供水（shuǐ）企業中色拉油流量計的應用探討

摘要（yào）：色拉油流量計計量準確度關係到供（gòng）水企業的產銷差（chà）等各項經濟類考核指標，對其（qí）計量精度和運行可（kě）靠性定期評估非常必要（yào）。實踐證明，容積法校驗出廠色拉油流量計的（de）方法可行。容積法中吸水井和清（qīng）水池的水量變化對*終結果影（yǐng）響*大，該方法的核心是液位的準確測量，建議在測量點現（xiàn）場讀數。測量中，水量調節（jiē）應緩慢進行，避免構築物內液麵波動過大造成液位讀數存在較大偏差（chà）。某**速測量時間宜盡可能（néng）長，以收集較長（zhǎng）穩定時間（jiān）段數據，使測量結果更準確更具說服力。
1 基本情況
目前，各水（shuǐ）廠出廠計量普遍采用色拉油流（liú）量計，但隨著時（shí）間推移（yí）和運行工況改變，可能會造成流量計的穩定性和準確度下（xià）降，進而關係到各項考核指標如產（chǎn）銷差等的（de）計（jì）算結果。由於在線使（shǐ）用（yòng）的色拉（lā）油流量計拆裝（zhuāng）困難（nán），對流量（liàng）計的在線校準，以及計量管理水平有著十分重要的意義。《色拉油流量計在線校準要（yào）求》(CJ/T 364-2011)(下文簡稱“標（biāo）準”)提供了標準表法和電參數法兩種（zhǒng）在線校準（zhǔn）方法，要求複校時間（jiān）間隔不宜超過 2 年，具（jù）體由被校單位根據實際使用情況確定。
2 需解決的問題
對所在城市的水廠出廠流量計進行檢驗工作，由於不（bú）具備超聲波流量計使用條件(缺（quē）少校驗井或無滿足條件的裸露管段)，且超聲波（bō）流量計的準（zhǔn）確度比電磁流量計低，嚴格說來不符合計量量（liàng）值傳遞的規則（zé），因此，日常采用電（diàn）參（cān）數法。當電參數法傳感（gǎn）器（qì）各參數正常時，轉換器的準確度在±0. 5%以內，但因其僅為性能測試，校驗結果（guǒ）不夠直觀，流量計的數據準確度無（wú）法獲知。對於安裝在出廠管段處的流量計，可（kě）以利用水（shuǐ）廠構築物(主要是清水池和吸水井)作為測量容器，即容積法進行測定，該方法在深圳水務集（jí）團（tuán）下屬水（shuǐ）廠也曾嚐試。根據這一原理，結合水廠現場實際，製定了詳細（xì）的方案並進行實（shí）施。
3 方案製定與（yǔ）實施
3．1 總體思路
利用水廠的構築物作為測量容器，測量構築物內水位在一定（dìng）時（shí）間範圍內的變化高（gāo）度，以此來計算構築物內（nèi）水量的（de）變化體積（jī），將此結果與相同時間段內電磁流量計（jì）的累計流量相比較，從而（ér）確定電磁流量計的計量性能。本次實施過程中，兼（jiān）顧了不同的（de）流速區（qū）間。
從原理上，這是一種*基本*直觀可靠的檢測方法，實施期間需依托生產係統，其檢測時間盡量避開供（gòng）水早、晚高峰（fēng），確保不（bú）影響安全供水。
該方法供水範圍相對（duì）較小，對全市供水影響不大，出廠流量計隻有 1 個，由測量條件（jiàn）相對較簡單的 A 水廠進行，積累實際經驗後，在適當的條件下（xià）進行其他水廠的出（chū）廠流量計校驗工作。影響該方法精度的因素很多，測量過程（chéng）中人員的配（pèi）合、竣工圖尺寸與實際存有的誤差、水（shuǐ）廠可能存在少量（liàng）的（de）漏（lòu）水現象，特別是排空閥（fá）的泄露等，為此，測量前需周密計劃，精心實施（shī），避免不必要的誤差。
