大口径水表选用指南.docx
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大口径水表选用指南
大口径水表选用指南
宁波水表股份有限公司赵绍满
水表以量程宽、价格低而作为自来水供应的计量产品，在城市供水系统中，水表费用只占总投资的1.5～2%，却担负着水费收缴的重任。
小口径水表以收足水费为目标，而大口径水表的选择则很有学问，大口径水表的正确选用，对减少投资、降低供水成本、提高水费收缴率有重要意义。
宁波水表股份有限公司全套引进的德国MEINECKWP型（国内称LXLC型可拆卸螺翼式）水表，曾荣获国家金质奖，现又以全套机芯进口、国内配表壳组装形式引进国际最先进的WPD型水表，大大提升了国内水表的技术档次。
同时，将在2003年推出复式水表（俗称母子表）、垂直螺翼式水表，与现有的机械密封干式LXL型、磁传干式LXLC—E型水平螺翼式水表以及旋翼式水表，小叶轮农用灌溉水表形成全系列的大口径水表，服务于客户。
大口径水表种类很多，目前国内以水平螺翼式为主，同时存在旋翼式和垂直螺翼式，本公司2003年即将推出复式水表。
水表按结构型式及精巧程度压力损失一般为0.01MPa～0.1MPa，量程比25～900。
用户需要的是量程比大、压力损失小、寿命长、维护方便、价格低廉。
以下对国内常用的几种大口径水表作技术经济分析（以80mm水表为例）：
一、技术指标
⒈水表计量范围
国内水表习惯于按GB778-1996（ISO4064）标准流量点来描述水表性能，国际上则按实际值来体现水表性能，下表为各种水表的计量范围：
⒉水表压力损失
自来水管网中，管道内壁、弯头、阀门、水表等引起的压力损失，意味着水流所含动能的损失，亦即水泵电能被吞没。
水表压力损失取决于其结构型式及几何尺寸，水平螺翼式水表水流轴向进出，压力损失小；垂直螺翼式水表水流水平——垂直——水平方向流动，压力损失相对较大；旋翼式水表水流紊流严重，压力损失最大。
以下是Q=80m/h时的压力损失值：
水表型式
水平螺翼式
垂直螺翼式
旋翼式
WPD型
LXLC型
有过滤网
无过滤网
压力损失（MPa）
0.0058
0.01
0.045
0.038
0.095
二、经济分析
水表的计量范围和压力损失，直接与管网设计、供水成本（电费）、水费收缴率、管网维护成本等密切相关，用水量及瞬时流量是经济分析的基础。
根据用户类型不同、用水量的时间分布有明显差异。
典型的有如图所示几种：
曲线1，用水量比较稳定，如连续生产的化工厂、钢铁厂等；曲线2，连续大流量与连续小流量交替，如一般工矿企业，上班时用水量大，下班时用水量小；曲线3，用水峰谷明显，如学校，上、下课用水差异明显；曲线4，用水时间长，变化频繁，如居民区。
为了便于定量分析，建立如下流量——时间模型。
按水费1.5元/m，电费0.50元/kwh计算。
模型1用水平稳；模型2用水总量小，低流量时间长；模型3用水量大，高峰时间长。
⒈水费损失
水费损失主要是极低流量下水表不计量和超大流量下水表偏慢所致。
模型2：
Qmin>1m/h（0.5×10+1×6）×1.50=16.50元/天
Qmin>0.8m/h0.5×10×1.50=7.50元/天
模型3：
Qmin>0.5m/h0.5×12×1.50=9.00元/天
Qmax＜80m/h120×5%×2×1.5=18.00元/天
⒉电费损失
供水公司供水有两个重要指标——流量和水压，一般通过水泵的调度来保证，以设定水压来满足用户的流量要求。
流量增大或压力降低时，必定要多开泵而增加耗电量。
根据变频调速供水系统的水泵配置，相对80mm水表，150m/h，50m扬程的配置为15kw×3台。
其扬程——功率曲线如下（数据来自上海连成泵业制造有限公司）：
由于水表压力损失引起电费损失为：
M=[（45-22.5）/（50-32）]×100×⊿P×（Q/80）×t×0.50（元）
