流量計量在自來水節能上的應用

　一、系統概述
　　伴隨著中國經濟的迅速發展，造成的環境污染、能源消耗也大大增加，為了達到和諧發展，創建和諧社會的目的，必需加大節能減排工作。
　　在自來水行業，供水管網是本行業的重要組成部分，每年由于管網設計、管理、維護問題造成自來水大量的損失，據調查報告表明在自來水供水過程中由于管道的泄漏造成大約10％～30％的損失，這個損失是巨大的資源浪費，在我們這個嚴重缺水的國家更加不可忽視，在今天自動化技術高度發展的前提下，實時監測管網的運行狀況，及時查出泄漏的管道，從技術角度講是完全可以實現的。
　　通過在供水管網建立各主管道，分支管道的流量實時監測，通過軟件智能分析加上人工判斷就可以實時地提供可疑的泄漏管道，從而對管道檢漏進行指導，從而達到節水降耗的目的。

    二、系統原理分析
　　原理非常簡單，自來水供水量等于各個用戶的耗水量的總和，如果某時間段內供水量與耗水量不相等（供水量大于耗水量），則可以判斷某處管道存在漏水的情況。采用管網實時監測系統就可以實時地了解任何時刻管網供水和耗水的情況，就可以實時判斷管道泄漏情況，可以使我們快速的知道哪里的管道泄漏，以便于及時搶修，這樣就可以大大降低漏水的情況，達到節水節電的目的。

　　但是，由于流量計本身的誤差和安裝的原因導致流量計測量誤差增大，造成管網供水總量往往不等于耗水的總量，這就需要智能補償的算法解決這個問題，前提是流量計的誤差都是線性的，這樣就可以用補償系數使供水和耗水量平衡。

　　如圖所示，有1條供水總管和3條支管，供水流量為F0，各個分支的流量為F1，F2，F3，則：
　　F0=A0+A1*F1+A2*F2+A3*F3
　　其中F0～F3為瞬時流量或者為某時間段內累積流量（比如1天或1小時的）
　　A0～A3為常數，是各個儀表的補償系數
　　我們知道，流量計雖然有一定的誤差，但零點是可以調校的，每臺儀表的零點都是單獨可以校準的，就是說，A0應該為0，但是當管道存在泄漏的情況下，A0在任何時候都不為0，這就可以判斷管道存在泄漏。而且，A0是變化的，是隨著流量大小而變化的。
　　通過不同時段的不同流量，可以很容易計算出常數A0，A1，A2，A3，好多計算出幾組數據，作平均值就可以做為常數值。
　　在A1~3都計算出來后，單獨對A0進行監視：
　　A0=F0－A1*F1+A2*F2+A3*F3
　　并且在歷史曲線上畫出A0的歷史趨勢，從長期的歷史趨勢曲線上，我們就可以看出A0的變化，從而判斷管道的泄漏情況。

　　下圖是流量歷史趨勢曲線圖：

　　計算A0的曲線：

　　因此，可以從日常運行中看出A0正常的范圍，然后，高于A0值的某個點設置報警值，實時監視A0的變化，一旦超過設定的報警值，就產生報警，提醒操作人員，可能有泄漏發生，這樣就可以**時間對泄漏做出響應，從而達到節水節電的目的。

　　三、可行性分析
　　優先，對自來水管網進行自動監測改造，在所有的干管支管的管路上建立流量監測點，在建立流量監測的同時，也要把壓力同時進行監測（通過壓力變化也可以分析漏水的情況，這里就不再作介紹了），所有的流量的實時數據通過無線數據遠傳系統同時傳到上位機系統中，經過專門的數據處理軟件處理，可以動態監視A0的變化，可以及時預報漏點。
　　其次，根據自來水流量的特性，使用電磁流量計測量精度可以達到0.5%，并通過電磁流量計的累積、遠傳功能將數據實時上傳，可以讓監控隨時觀察到流量的變化，分析出漏水的管段。并可以通過流量計的報警功能，設置報警機制，根據不同管網的漏水情況，對該漏水管網進行報警，甚至停止供水。完全實現全智能、無人防守的自動化監控模式。

　　四、系統實現
　　新鄉市天科測控儀表有限公司的TK-TLDG型智能管道式電磁流量計測量精確度達到0.5%，帶有多種信號輸出模式，并帶有中英文的LCD操作界面，能夠顯示瞬時流量、累積流量等多種流量方式。是專門針對管網數據采集處理而設計的，不僅具有測量準確度高、在線安裝、無壓力損失、長期穩定工作等，還具有數據采集、數據遠傳的功能，是目前自來水管網應對節水節能的優選儀表。

　　五、實際案例
　　Xxxx公司為新鄉市一家大的造紙公司，其污水經過處理后回收給自來水公司，回收價格為0.65元。四年前該公司使用超聲波流量計對管網的處理水進行計量，一則超聲波計量精確度在1.5%，測量誤差偏大；二則超聲波流量計數據不能集中采集分析，致使有些管段被人為偷水、漏水，每年流量損失高達300噸之多，直接損失為195000元。
　　使用了新鄉市天科測控儀表有限公司的TK-LDG型智能管道式電磁流量計之后，精度得到大大提高，數據采集實現了中央實時采集分析，并加入了預防報警功能，有效的控制了處理水的流量損失，使得公司每年的流量損失不超過10噸，為公司每年減少損失188500元。