三级计量远传方案研究_三表远传计量系统

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三级计量远传方案研究一、三级计量现状

供水管理处的计量仪表按计量位置可分为四级计量，分别是原水计量、水厂出口二级计量、小区入口的三级计量及末端用户的四级计量。原水计量点共237处，共有包括水源井和黄河水源进水计量，除黄河水源进水计量采用电磁流量计进行计量外，其余水源井均采用螺翼式水表进行计量。二级计量为水厂出口计量，共33个，计量仪表基本上使用超声波流量计，并实施了计量数据的远传监控。三级计量为小区入口计量，共83个计量点，计量仪表除基地区域的玉兰小区为大表远传抄读外，其余均为水平螺翼式水表，采取现场抄读的方式进行。四级计量即末端计量，共有85667个计量点，一般采用水平螺翼式水表，由于近几年水表计量精度和计量技术的提高，四级计量仪表逐渐更换为高精度的旋翼式液封水表。

二、存在问题

供水管理处的一级计量的完善率为99%，主要是由于水资源费的结算以及生产运行模式决定的。目前的生产运行模式是以“黄河水为主，地下水为辅”，全年黄河水的供水量达到总水量的90%左右，地下水源仅作为应急补充。二级计量完善率达到100%，且全部实现了远传监控和计量数据的抄读、统计和分析。三级计量完善率也达到100%，除玉兰小区外其余均未实现远传监控和抄读，抄读工作量大，抄表人员一般需要两天的时候才能全部完成计量点的抄读工作，抄读时间不统一，计量仪表的安装现场情况复杂，对数据抄读的准确读取造成了一定的困难，三级计量实施远传抄读势在必行。四级计量完善率为100%，由于计量点遍布所辖区域，现在采用的是人工抄读，抄读工作量巨大，但对其实行计量远传所需耗费的资金太大，目前暂无法实施。因此本次我们只对三级计量的远传方案进行研究。

三、三级计量远传方案研究

现有水表远传方式有：电磁流量计和超声波流量计远传模式、超声水表远传模式和水表直接加装远传表头的远传模式三种。电磁流量计、超声波流量计和超声水声计量精度较高，其中超声波流量计可以达到1.0级，电磁流量计和超声水表的计量精度可以达到0.5级，始动流量较小，计量漏失也较小，而现有水表的计量精度最多只能达到2级，始动流量相对较大，对于一些用水不均衡的小区，水表计量的存在着较大的计量漏失。

电磁流量计、超声波流量计和超声水表对现场条件有一定的要求，不满足现场条件将对会对计量精度造成一定的影响。2011年3月，对我处所有的三级计量仪表的现场条件进行了现场调查，其中满足电磁流量计和超声波流量计现场条件的仅有25个，不满足条件的多达53个。为了保证计量的准确性，我们对现场条件对计量精度的影响以及远传系统的稳定性进行了试验。

我们分别在第十二管理区的安厦小区、第五管理区的工业区入口、水电小区三个计量点进行了试验，其中安厦小区在满足条件的小区管网入口新建计量井1座，安装电磁流量计1台，将其计量数据与原有的计量数据进行比对；在第五管理区工业区入口安装超声水表1台，与原有的抄表数据进行比对；在水电小区实施大表远传计量，对水表的现场计数与远传数据进行了比对。

四、电磁流量计的现场条件影响及远传系统稳定性试验 根据管理处会议纪要([2011]1号)的安排部署，为切实办好六件实事之五——“做好新技术的推广和应用，提高岗位操作自动化水平，减轻职工劳动强度问题”，计划项目科、技术管理科、生产协调科、水质计量管理中心相关人员对三级计量远传监测系统的运行情况进行试点，试验采用深圳瑞斯韦尔测控技术有限公司的RSW型管段式电磁流量计（3台）。

(一)试验目的1、远传系统监控软件的运行情况，包括数据的传输速度、稳定性及有无数据缺失等；

2、现场条件对计量精度的影响，主要是现有计量表井中安装流量计后的误差试验。

(二)试验方法

1、在机厂工业区和安厦小区新建流量计井，安装管段式流量计2台（DN200和DN100流量计各1台），目的是测试水表与流量计的计量误差；

2、在安厦小区原有表井内安装DN200管段式流量计1台，目的是测试现场条件对计量精度的影响；

3、三级计量远传监控系统利用中国移动GSM无线公网提供的GPRS无线上网数传服务业务，每台仅占用一个移动电话号码，按传输量计费。在服务器端安装该公司的“GPRS抄表管理系统”，接收数据，在5台计量机中安装该软件的客户端，显示数据并进行监控。流量计每半小时采集一次数据，每4小时发送一次至服务器。目的是测试数据的传输情况及稳定性

(三)试验过程

1、流量计与水表计量情况的比对 试验位置：

1）安厦小区DN200主管线入口水表后，管材：PE管，计量井为新建（为满足流量计对直管段的要求，流量计后直管段按3D考虑，表井建设尺寸为2.2m×1.8m×1.5m）

2）机厂工业区DN100主管线入口水表后，管材：PE管，计量井为新建（为满足流量计对直管段的要求，流量计后直管段按3D考虑，表井建设尺寸为1.8m×1.8m×1.5m）