式中∆P——80m/h时水表的压力损失（Mpa）
Q——瞬时流量（m/h）
t——Q流量的持续时间（小时）
模型1情况下的电费损失：
水表型式
∆P
Q×t
M
水平螺翼式WPD
0.0058
60×24
4.89
水平螺翼式LXLC
0.01
60×24
8.44
垂直螺翼式
0.045
60×24
37.97
旋翼式
0.095
60×24
80.16
模型2情况下的电费损失：
水表型式
∆P
Q×t
M
水平螺翼式WPD
0.0058
40×8
0.73
水平螺翼式LXLC
0.01
40×8
1.25
垂直螺翼式
0.045
40×8
5.63
旋翼式
0.095
40×8
11.88
模型3情况下的电费损失：
水表型式
∆P
Q×t
M
水平螺翼式WPD
0.0058
80×8
2.90
4.71
120×2
1.63
40×2
0.18
水平螺翼式LXLC
0.01
80×8
5.00
8.12
120×2
2.81
40×2
0.31
垂直螺翼式
0.045
80×8
22.50
36.57
120×2
12.66
40×2
1.41
旋翼式
0.095
80×8
47.50
77.19
120×2
26.72
40×2
2.97
最节能的WPD水表与最耗能的旋翼式LXS水表比较，在模型1情况下，日电费损耗差为80.16-4.89=75.27元，全年为75.27×260=19570.20元/年；模型3情况下总费用差为（77.19-4.71+9.00+18.00）×260=25864.80元/年，相当于每m自来水增加0.103元成本。
即使在用水量较小的模型2情况下总费用差为（11.88-0.73+16.50）×365=10092.25元/年，相当于每m自来水增加0.033元成本。
相对旋翼式水表的年省电、收费差异为：
水表型式
模型1
模型2
模型3
水平螺翼式WPD
19570.20
10092.25
25864.80
水表螺翼式LXLC
18647.20
7164.95
22638.20
垂直螺翼式
10969.40
8303.75
12901.20
旋翼式LXS
0
0
0
从表中可以看出，WPD具有最佳的经济效益；LXLC在大流量场合接近WPD而好于垂直螺翼式，在长时间小流量场合略逊于垂直螺翼式水表，如用母子式水表则可收到全部的水费。
⒊管网配置成本
在城市供水大系统中，选用大型水泵变频调速提高效率，较低的供水压力，减少电耗和漏损，采用中继泵站调控水压等节能降耗，采用压力损失小，流通能力大的水平螺翼式WPD、LXLC型水表，在节省电费、减少管网漏损的同时可以降低管网辅设成本或缓解管网改造压力，降低管网配置成本。
在相同系统条件下，由于水表流通能力大、压力损失小，可以适当降低水厂供水压力，管网的漏损及维护成本降低了；
在某一用水场所，由于水表流通能力大，原来要辅设100mm管网，现在只要铺设80mm即可，降低了投资成本；
随着用水量的增加，需要改造管网，由于水表流通能力大，可以延缓改造。
按每15年延缓3年改造计算，节约管网改造费用相当于表价的
（1/2%）×（3/15）=10
即由于占管网投资2%的水表流通能力大而延缓改造相当于每年节约水表成本的10倍。
⒋水表品质与效益
由于水表结构和品质的不同，国内市场大口径水表差价在8～10倍之间，当然其获取的使用价值差距更大。
如德国原装机芯的WPD水表，计量范围大，压力损失小，用料讲究，更具有不可思议的动平衡技术，当水表流量达到一定值后，高速旋转的水表叶轮会离开二端支承的宝石轴承，悬浮在中间转动，达到动平衡，大大减少了机械磨损，因而其过载流量大大高于其它水表而寿命更长。
如复式水表（母子水表），由一个大口径水表和一个小口径水表组合而成，通过内部设置的流量转换阀自动调节计量功能，水流量小时，转换阀是关闭的，由小口径水表计量；当流量达到转换流量后，转换阀自动打开，大口径水表参与计量；当水流量变小到转换流量后，转换阀自动关闭，又由小水表计量。
