供水管网在线监测系统的安装及维护
2016-07-09徐慧龙何耀星
徐慧龙 何耀星
摘 要：本文主要介绍如何在供水管网上规范的安装各种仪表，通过数据采集传输仪将仪表检测到得实时数据传送到调度监测中心。监测从而实现管网无盲点。如果监测到的数据不合格，能针对不合格的地方，水厂和泵站可以及时的针对不合格数据进行处理，科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；也能及时发现和预测爆管事故的发生；这些设施的良好的运行是水质和水压合格的保证。
关键词：供水管网；仪表安装；仪表维护；通信监测系统
城市供水管网是城市赖以生存和发展的基础设施，其正常运行和有效工作已成为城市可持续发展的重要前提条件。出厂水必须通过管网才能服务到供水区域的每个角落。为了让服务对象用到更加优质的水，因此供水行业必须在管网上安装各种在线仪表对管网水进行实时的监测。
1 管网在线仪表的分类以及安装位置的选择
1.1 管网在线仪表的分类
管网在线仪表大致可分为：管网水质监测点，管网压力监测点，边界流量监测点。
1.2 管网在线仪表的安装位置的选择
1.2.1 管网水质监测点的安装位置选择
水质在线监测点应选择主要输配水管、部分配水管、重点用户、管网末梢点的管道上，尽量设在压力稳定、管径相对较大的地方。水质在线监测点的设置要有代表性，分布要均匀。能够实时的监测管网区域内水质的情况，根据水质的情况，水厂和泵站可以针对性的进行水处理。
1.2.2 管网压力监测点的安装位置选择
管网测压点主要安装在各分支管道上。国家对于地下水的水压标准是140MPA，如果发现不合格可以及时的增压，从而实现整个供水范围不会因为压力不够而出现停水或用不到水的现象。
1.2.3 管网边界流量监测点的安装位置选择
边界流量监测点主要安装在于相邻供水行业相通的管道上。边界流量监测点主要监测水的馈入和馈出。
2 管网在线监测点的构成
2.1 管网水质监测点的构成
供水管网水质监测点室外在线监测系统是由采样系统、仪表柜、浊度仪、余氯仪、压力变送器、温控、风扇、加热带和数据采集传输仪组成。
2.2 管网压力监测点的构成
供水管网压力压力监测点在线监测系统主要由采样系统、压力变送器和数据采集传输仪组成。
2.3 管网边界流量监测点的构成
供水管网边界流量监测点在线监测系统主要由采样系统、压力变送器、流量仪和数据采集传输仪组成。
3 管网在线监测系统的安装要求
3.1 采样系统的安装要求
1）由于水质监测点中的浊度仪和余氯仪都需要活水取样，为了同时不影响压力的取样，因此必须从管网上所测位置安装2个T口引出2根取样管道，且2个T口的间距必须在1到2米之间。
2）应在2根取样管上分别安装2个球阀，然后再引入仪表箱。
3）在仪表箱内的取样管未端再安装一只球阀， 通过调节球阀满足仪表取样流量的要求， 并将多余的取样水排出。
4）取水管路、平衡水箱和排水管路连接完好，水流正常，无漏水、滴水现象。
5）取水管路有防冻保暖措施，并设有明显标识。
6）排水顺畅，排水口设置避免影响周边环境。
3.2 仪表柜的安装要求
1）仪表柜的安装地点距取水点应尽可能近，原则上不应大于100米。
2）仪表柜的安装地点不能位于通讯盲区。
3）仪表柜应尽量安装在小区或单位，且方便通行的地点。
4）联接电缆和管路应加保护管铺设于地下或空中架设，并作明显标识。
5）电缆线路的施工应满足GB 50168的相关要求。
6）仪表柜的安装应避免对企业安全生产和环境造成影响。
7）仪表柜的安装位置应远离振动源。
8）仪表柜应有完善、规范的接地装置和避雷措施，防火、防雨和防尘的设施。
3.3 仪表柜内部的安装要求
由于每家供水行业使用的监测仪表不同，因此在安装方法上就应根据自己所用仪表的说明书进行规范的安装。以下根据上海市供水行业使用比较普遍的仪表为例作为介绍。浊度仪统一采用HACH 1720E，余氯仪统一采用HACH CL17，压力变送器统一采用E+H PMC41，温控统一采用PT100。仪表的统一对以后日常的巡检维护以及故障分析起到便捷的作用。
3.3.1电源的选择
由于是在管网上安装仪表，因此电源的选择可以考虑锂电池供电，太阳能供电和220V供电等。由于锂电池和太阳能供电在任何地方都可以安装，因此以下就对于位置上有一定要求的220V供电进行介绍，首先我们会在所需监测管网的地面上寻找一个能够24小时供电的电源来源，然后在尽可能靠近电源来源以及距离管网不超过100米的地方安装仪表箱，将电源合理的引入仪表箱。
