大口径水表技术分析和应用

文｜郑州楷源仪表有限公司 岳智珉 朱蕾丽

表1 DN100 口径各类水表量程对比

水表是用于测量管道水流累积体积的流量仪表，是供水企业用于贸易结算最主要的计量仪；它是供水企业与用户（顾客）之间链接的“硬件”纽带，是物联网的终端，它与千家万户和企业的切身利益密切相关。

供水企业后端的计量就是结算计量工作，就是要依靠企业成千上万只水表的准确、可靠的计量和稳定的运行来保证的。“二八”现象，即20%比例的大口径水表，担负着80%左右的水量计量，所以，大口径水表技术和应用尤为重要和突出。

一、大口径机械水表和电磁水表的技术参数分析

WS 垂直螺翼式水表、LXS 旋翼式水表、WPH（LXLG）水平螺翼式水表和WPHD水平螺翼式四种水表中， WS 垂直螺翼式水表性能除压力损失一项外，全面优于WPH（LXLG）水平螺翼式水表ISO4064 B 级，同时与LXS 旋翼式水表相比，在量程范围，即从最大流量到最小流量区域，以及始动流量，压力损失等指标都优得多。

以DN100 口径水表为例，从表1五条流量带可以清楚看出，WS 垂直螺翼式、LXS 旋翼式、WPH（LXL）水平螺翼式，MAG 电磁水表的量程范围区别。

计量器具准确度产生的误差大大减少了供水企业的收益。机械水表、电磁流量计、电磁水表三种，计量效果如图1-3 所示：

图1描述的是机械水表测量情况，机械水表因其内部的物理结构，容易造成叶轮机件损坏、砂石卡住叶轮、计数器故障等。

图2描述的是电磁流量计测量情况，而大用户一般用水量比较大，仪表一旦无法准确计量，对于供水企业来说，损失通常都很大，而且还有可能造成与客户的纠纷。

图3描述的是电磁水表测量情况，从源头上保证计量的准确性和计量的稳定性，电池供电，可内置通讯模块实现无线数据传输和在线监控水量情况。

二、大口径水表的应用

上述各类大口径水表由于结构不同，其流量性能也有很大差别，任何计量仪表都有其局限性和缺陷型；水表的选用“没有最好的，只有最合适的”，要科学合理的选型应用。

水表的应用要考虑水表的计量特性和用水户的用水特性；考虑和结合本地和企业的实际情况。

A、从计量的流体流量方面考虑

1、对于供水干线上计量用水表，水表绝大多数时间处于流量高区运行，且流量相对稳定时，必须考虑选择流通能力大，压力损失小的一类水表；水表在流量低区计量能力基本上用不到，对其流量范围要求不高，选择时对最小流量、始动流量等指标不用过多考虑，可选择电磁水表、超声水表和WPHD 水平螺翼式水表。

2、对于具体的每一户生活小区、工矿企业、事业单位，供水管道上安装的贸易结算用水表，由于流量变化大，但稍大些的压力损失（≤0.06MPa）不会影响正常供水，选择时可考虑WS 垂直螺翼式水表；对于有条件安装表前滤水器的也可选用WPHD水平螺翼式水表；工矿企业的用水大户和重点用水户可考虑电磁水表和超声波水表。

图1

图2

图3

3、对于流量变化非常大的特殊场合，如日常实际用水量非常低，但考虑消防等特殊需要，安装大口径进水管的学校、仓库等一些特殊场合，电磁水表、超声波水表。

4、LXS50～150 旋翼式水表为国内第一代大口径水表，其所有技术经济指标已被WS 垂直螺翼式等水表超越，目前各地已逐步被安装尺寸相同的WS 垂直螺翼式等水表所取代。

5、按管径定水表口径，会有是“大马拉小车”现象，不但造成资源浪费，而且水表长时间在低区运行，容易产生计量失准。

B、从安装条件适应性方面考虑

按照国家标准GB/T 778.1 的规定，水表的示值最大允许误差：

Q1≤q＜Q2的流量低区为±5%；

Q2≤q≤Q4的流量高区为±2%。

上述流量特性的要求均指实验室条件下测试的结果。但现场实际安装的水表，往往达不到实验室的环境条件，所以实际误差往往比上述要求大得多。速度式水表受水流速度分布畸变和漩涡的扰动影响示值误差最大，实际安装时，以前往往采取水表前后安装直管段来解决。而不同类型的速度式水表对水流扰动的敏感程度是不一样的，因而所需直管段的长度也不同。抗扰流性能达到U0，D0，特别适合于无法安装直管段的位置。选择水表类型时，也要考虑安装现场的实际情况，来选择相应的水表。如果受安装条件限制，无法达到直管段的要求，则应避免选择有直管段要求的水表，而应选择对前后直管段无特殊要求的水表。这个问题，往往没有得到我们足够的重视。

C、从适用性，经济性方面的考虑

1、不片面追求过分的计量精度或多余的流量范围，因为这些性能很可能在水表的整个使用周期中，都没有“用武之地”，造成浪费现象。只有从实际需要考虑水表的性能与功能，选择性价比最优的水表才是正确的。

2、选择大口径水表除了考虑性能功能外，还应考虑供应商的技术服务水平和商业信誉。

3、对于用水大户，需要实时监控的重点用户，应该选用带电子装置的机械水表、电磁水表等具有远传实时监控功能的水表。

4、经济性方面只考虑水表的购置费是不全面的，质量水平的差异，造成的水费损失及经常性的维修费用，将大大超过“节省”的那些购置费。

图4 水表安装示意图