这样，复式水表把计量范围扩大至小口径水表的最小流量到大口径水表的最大流量，几乎将流经管道的大小流量一网打尽，得到最高的收费率。
选用廉价的水表，在新表安装时可能是准的，但随着时间的推迟，水表会逐渐慢下来。
例一个100mm水表在安装第3年偏负了3%。
年用水量为10万m3，则水费损失3000m3，相当于水表价的10倍。
一般来说，一个大口径水表年收缴的水费是水表价格的50～200倍，而小口径水表只有5～10倍，百分之几的误差是相当可观的，同时由于水表型式的不同而引起的水厂电费损耗相当于水表价格的10～20倍。
因此，正确选用大口径水表对于自来水公司来说是十分重要的，直接关系到经济利益，而且是可观的利益。
三、水表选用原则
从上述技术经济分析来看，毫无疑问选用水平螺翼式WPD、LXLC型水表是最合适的，它可以每年为供水公司赚回15～50个水表，这就是国外没有旋翼式水表的原因。
在实践中还涉及国情和体制的问题，国内有部分水表不在供水公司控制之列，经济效益与其无关。
即使供水公司内部，营业部只注重水费回收，供应部注重水表价格，抄表员注重维护周期，很少有人真正涉及综合经济效益。
随着市场经济的进一步发展，将会逐步向国际接轨，重视水表的选型和管理。
水表选用原则如下：
水表型式
应用场合
水平螺翼式水表
WPD型
LXLC型
·经济条件好的供水公司
·管理好的供水公司
·长期在较大流量使用的工矿企业
·进水管径小、流通能力不足的管网
·流量变化频繁的管网
·有超大流量的管网
·需垂直安装的管网
复式水表
（母子表）
·经济条件好的供水公司
·经常在中小流量下使用的管网
·有可能偷水的场所
·与供水成本无关的管理部门
垂直螺翼式水表
·经常在中小流量下使用的管网
·非供水公司管辖的管网
旋翼式水表
·水质较差且缺少安装过滤器空间的管网
·用水量少又不便日常维护的管网
·非供水公司管辖流通能力充足的管网
低价水表
·经济条件限制
·长期在中等流量连续供水的管网
·非供水公司采购安装的工程
·非贸易结算
二００二年六月十二日
大口径水表特点及选用
宁波水表股份有限公司赵绍满2006-06
大口径水表在自来水公司一般计量60%～80%的供水量，选择和管理好大口径水表对水司的经济效益具有十分重要的意义。
2000年以前，国内只有1986年宁波水表股份有限公司引进德国技术和模具制造的LXLC型可拆卸螺翼式水表（包括其它公司的仿制品）和更老式的LXS型旋翼式水表和LXL型水平螺翼式水表，因而形成以LXLC型为主导、LXS型和LXL型为辅助的产品结构，水司没有多大的选择余地。
随着我国水表设计水平和工艺水平的提高，2000年起引进、开发了WS型垂直螺翼式水表、WPD型宽量程水平螺翼式水表、LXF型超高量程比复式水表等新产品。
这些产品各有优点，适合于不同条件的管网使用，水司可通过合理选用水表来达到提高水费回收及节能、扩容、消防、长寿等目的。
一、水表种类及技术指标
1、水表种类及关系（见附页1）
2、水表计量范围及实际适宜流量范围（见附页2）
3、水表压力损失
水表压力损失取决于其结构形式及几何尺寸，水平螺翼式水表水流轴向进出，水流平稳，压力损失最小，在标准最大流量下为0.01MPa左右；垂直螺翼式水表水流由水平—垂直—水平方向流动，压力损失较大，为0.06MPa；复式水表尽管水流轴向流动，但有流量转换阀阻挡，压力损失较大，为0.06MPa；旋翼式水表水流有复杂的转弯和旋转，流场紊流严重，压力损失最大，为0.1MPa。
水表压力损失的大小直接关系到水表的流通能力、供水成本和用水高峰时的供水高程，是一个重要的技术指标。
二、水表选用原则
1、多品种原则
根据管网流量、压力、使用条件和管理水平的不同选用合适的水表，同时在尽可能提高水费回收率的前提下，考虑水厂和用户的利益。
