水表安装不当影响计量性能的案例分析

水表安装不当影响计量性能的案例分析

来源/作者：中国计量网日期：2015-08-10

一、引言

速度式机械水表作为一种水头损失小、流通量大、结构简单耐用且性价比较高的水流量计量仪表，一直被大量应用于贸易结算中。随着水资源的匮乏和水价的不断上涨，人们对水表的计量要求也越来越重视。人们在选择水表时往往对计量特性考虑得较多，但受某些因素的限制，却往往忽略了保障水表正确计量的安装要求，这不但不能达到水表本身的计量性能，也容易引出不必要的计量纠纷，降低水表的使用寿命，给供需双方带来不必要的经济损失。

二、案例

例1:过滤器安装不当

某材料厂DN200进水总管上，装有同口径LXL-200水平螺翼式水表一只，近段时期发现，厂内供水压力明显下降，每月水表读数却高于往年同期水平，水费开支大幅度增长。这一现象引起了厂领导的重视，他们仔细检查了总表后的管路、供水设施，没有发现异常，于是在总水表下方约2m处加装了同类型水表一只以作参照，发现两表读数存在很大差距。与此同时，自来水公司也因水表机芯不正常磨损，在一年内连换数只水表，问题仍未解决，供求双方都叫苦不迭。什么原因造成这种情况？后经检定站人员检查，发现水表前的过滤器滤网被管内杂物严重堵塞，且阀门、过滤器、水表直接连在一起。调换了滤网，并在水表与过滤器之间加装了2m左右的直管段后，该现象未再发生。

例2:大口径管道安装小口径水表

某热电有限公司为解决供水量不足的矛盾，经申请供水企业新增设了一条管径为200mm的供水管道，安装型号为LXL-150、A级水平螺翼式水表一只，用于贸易结算。使用后热电公司发现月用水量呈不正常增长，并与厂内同一管道上的同型号水表日差值较大，供需双方在10个月内多次调换进厂水表并送检定机构检定，结论均为合格。后用便携式超声波流量计进行现场比对，测试结果:两只水表计量都呈正偏差，且进厂总水表比厂内自装水表误差高出%，具体如表1所示。

表1 测试结果

检查发现，供水企业为克服“大马拉小车”现象，减少小流量时的水量损失，采用缩径的办法，安装小一挡口径水表，但未采取正确的安装措施，把90°弯管、变径短管、水表直接连接在一起，造成水表计量严重超差。经过在变径管前后加装2m左右与水表同口径直管段的改造后，水表恢复了正常计量。

例3:滤网被杂物部分堵塞

某大楼装有WS-80垂直螺翼式水表一只，用于贸易结算。抄表时用户发现当月用水量与历年同期用水量相比大幅度增加，经检查用水区域管道，未发现漏水现象，即提出了仲裁检定的要求。检定结果为水表严重超差。对水表进行检查发现，水表滤网上吸附着较大一块塑料袋，取出堵塞物后再检定误差明显减小(见表2)。

表2 滤网清理前后的误差结果对比

三、案例分析

以上三例均是因为安装不够规范或因滤网堵塞造成水表计量失准的典型例子。为什么滤网堵塞会引起水表读数增大呢？除了由于障碍物部分堵塞管道流体产生偏流引起速度剖面畸变，改变了水流对水表翼轮冲击轨迹外，还可以从速度

式机械水表计量原理及流体在管中流动截面改变时流速发生变化这两方面进行分析。

1.目前，国内仍大量使用的是由一个被水流速度驱动运转的运动元件构成的速度式机械水表，旋翼式水表和螺翼式水表是其中最常用的两种产品，它们的工作原理是:当水以某一流速流经水表时，冲击翼轮旋转，通过齿轮减速传动，在计数器上指示出流过水表的总水量。螺翼式水表的总水量与翼轮旋转数的关系式如下:

Q=Arn

式中:Q——总水量；A——水表的标称截面积；r——旋翼螺距；n——翼轮旋转数。

从上式可以看出，当水表定型后，A、r都有一个固定值，是常量，所以总水量与翼轮转数成正比。而翼轮是通过水流速度冲击而旋转的，其单位时间内的转数与流过该截面的水的流速成正比。所以，水表显示的总水量还与流过水表的水流速成正比。

2.根据质量守恒定律，水在管道满管流动时，遵循不可压缩流体定常流动的连续性方程式这一原理，即

u1A1=u2A2=q

式中:A1、A2——同一管道中两个不同的流通截面；u1、u2——同一管道中两个不同的流通截面上的平均流速；q——流过该管道的流量。

上式说明，流体在同一管道中流过各处的流量相等；当管道截面积改变时，流体流过的截面越小，平均流速就越大。

据上述分析，堵塞的滤网使水表进水孔进水截面积减小，相当于缩小了流通管道的截面积，在用户用水量不变的情况下，使通过水表内部的水流速加快，驱动水表翼轮旋转加快，旋转数增加，形成读数高于实际用水量的现象。堵塞越严重，这种现象也越明显。同时，水表的超速运转，再加上滤网堵塞形成的孔口无规律可循，从孔口喷出的水对水表翼轮的冲击呈不均衡性，以及流体受阻后形成的涡流、脉动等一系列复杂的流态变化，在增加水表计量误差的同时，也加剧了水表翼轮的磨损，缩短了水表的使用寿命。

四、结束语

从以上案例可以看出，要保证水表的正确计量，除选用一块合适的准确度较高的水表外，更要重视正确的安装使用方法，两者不可或缺，只有满足水表安装技术规范才能保证其应有的计量准确性。因此，水表在安装和使用中，除了要考虑水表的保护、查表换表的便利、水表流量点的合理选用等方面外，还应注意以下几点:

1.水表在安装过程中，应按水表的技术要求，不能和过滤器、闸阀、弯头、变径管、三通等能引起流态变化的管配件直接连在一起。在水表前后应留有相应的直管段，一般可规定上游不少于10DN，下游不少于5DN(DN为水表的标称口径)，如果不能满足直管段要求，可安装等效的整直器。

2.水表安装之前应对管道进行预冲洗，切实做好管道破裂抢修后的清洗工作。防止麻丝、沙石等杂物进入管道造成水表堵塞，引起水表失准和损坏。

3.滤网堵塞不但会影响水表计量，还会加大管内的水头损失，降低供水压力，因此对过滤器滤网要经常检查和清洗。

4.用户出水口应高于水表，确保水表满管运行，一般水表出口背压应不小于。

5.水表的后续检定工作要投入较大的人力、物力，难度较大，但它仍然是保障水表准确计量的重要手段，要根据国家有关法律法规定期开展周期检定。

6.其他如密封垫圈突入管内、表前阀门没有全部开启、未按水表指示水平或垂直安装等都应加以重视，否则，水表会产生附加的安装误差。