3．2 計算方（fāng）案
A 水廠淨水工藝（yì）為“混凝-沉澱-過濾-臭氧活性炭-消毒”，構築物有平流沉澱池（chí）、普通砂（shā）濾池(包括反衝洗集水井)、提（tí）升泵房、臭氧接觸池、活性炭濾池、吸水井（jǐng）和清（qīng）水池。為使正常生產與校驗狀態間（jiān）的切換安全快速，測量過程前後閥門的啟閉動作應盡可能（néng）少，尤其是手動閥門。為此，在測量過程中，清水池前閥門不動作，確保原水不進入常規處理後（hòu），關（guān）停提升泵。參照這一思路，涉及水位有（yǒu）變化的構築物(甚至包（bāo）括（kuò）管道內有無流（liú）量體積的變化)都需進行分析計算（suàn），計算工作量較多。另外，在測量（liàng）過程（chéng）中，隨著水位的下降，每一構築物的平麵尺寸會有不同程度的變化，為減少誤差，這些因素都需納入計算方案中。
例如，本次對砂濾池的計算，就考慮到洗砂排水槽的影響，根據其構造，分成了 4 個（gè）高差範圍進行計算;提升泵（bèng）吸水室體積變化的計算中扣除了泵筒所占體積部分;對清水池和吸水井的麵（miàn）積，對照竣工圖紙減去（qù）了導流牆、梁、柱等所占的麵積，另外也考慮了人（rén）孔、溢流井等。
3．3 準備工作
測量前（qián）完成以下準備（bèi）工作（zuò），以減（jiǎn）少測量過程帶來的（de）誤差。檢查廠內閥門特別是砂濾池和炭濾池出水閥門的關閉嚴密度，對有漏失閥門的（de）濾池提前停（tíng）用濾空或在測量過程中重點監控;根據（jù）計算方案，準備好相（xiàng）應套（tào）數液位簡易測量裝置，供校核液位儀使用，分別安裝於清水池（chí）、吸水井（jǐng）、炭濾池出水渠、沉澱（diàn）池出（chū）水（shuǐ）集水渠等處;準備各點上的（de）測量記錄表格;根據工作量（liàng）大小安排各個測量（liàng）點上（shàng）的工作人員，配備足夠數量對（duì）講機（jī），統一校對時間;複核閥門(尤其是超越管)狀態，抽空窨井存水便於操作;供水調度（dù）中心及其他水廠做好水量調整準備。
3．4 校驗實施
根（gēn）據整體方案的部署，A 水廠對其出廠管上的 1 個色拉油流量計進行容積法校驗，具體實施步（bù）驟（zhòu）如下。
*先，將水廠清水（shuǐ）池（chí）調至高水位，所在城市的其他水廠也相應放（fàng）高清水池水位以防意（yì）外;測量前 1 h 降低水廠出水負荷（hé）;關閉水廠沉澱池進水（shuǐ）閥，將沉澱池液位降至（zhì）出水槽以下;關閉自用水，關（guān）閉加礬泵，關閉加氯水射器增壓泵，關閉臭氧發生器，停尾水生（shēng）產;停（tíng）提升泵（bèng），關閉砂濾池和炭濾（lǜ）池相應的（de）進出（chū）水閥門;上述工作及人員到（dào）位後，待各測量點（diǎn）的液位波動緩慢穩定時，現場（chǎng）指揮（huī）宣布開始測量，各個測量點工作人員記（jì）錄初始水（shuǐ）位 H 1 ，電（diàn）磁流量計初始（shǐ）值 Q 1 和起始時刻 t 1 ;每隔 3 min 進行（háng）一次測量數據（jù）的記錄;測量（liàng）期間逐步增（zēng）大（dà）流量，再逐步回調流量;現場指揮（huī）宣（xuān）布測量結束，*後（hòu）一（yī）次記錄（lù）各點測量數據;A 水（shuǐ）廠恢複生（shēng）產，恢（huī）複正常調（diào）度。此後，搜集、匯總（zǒng）各類記錄（lù）數（shù）據，進行後續的統計分析工作。
