,在接收端产生一个计量脉冲。

    脉冲式远传水表的优点:对基表改动小,不影响原有的结构和计量;成本相对较低;脉冲采集技术比较成熟。缺点:整个计量过程需要持续供电;受水锤、压力不稳、反转影响,会产生累计误差;强磁干扰或元件退磁,会影响计量;使用分线制布线,工程复杂,线缆和维护成本高。

    脉冲式远传水表是远传表的先驱,经过近十年持续的改进,其原理可靠简单,也基本解决了水锤、倒流、抖动误测和磁影响等缺点,近年脉冲式远传水表改装了锂电池,且采用了水表本地储存累计水量,其数据传输亦可采用总线制系统等,在供水行业内得到一定认可,随着水司对远传水表管理意识和维护逐步成熟到位,脉冲表依然不失为一种低成本、高效率的远传表。目前市场上上述三种原理的脉冲远传表各有使用,各厂家近年在此基础上升级推出无线自组网远传水表,在水表里内置路由器,无线接收范围内任意水表之间可以两两相互桥架联网,省了布线的麻烦,但网络系统的可靠性还需时间来验证。

(二)无源表:平时表具不需供电,仅在抄读时供电,又分接触式无源表和非接触式无源表。

    1、接触式无源表原理:其代表是厚膜电阻式,通过在字轮上安装金属触点,与对应电路板上的不同电阻接触,通过不同的电阻值来识别字轮的位置,计算出相应的示值。

    厚膜电阻式远传水表的优点:原理简单,不影响原有的结构和计量;成本相对较低;直读字轮上数据,平时不供电;直读表计窗口值无累计误差。

缺点:字轮触点摩阻影响计量性能,需降低齿轮组的阻尼,对工艺要求高;电阻值受温度变化影响,可能导致触点接触不良,产生计量误差。

    2、非接触式无源表原理:其代表是光电式,在计数字轮的 0~9 的位置上印刷特定的标记,在其周围按照数学规律安装固定光电传感器,判断字轮各种位置的“有”和“无”状态,把一个数学问题通过电子电路方法来实现,辅以冗错、纠错的算法,得出字轮上的唯一示值。目前采用这种方式的直读表主要有光电透射式和光电反射式两种,主要的区别在于机械结构和数学算法的不同。

    光电式远传水表的优点:无机械接触,不影响原有的结构和计量;直读字轮上数据,平时不供电;光电方式生成数字信号,采集稳定;直读表计窗口值无累计误差;总线制布线。缺点:机芯防水密封要求高;结构整体化设计,电子部分和基表嵌入组装,对制造工艺要求高;周检换表成本较高。

    无源直读表,特别是光电式直读表一上市,市场反应好,对脉冲式表造成不小的冲击,很多厂家蜂拥而上。由于基表和电子整合是多专业不同领域的学科,是机电一体化的综合制造工艺,而大多厂家要么是做基表出身,电子部分外协,要么是做电子专业,基表外购,更有甚者只设计,电子和基表都外购,这三种制造工艺模式导致了后续的诸多问题,比如基表质量和计量认证,电子部分防水和稳定性,组装工艺质量差等。基于以上问题,光电式直读表在技术原理上虽已成为主流,得到认可,但在行业内也没大批量推广使用,当然水表厂家也有针对性的改良方案,比如采用模块化设计,解决使用过程中的问题,目前无源直读表也是供水企业小范围使用的首选类型。

(三)其他新型的远传水表

    1、无源直读摄像式水表,分体式设计,通过拍摄基表盘字轮的图片来获得水表的示值,根据图片解析程序分两类,一类是通过远传水表系统完成摄像和传输,图片在上位机的后台软件上解析,把图片上的字轮示值转换为数字 , 这类摄像表十年前就有这样的概念及产品,当时也得到了一定的认可,但却没有很好的应用,主要原因是抄表系统总线制传输,速率约 1~5k/s 之间,而图片文件在 4k 以上,传输带宽要求高,集抄系统的稳定性和效率低;另一类表是近年出现的表端直接进行图片解析的方式,完成模数转换,上传数字信号,解决了传输瓶颈问题 , 属于新技术、新产品,目前能生产的厂家不多,水表应用数量也不多。

    摄像表的最大的优点就是分体式设计,也就是说基表可由水司自行采购、安装及维护,后加装摄像设备,保证基表独立运行,在远传系统故障时,基表仍独立计量,用户对计量的结果也更好认可;另外摄像设备设计寿命 12 年,水表两个周检期内换基表就可以,后期维护费用大大降低,其他整体设计的远传水表不能做到这一点。缺点尚未表现出来,待时间验证。

    2、有源超声测流型水表,其原理利用超声波换能器产生超声波在水中传播,当超声波在流动的水中传播时产生“传播速度差”,该速度差与水的流速成正比,利用这一原理进行计量,因此又被称为速度差法超声水表,大表已普遍应用,小口径表目前正处于研发阶段。

三、远传系统传输方式

    1、分线制:脉冲水表都是分线制,一只水表一条信号线,集抄器按顺序进行采集,从技术上讲比较成熟,但布线太多,工程复杂,维护量大。

    2、总线制:通常采用 modbus 总线制,一体化设计,可靠性高,水表只需挂接,减少布线,系统调试和维护量少,与其他系统(如安防)可以共享开放式网络设计,简洁优化高层小区的弱电布线。分线制或总线制组网水表到集抄器的系统 , 集抄器以单元或小区为单位 , 挂接所有水表 , 抄表员可以到现场从集抄器人工抄表,也可以通过网络(例如 GPRS)定时自动上传。

四、抄表系统软件

    远传水表厂家多,品牌和抄表系统功能各不相同,水表厂都是硬件制造为主,配套软件研发较弱,大都是解决了抄表和数据收发的基本功能,数据整合标准化和智慧化表务管理表现不足。对水司而言,若同时选用多个品牌的远传水表,那就意味着多套抄表系统,每套系统都要和报装、营销系统做接口衔接,抄表员也得带多只抄表机去小区集抄,数据统一性和操作可靠性差,成为远传水表推广使用的败笔。因此,水司牵头实施类似营销 mis 系统的远传水表管理系统是必要和实用的,重点要解决的问题是:

    1、远传水表作为集抄系统的终端设备,编码唯一性是关键参数,关联报装、营销业务密切,也决定水表安装维护流程的制定,对市场上不同品牌多类型号水表,应由水司依据自身管理需求制定统一的编码规则,厂家按规则设置及生产。

    2、统一总线制通讯协议,集抄上传下载的数据包解码规则也要统一制定,以达到一套系统抄不同品牌型号的水表,系统与水司的信息整合对接效率也更高。

    3、远传水表解放了抄表劳动力,另一个特点就是智能化管理,例如数据定时通讯,通过数据分析,能预警用户用水异常情况,可以微信、短信等方式进行温馨提示。诸如此类的功能也是当前智慧城市建设内容的一部分。

五、结论

    综上所述:随着无源直读水表技术的不断完善,水司的认可度随之提高,该产品逐步成为远传水表市场的主流;无源表端识别的摄像直读水表,采用分体式设计,优点突出,利于水司的表务管理,或可成为今后的发展趋势。


随着今后城市高层二次供水政策明朗和细化,远传水表逐步普及应用将是趋势,远传水表系统的推广应用将为水司精细化管理水平的提升,以及智慧水务建设提供必要的技术手段和支撑。

参考文献:

[1] 中国城镇供水期刊

[2] 电子远传水表城镇建设行业标准 CJ/T 224-2012


             转自 城镇供水NO.2 2016