每一个水表的安装，都涉及水厂、水司营业部、用户的三方利益。
作为第一方的水厂，希望水表压力损失越小越好，以减少管网水阻，降低水泵电费的消耗。
在理论模型分析中，如果水厂以0.35MPa水压出厂，在Qmax流量下，约0.1MPa变为水的动能，0.01～0.1MPa（水平螺翼式水表为0.01MPa，旋翼式水表达0.1MPa）在水表中消耗，剩余水压被管网、弯头、阀门等消耗。
如果水表压力损失小，可以降低出厂水压，这样既节约电费又减少管网漏损。
作为第三方的用户，希望水表流通能力大，压力损失小，这样在满足用水量要求的前提下，或减小进水管口径或延缓管网扩容改造以减少投资，对于有消防要求而用水量少的用户，则希望安装复式水表，可以兼顾计量和消防之需。
作为水表选用、安装、管理的水司营业部，应建立以LXLC可拆卸水平螺翼式水表为基础，以WS型、WPD型、LXF型为辅助的多品种水表计量体系，通过考察、统计、分析每个水表在管网的具体情况，选用最合适的水表作为计量工具。
花最少的钱、收最多的水费，既满足用户的要求，又兼顾水厂的成本，达到三方和谐的效果。
管理不到位的水司可适量使用老式水表。
特别注意：
按图中实际适宜流量范围来确定水表型式。
具体方法：
在正常流量使用的场合用LXLC型；有特大流量或长期大流量的场合用WPD；小流量时间长而很少有大流量的场合用WS型、LXF型；小流量时间长又有各种流量的用LXF型；经济条件较好的多用WPD；水中杂物多而流量不大的用WS型或LXS型；晚上有居民的小区、农村、医院、工厂等用LXF；有消防要求的大管网小用户用LXF型；供水量大或瞬时流量大的场合慎用WS型、LXS型，水压不足而又无屋顶水箱的场合慎用LXF型；水质特差的场合应安装滤水箱，长时间小流量场合慎用LXL型、LXLC型。
一般以40%～50%LXLC型、20%～30%LXF型、20%～40%LXS或WS型、10%～60%WPD型的比例选择水表比较合适。
2、动态管理原则
在多品种前提下，每一场所的水表品种并不是一成不变的，应根据用水量的变化、水压的变化、水费的调整、水质的改良、管理能力的增强，及时调整水表的品种。
在最需要的场合，最适当的时机，选用最合适的水表，从而取得最在大的经济效益。
例如：
一期工程用水量小而选用WS型，二期工程用水量增加换成LXLC型，三期工程换成WPD型；随水压增加，有些场合可换成LXF型；工厂规模缩小，原LXLC型换成LXF型；水价调整可多用WS型、WPD型、LXF型；供水能力紧张的城市主管网多用LXLC型、WPD型；水压足够的管网末端用户多用LXF型、WS型。
长期使用LXS型、LXL型老式水表而水质又差的水司，在使用LXLC型、WPD型、LXF型初期会感到水表被石头卡住的现象增加，这在中小城市确实存在，需要安装过滤网，改善水质，加强管理，否则水表精度提高的效益会被管理松懈所淹没。
3、追求效益原则
水司购置水表只占总投入的2%，却肩负着计量供水收费100%的重任，在以往重投入轻产出的年代，对水表的选用不重视，对水表的投资不舍得，对水表的管理不精细。
实际上管理好水表可以取得最直接的经济效益，提高3%～5%的水费回收率，综合投入产出比10倍以上。
一个日供水30万m3的小城市，管理水平的优劣，综合水费差额达到500万元/年以上。
主要体现在以下几点：
1）结构先进的水表qmin比较小，可以将细水长流的小流量尽数计量。
例：
福建某镇向下属村供水，收费主管网DN150口径，由于用水量少而年收费只有4000m3，更换成LXF-150复式水表以后，月收费达到700m3，年水费收益增加7000元；某宾馆实行二级供水，短时期大流量供水后由浮球阀关闭进水，实际上长期小流量进水，更换成复式水表后泄漏小流量由旁路小表尽数计量，每天增加收费5m3,年收益达到4000多元。