安装时间：2011年1月26-27日

运行时间：2011年1月27日至3月21日，共54天

运行情况：机厂工业区用水量较为均衡，对计量误差的影响不大，且影响因素较多，因此，机厂工业区不作为主要试点区域。安厦小区属居民生活区，用水峰谷期误差相对较大，经过对水表与流量计计量数据进行对比，高峰期流量计与水表的误差在+10%，低峰期误差为+13%，其余时段误差较小，为1%～2%，经过对2月22日至3月8日共15天水量进行统计，流量计读数为5056 m3,水表读数为4809 m3,水量差额为－247 m3，综合误差为－4.8%。

2、现场条件对流量计准确度的影响

根据三级计量仪表的安装现场情况，对流量计要求的直管段不满足的情况进行了比较，将原有表井中的水表更换为管段式流量计，因流量计与水表法兰孔数不对，对表壳法兰进行了改造，3月12日10:30分安装完毕。

1）运行时间：2011年3月12日至3月21日，共9天

运行情况：经过对两块流量计的小时累计数据进行比对分析，发现满足条件的流量计与不满足条件的流量计误差较大，13～20日统计数据分别为西表2983 m3，东表为2731 m3，差额为-252 m3，综合误差为-8.43%。

经与厂家技术人员进行现场分析，原因有两条：一是由受两块流量计的误差方向影响，两块表出厂校验误差均在±5%，但一个是正漂移，一个是负漂移；二是条件不满足的水表在安装时对表壳法兰进行了改造（螺栓孔数不对），影响了部分计量准确度，造成的数据误差较大。

2）对两块表的安装位置进行了调换

运行时间：2011年3月21日至4月8日，共17天。

运行情况：3月21日4月8日流量计读数为东表6634 m3，西表为6918 m3，统计数据显示差额284 m3，综合误差为4.1%。

鉴于数据误差较大，经与厂家联系后，对两流量计进行了返厂重新检测，对数据漂移方向进行了调整，并在武汉钢铁集团流量检测中心进行校准。

3）校准后运行情况 运行时间：2011年4月22日至4月28日，共6天 运行情况：两块流量计综合误差为-4.3%。

3、因厂家未按要求提供校验证书（武汉钢铁集团流量检测中心仅提供流量计的校准证书，不具有法定效力），2011年4月29日在郑州技术监督局检定中心对两块流量计进行了校验，校验结果均合格，准予使用，计量精度为0.5级。

运行时间：2011年4月30日至5月25日，共26天

运行情况：东表读数为8561 m3，西表读数为8269 m3，误差为－292 m3，综合误差为－3.41%。

3月12日至5月19日流量计计量数据曲线图见下页。

3、监控软件运行情况

安装地点：深圳瑞斯韦尔测控技术有限公司的计量监控软件服务器端安装在位于处四楼机房中的主服务器中，并安装客户端软件6台次。

运行情况：监控软件运行时间长达4个月，数据每半小时采集一次，每4小时上传至服务器一次，截止目前为止未出现数据漏失或未及时上传等现象（因缴费时间到期，4月26-30日未上传数据，续费后数据上传准确）。

流量计运行数据曲线图

满足流量计安装要求 不满足流量计安装要求 说明：

3月21日对两个流量计的安装位置进行了调换，系列1指东表，系列2指西表，4月8日厂家对流量计进行了回厂校验，并外送武汉进行了校准，4月28日两块流量计送郑州市河南省计量科学研究院进行检定，检定结论为合格。(四)试验结论

1、软件系统运行可靠性高，数据采集准确，上传速度快，性能稳定，无缺失数据的现象。

2、在安装条件不满足时对计量精度有一定的影响，水表的误差为－4.8%，流量计的误差为-3.41%。

五、大表远传的现场条件影响及远传系统稳定性试验

根据对水电小区近几个月的运行数据进行统计和分析，大表远传与现场抄读数据完全一致，远传系统稳定，可靠性高，数据采集准确，上传速度快，性能稳定，无缺失数据的现象。

六、三级计量远传方案的优选

采用大表远传系统，安装费用较少，每台安装费用约需0.5万元，但计量误差较大，按基地区域每天供水量6万方、年300天、每方水2.25元计算，每天的计量误差为2880方，年计量误差为86.4万方，直接经济损失194.4万元；

采用电磁流量计和超声波流量计进行三级远传计量，安装费用约在1.86万元，但在同样的条件下，直接经济损失较小，约为138.1万元，可以减少损失43.7万元。

根据以上结果，我们可以得出如下结论：

1、三种远传计量方式的软件系统均运行较为正常、可靠性高，数据无缺现象，且传输速度快。

2、采用电磁流量计和超声波流量计进行计量远传是控制计量漏失的比较有效的方法。

3、根据供水管理处的生产经营形势，以及对外计量收费的要求，建议先对直接收取现在的外部用户安装电磁流量计或是超声波流量计进行计量远传，其他管理处内部考核单元安装大表远传装置，以减少初期费用，待以后条件成熟时再逐渐更换为电磁流量计或是超声波流量计等计量精度较高的计量器具。