4 結果分析（xī）探討
A 水廠出廠電磁流量計的校（xiào）驗測量從 2017 年 4 月 11 日 13 ∶35 開始（shǐ）至 15 ∶08 結束（shù），統計（jì）總（zǒng）體偏差為－3. 13%，因構（gòu）築物容積的計算依據圖紙，其與實際尺寸可能存（cún）在差異（yì），此外，計算過程中沒（méi）有考慮粉刷層厚度（dù）、蒸發量的影響等，該偏差值在可接受範圍內。此（cǐ）次統計中的偏（piān）差 =(電磁流量計讀（dú）數 － 總體積變化) /總體積變（biàn）化 ×100，結果（guǒ）若為負則表示出（chū）廠流量計計量小（xiǎo）於實際出水（shuǐ）量，為正，則反之。測量中的幾點體會探討如下。
4．1 各構築物水量變化對結果的影響
據統計，各構築物（wù）的（de）水量占比如表 1 所示。

表 1 的統計結果（guǒ）表（biǎo）明，在測量過程中，沉澱池、砂濾池等（děng）部分水量流入提升泵房，因此，在測量過程中對於水位有可能上升（shēng）的測量點（diǎn），要注意觀察其水位上升不能超過堰口，造成水量統計失（shī）誤（wù）。由於清水池前閥門沒有關閉，吸水井、清水池（chí）有（yǒu）少量水通過管道流入前（qián）工藝構（gòu）築物。此外，本次（cì）的測量結果也表（biǎo）明，容積法校驗電磁流量計中需要重點關注並準確測量的是吸水（shuǐ）井和清水池的（de）水量變化。
4．2 液位儀與人工標尺間的差異
液（yè）位的測量是整個容積法校驗的重點，其準（zhǔn）確度直接關乎計量結果。由於液位儀信（xìn）號非數字傳（chuán）輸，在測量過程中安裝了人工標尺這一液位簡易測量裝置，供校核液位儀使用。將測量的累計液位差同液位儀(中控（kòng）、現場)測得數據進行比（bǐ）較，如圖（tú） 1 所示。

由圖 1 可知，人工標尺測（cè）得的液位差值與現場（chǎng）液位儀基本吻（wěn）合，其變化一（yī）致（zhì），但中控液位儀顯示的數據（jù）呈現一定的滯後性，這同信號（hào）的傳輸（shū）距離與解析方式相關。在日後的測量過程中，對於（yú）吸水井和清水池這些對測量結果影響較大的地方，需進行人工標尺讀數，或對儀表校驗後進行現場讀數記錄（lù）。
4．3 清水池測量點的（de）選（xuǎn）擇
由於清水池麵積較大，在測（cè）量過程中，在清水池的初段、中（zhōng）段、末端與溢流井共 4 處安裝了相應的液位測量裝置。對這 4 處數據進行統（tǒng）計發現，雖然其（qí）絕對值存（cún）在差異，但累計液位差完（wán）全吻合，這表明某一點基（jī）本能反應清水池的液位變化，後續測量工作可隻（zhī）選取一個點位。
4．4 不（bú）同流速區間（jiān）偏差
本次測量兼顧了不同的流速區間，在不（bú）同流速（sù）(0. 30、0. 42、0. 58、0. 84、0. 98、1. 40 m/s)區間的偏差分（fèn）別是（shì） －3. 65%、－5. 35%、－4. 24%、－3. 95%、－3. 35%、－1. 62%，如（rú）圖（tú） 2 所示。

圖 2 的結果顯示，容積（jī）法校驗（yàn）電磁流量計累計偏差（chà）開始階（jiē）段不穩定，後（hòu）期趨於穩（wěn）定，在 －3. 0%附近。這是（shì）測量中不可避免存在某幾個時刻(特別出廠水流量（liàng）改變時)某些測量點液位波動較大，導致記錄數值（zhí）與真實情況存有較大差異，一開（kāi）始累計出水總量較少，偏差會相對放大，在後期（qī）累計水量大，這一原因導致的偏差減少，偏差值也趨於穩定。