2）水平螺翼式水表的大流量流量特性一方面可以延长水表的维护周期和寿命，另一方面，在特大流量时不至于象旋翼式水表叶轮跟不上快速反应使计量严重偏负。
例：
南方许多纺织印染企业用水量特大，有些企业发展迅速而用水量提高了，却不愿付十多万的扩容费，采用管道泵抽水，造成普通水表一装就坏，甚至可拆式水表也只能使用几十天，换成WPD水表后寿命大幅度延长，水费明显增加。
在最严重的管网同时采用多层滤网限制流量，总算解决了计量问题。
3）选用高品质的名牌产品非常重要。
一般水表安装以后，水司很难知道计量是否准确，如一个劣质的水表，1年以后可能偏慢了3～5%，那损失可是N个水表的价值。
优质的水表在寿命期内能保持较高的准确性，劣质的水表逐渐变慢，偷偷地吞食着你的财富。
同样，小口径水表也存在寿命期计量精度的问题。
据深圳水司各分公司对宁波牌水表安装满1年、2年、3年、4年、5年、6年的水表进行抽样检测，结论是平均计量率大于100%，而劣质水表的回收率相对逐年下降，前者可延长更换年限，后者应提前更换，否则供需双方难得糊涂，损失的是水司。
4）加强现场监控和数据分析。
按用户类型进行分级管理，重点水表要提高抄表密度并画流量、用水量曲线进行分析，确保水司利益。
有条件的可逐步建立无线监控系统，随时掌握重点水表的动态。
5）压力损失小、流通能力大的水表可以降低供水成本并延缓管网扩容改造，节约基础设施的投入。
三、几种水表特点简介
1、LXS型、LXL型
LXS型、LXL型水表属20世纪60年代产品。
由于生产力水平的限制，当时只能应用普通机床加工叶轮模具。
LXS型实际上是将小口径水表放大，叶轮的叶片是垂直的，水流从叶轮盒切向进入冲击叶轮，通过旋转和复杂的变向由叶轮盒出水口流出，再经旋转和变向流出水表。
因而结构庞大，压力损失最大。
LXL型是一种螺翼式叶轮，其模具是通过普通铣床铣出螺旋面组合起来，结构上已属于水平螺翼式，水表压力损失小，流通能力大，但叶轮导程大，档次比较低。
LXS型、LXL型计量性能只能达到最低标准ISO4064A级，应属淘汰之列。
LXS型、LXL型水表尽管水费回收率低一些，但防污能力相对较好。
LXS型有一个碗状过滤网可阻挡杂物，LXL型叶轮叶片少、导程长，因而耐块状物冲击性能相对好些。
老式水表在粗放型管理的小水司抄表工人中口碑还是不错的，因为砂石卡死的少些，水表寿命短而多换一个不花自己的钱，水费多收又不进自己的腰包。
2、LXLC型
LXLC型属20世纪80年代产品。
1986年全套引进德国技术和模具，计量性能达到ISO4064B级水平，最小流量值比老产品缩小了2.7倍，水表口径达到500mm，使我国大口径水表技术有了质的飞跃，成为新的主导产品。
其优点是：
（1）计量等级提高，由A级提升为B级，水费回收率提高；
（2）水头损失小，流通能力大，可减缓管网扩容压力，降低供水压力要求，减少水泵电耗；（3）可拆式结构维修方便；（4）承受大流量能力强，使用寿命长；（5）可配置远传输出功能，方便管理升级。
其缺点是：
水表结构精密而没有过滤网，防污性能比老式水表稍差，管网中丝状物和块状物卡住叶轮的概率有所增加，必要时应安装滤水箱。
3、WPD型
WPD型是国际上最先进的主导产品，在LXLC型的基础上功能全面升级，具有更大的最大流量，更小的最小流量，更小的压力损失，更好的防污性能，更长的使用寿命。
目前以引进德国水表机芯，国产表壳配套组装的形式生产。
其优点是：
（1）水表结构具有不可思议的叶轮动平衡技术，高速旋转的叶轮象磁悬浮列车一样悬浮于前后叶轮轴之间而不相接触，因而不易磨损，可承受特大的流量而长期保持寿命期的计量精度；
（2）最小流量远小于B级水平，而超大流量时却减小表负的现象，从而提高水费的回收率；（3）可配置远传输出功能，方便管理升级。
缺点是：
尽管防污性能有所提高，必要时仍需安装滤水箱。
4、WS型