3.3.2柜内电源的安装
在仪表箱内用板进行隔开，箱子后面引入电源，安装电表方便留有用电记录，可以定期付给电源来源单位或个人给予电费。外接电源通过电表接入一个漏电保护开关控制整个仪表箱的供电，再并入5个分电源开关可以一对一的对仪表进行控制。
3.3.3数据采集传输仪的安装
在仪表柜板后挂壁式的安装一套远程测控终端GPRS RTU，其负责站点的数据采集、无线传输以及自动控制。
3.3.4压力变送器的安装
根据4.1.2引入仪表箱前面的其中一根管道（压力取样管）安装E+H PMC41型压力变送器。
3.3.5 HACH 1720E浊度仪的安装
在板前左上方挂壁式安装HACH 1720E浊度仪的控制器，而在控制器的下方挂壁式安装浊度计本体，在控制器的接口上接入传感器放入浊度计本体，将进水管与浊度计本体上的试样接口接通，而浊度计本体上的排水口接口和维修排水口分别去排水管接通。
3.3.6 HACH CL17余氯仪的安装
在板前右方挂壁式安装HACH CL17余氯仪，在余氯仪的下方有一个快速连接进样配件采用1/4英寸管和一个样品排放口仪器排液配件内径1/2英寸的软管，根据进水配件和排放口得尺寸要求，分别于进水取样管和排水管接通。
4 管网在线监测仪表的工作原理、维护及其校验
每种仪表由于工作原理不同，因此维护的内容和周期都不相同。以下还是针对以上安装详细介绍的仪表进行介绍。
4.1 HACH 1720E浊度仪的工作原理、维护以及校验
4.1.1 HACH 1720E浊度仪的工作原理
1720E浊度计通过把来自传感器头部组成的平行光的一束强光引导向下进入浊度计本题中试样。光线被试样中的悬浮物颗粒散射，与入射光线中心线成90度的方向散射的光线被浸没在水中的光电池检测出来，散射光的量正比于试样的浊度。如果试样的浊度可忽略不计，几乎没有多少光线被散射，光电池也检测不出多少散射光线，这样浊度读数将很低。
反之，高浊度会造成很高程度的散射光线并产生一个高度数值。试样进入该浊度计本体并流过气泡捕集器的折流网。试样流使气泡或者紧贴折流系统的各个表面或者上升到表面并放散到大气中去。在通过气泡捕集器后，试样进入该浊度计本体的中心柱内，上升进入测量宝并从一个溢水器上溢出进入排放口。每秒钟取一次读数。
4.1.2 HACH 1720E浊度仪的维护
根据管网在线仪表定期维护的要求：每半个月对控制器外表、光电池窗口、浊度计本体、气泡捕集器进行一次清洗，每年更换一次传感器的灯泡。
4.2 HACH CL17 余氯仪的工作原理、维护以及校验
4.2.1 HACH CL17 余氯仪的工作原理
将余氯仪的缓冲溶液和指示剂以及进水通过泵/阀模块的夹压，有控制的进入色度计，在把搅拌棒放入色度计内，缓冲溶液、指示剂以及进水通过在色度计里的搅拌，根据搅拌出来液体颜色的深浅，测试出其相应的数据（颜色越深余氯数据越高，反之越低）。
4.2.2 HACH CL17 余氯仪的维护
根据管网在线仪表定期维护的要求：每个月更换一次500mL试剂瓶装的缓冲溶液和指示剂溶液。在低于27摄氏度时，泵管道每6个月更换一次；高于27摄氏度，泵管道每3个月更换一次。分析仪管道每年更换一次。每半个月对余氯仪表壳进行清洗。
4.3 E+H压力变送器的维护以及校验
压力变送器不需要定期的维护，只需要每2个月对用机械表对压力变送器进行比对，当比对数据和输出数据有偏差时，需及时对压力变送器进行校准。
4.4 监测系统的维护
1）日常维护周期为每二周一次。
2）检查仪表柜外观是否完好，清扫仪表柜内外尘土，保持柜内外清洁。
3）检查采样系统是否完好，有无漏水、滴水现象，水流是否通畅。
4）检查电源和接地装置是否良好，线缆应完好无损，接口应密封完好。
5）观察浊度自动分析仪、余氯自动分析仪和数据采集传输仪的运行情况，并检查连接处有无损坏。
6）定期验证数据传输仪的数据传输正确性。
7）每年要对仪表柜进行一次接地地阻的测试。
8）每二个月对监测系统进行复位试验。
5 结语
随着城市经济建设与科学技术的不断发展，国家对居民饮用水的质量越发重视。城市供水规模的不断增大，城市供水管网的重要性也就日益突显。
只有不断提高城市供水管网的信息化、自动化和科学化、加强对供水管网的监测，才能进一步提高供水的安全性，保障供水服务对象用到安全水、优质水、放心水。
参考文献：
[1] 城市供水管网水质在线监测技术规范，2010年3月.
[2] HACH 1720E浊度仪说明书.
[3] HACH CL17 余氯仪说明书.
[4] E+H 压力变送器说明书.