另外，不同流速下，容積法計算值與電磁流量計測量值間偏（piān）差不同，同**速不同（tóng）間隔區間統計（jì）的偏（piān）差不完全接近（jìn），這可能（néng）是某**速區間測量時段隻有 20～30 min，沒（méi）有足夠長的穩定時間導致的。在這一期間，構築物內（nèi）液位變化不大，如果讀數存在微小偏差，計算的相對偏大就會較大。在今後工作中，可以隻選（xuǎn）取（qǔ）2～3 個流速區間，每個（gè）流速（sù）區間（jiān）時間盡可（kě）能（néng）長，以收集較長的（de）穩定時間段數據，使統計的偏差數據更具說服力。
4．5 同清水池容積法的比較
一般（bān）采用容積法校驗出廠流量計計算的都（dōu）是（shì）清水池和吸水井容積，即清水（shuǐ）池容積法。需要關（guān）閉清水（shuǐ）池前閥門，為檢驗閥門的閉（bì）合（hé）度，還需等待一段時間(至少 10 min)，觀察清水池液位變化情況，如出現升高（gāo）或降低，還需重新檢查直至穩定。在這一過（guò）程（chéng）中，對於隻有一根出（chū）廠管道的水廠，還會涉及到清水（shuǐ）泵房水泵的關停動（dòng）作。
本文所采用的容積法，同清水池（chí）容（róng）積法比較，準備工（gōng）作和（hé）測量過程一（yī）樣（yàng）都需要動用較多的人力物力，雖然較後（hòu）者計算工作量增（zēng）加很多，但（dàn）校驗過程（chéng）中（zhōng）動（dòng）作較少，尤其是閥門的啟閉操作;另外，如水廠工藝不變化（huà），構築物無新建、改擴建等情況，後續的校驗中可以一直沿用該計算方案。
5 結語
實踐證明，容積法校驗出廠色拉油流（liú）量計的方法可行。
在該（gāi）方法中，吸水井和清水池的水量變化對*終結果影響*大（dà），務必力求準確，為盡可能減少絕對誤差，*好在竣工時，用高精度鋼尺實測其數據，留作日後測試用;液位測量是容積法的核心，其準確度（dù）直接關乎*後的計（jì）量結（jié）果，建議在測量（liàng）點現場讀數，如果有（yǒu）液位儀，測量前需校正;測量（liàng）過（guò）程中避免水量突變造成（chéng）構（gòu）築物內液麵波（bō）動較大，影響測量讀數;一般水量緩慢調（diào）節時，清水池內初段、中段、末（mò）端的液位變（biàn）化基（jī）本一致，其測量點的選取可根據（jù）實際安（ān）裝條件選取一點即（jí）可;某**速測量時間宜盡可能長，這樣在同**速下，可搜（sōu）集到較長的穩定時間段（duàn）數據，統計分析結果更準確更有說服力。此外，在容積法實（shí）施過程中，對於水位有可能上升（shēng）的地方，要注意觀察其水位上升不（bú）能超過堰口，造成水量統計（jì）失誤（wù）;需（xū）密切關注清水池水位變化情況，確保其在測量結（jié）束後不因水位過低而影響正產生產。
用容積法校驗出廠電磁流（liú）量計，初次進行時方案製定與計算工作（zuò）量（liàng）較大，測（cè）量過程需動用（yòng）較多的人力物力，但經實踐積累一定經驗後，在日後的複校工作中將會較好（hǎo）開展，且其曆（lì）次校（xiào）驗結果具有相當直觀可靠的對比意義。

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