WS型属功能型产品，将螺翼式叶轮垂直放置，且自带过滤网，从而提高小流量性能和防污性能，比较适应小流量的管网中使用，其综合性能全面优于LXS型，是LXS型的换代产品。
其优点是：
（1）由于垂直叶轮以点支承，故叶轮旋转摩擦阻力小，小流量性能比较优越；
（2）自带过滤网，防污性能强，整套机芯可在安装中拉出维修，比较方便；（3）可配套远传读数功能。
其缺点是：
叶轮垂直放置造成水流复杂，在大流量情况易造成机芯损坏，因而不适宜在大流量管网中使用；同样原因，水表压力损失比较大，影响水表流通能力。
5、LXF型
LXF型复式水表是一种功能型产品，它是在水平螺翼式水表的基础上旁路小口径水表，通过流量转换阀的自动调节作用，根据水表的流量变化，使水流通过小口径水表或同时通过大口径水表，从而使复式水表的计量范围扩展到从小口径水表的最小流量到大口径水表的最大流量，量程比达到1500~2400倍，这在所有水计量产品中是最高的，可最大限度提地高水费回收率。
其优点是：
（1）流量范围最大，例LXF-100复式水表qmin=0.05m3/h,qmax=120m3/h,几乎可以将居民小区用水高峰的水量到深夜某户居民抽水马桶的漏水尽数予以计量；
（2）在有消防要求的大管网小流量场合，复式水表可使管网处于常开状态而兼顾消防、用水、收费三者利益，自来水公司不必为大管道小用量收不到水费而烦恼，用户不必为并联的小表太小用水不畅而心烦，消防不必为大管道阀门常闭而留下隐患。
其缺点是：
由于自动流量转换阀的阻尼作用，使水表的压力损失有所提高，不适合超低水压管网。
小口径水表选用指南
一、概述
水是生命之源，远古之始人类逐水草而居。
现代文明使人们可以享用清澈的自来水，甚至直接饮用的纯净水，随之水的正确计量成为必要。
1825年以来，发明和制造了成千上万种水表，现代化制造工艺、材料及电子技术促进了水表技术的进一步发展。
水表是记录流经封闭满管道中水流量的一种仪表，它是一种积算式速度流量计。
原理上是利用活动壁的容积室的机械作用或水流推动涡轮等活动元件，使之旋转以连续确定水流量。
水表具有结构简单、量程宽、使用方便、成本低廉等特点，在水资源日益紧张的今天，节水工作已受到世界各国政府的重视，水表作为节水环节中的计量器具和控制手段，得以迅速发展。
我国在有关文件中规定：
生活用水要求每家每户装一个水表进行水的计量，并把水表定为强检计量器具之一，受国家技术监督部门的监督管理。
二、民用小口径水表的分类
水表种类型式多种多样，其分类方法很多，一般有以下几种分类方法：
⒈依据其作用原理可分为二类：
实测式水表：
又称容积式水表，以测量实际流经体积之水表；
推理式水表：
又称速度式水表，以测量水流速度而间接计量流经水量之水表。
容积式水表主要有旋转活塞式水表和圆盘式水表，在美国和原英联邦国家广泛应用。
其计量等级高，且性能稳定性好，但对水质要求高、成本高；
速度式水表种类很多，一般内部有一个叶轮，受水流冲击旋转而计量，在大多数国家广泛应用。
其结构简单、生产工艺性好、成本低。
⒉依据其计数器型式可分之三类：
湿式水表：
计数器浸泡在水中、始动流量小、抗污性差；
干式水表：
计数器与水隔离、始动流量大、读数清晰；
液封式水表：
计数器读数部分采用特殊液体封装，与水隔离，始动流量小，读数清晰。
⒊按读数指示方式可分为指针式、数码式，指针数码组合式；旋翼式水表按进水口结构型式又分为分流束水表、单流束水表；按安装方式又分为水平式、垂直式；按使用温度又分为冷水表、热水表等。
⒋水表功能方面有防磁、双向、止回、分体式可旋转计数器、防拆卸、外调节等。
⒌光、电、磁技术应用于水表，延伸了水表的管理功能，有各种形式的远传水表、预付费水表、定量水表等。
居民用的水表一般在DN40以下，DN15、DN20适用于单户居民用水计量，DN25、DM32、DN40适用于
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