电池供电超声流量计的技术优势

白静（中国石化北京燕山水务气体管理中心北京市燕山区102500）

摘要：本文首先对目前供水行业普遍使用的机械式水表始动流量高、压损大所造成的产销差率高和送水单位耗电量大的问题进行了分析并对电池供电超声流量计的原理做了详细介绍，同时将电池供电超声流量计和机械式水表主要技术指标进行了对比，对电池供电超声流量计的实际应用效果和经济效益分析做了详细的论述，提出了新一代多声路电池供电超声流量计为供水企业进一步降低产销差率，提高经济效益提供了一种科学的解决方案。

关键词：产销差率；电超声流量计；始动流量；压力损失

随着水资源日益紧张，各自来水公司对水表计量性能的要求逐步提高，各种计量仪表也在为适应供水行业的计量要求不断改进，从传统的旋翼式机械表向水平螺翼、垂直螺翼以及子母表等发展,同时，电子类水表的应用范围在不断扩大；电池供电超声流量计自2003 年底推出后以其高准确度、低始动流量、无压损、量程比宽等特点迅速在供水行业中得到广泛使用，随着超声测流技术的不断进步，电池供电超声流量计的技术也在不断发展，下面就多声路电池供电超声流量计原理、结构及在小流量计量、降低压损等方面产生的经济效益做一简单介绍。

一、电池供电超声流量计测流原理

超声测流原理是利用超声波换能器产生超声波并使其在水中传播；当超声波在流动的水中传播时产生“传播速度差”，该速度差与水的流速成正比，电池供电超声流量计就是利用了这一原理并因此又被称为速度差法电池供电超声流量计【1】。下面的图示描述了电池供电超声流量计的测量原理。

t1 = D/cosα

C +V ×sinα

t2 = D/cosα

C -V ×sinα

A、B：超声波传感器t1 、t2 ：为超声波传播时间D:管道直径V:管段中水的流速C:超声波在水中的传播流速电池供电超声流量计测量流量计算数学模型比较传统的单截面的多声路布置，采用双截面声路结构，能进一步增加测量断面，在测量断面上平行布置N 组测量声路，将各声路测得的流速进行加权积分求得面平均流速。

V =Σi =1

n

Ki*Vi

由此求得流量：Q=S*V

在以上两式中：

V——面平均流速；Ki——第i 声路加权积分系数；Vi——第i 声路测得的流速

S——管路截面面积；Q——断面通过流量；i ——声路编号（1-18）

二、电池供电超声流量计主要技术特点

1.从技术指标及各应用用户的实际检测可以看到，电池供电超声流量计0.0025-0.005m/s 的始动流速相比国内其它同类产品，技术指标要高3-5 倍。因为其卓越的低流速测量性能，从而为企挽回在供水过程中普遍存在的低流速状态下的计量损失；2.采用标准管段式超声波传感器，测量精度高，无机械转动部件，不受水锤及超大流量冲击的影响，不易损坏，维护量极小；3.超声传感器为直通式管段结构，无压力损失，大大降低水泵电机能耗，节电效益非常显著；4.在数字化技术的基础上对电路进行了微功耗设计，整机功耗小于0.8mW，内置一节3.6v 锂电池供电，可保证仪表在每秒一次的测量和显示周期的基础上连续工作6 年以上，填补了国内空白，在保证测量精度的基础上解决了其它流量计野外测量无电源的问题，同时杜绝了自然断电、人为断电造成的漏损，从而在仪表本身解决了供需矛盾；5.具有多种标准输出接口和GSM 无线传输功能，利用GSM公网进行无线传输，组成GSM 水流量无线监控系统，尤其适合水务系统对水资源利用情况的监督管理和付费控制。杜绝人工抄表带来的误差、“人情水”等人为因素造成的失水，减少人员费用、降低管理成本。

三、单声路、多声路电池供电超声流量计与机械水表表1 主要技术性能指标对比（以DN200口径为例）

四、电池供电超声流量计的计量增收效果

漏损率一直是影响供水企业经济效益的重要指标。在我国一般城市的漏损率达到30%，有的甚至高达40%以上。而漏损率高的主要因素是由于目前结算计量普遍用的机械式水表始动流量较高造成的。因预留供水、消防要求等造成的“大管小流”情况，用户在实际用水过程中经常使机械式水表处在临界或低于始动流量状态下工作，造成用水量丢失导致漏损率提高。通过电池供电超声流量计与机械式水表始动流量数据对比分析，可直观的总结出电池供电超声流量计在计量增收方面的效果，实际上也是部分挽回了供水企业的计量损失（以DN200 口径为例）：DN200mm 口径机械式水表的始动流量为2 m3/h，而单声路电池供电超声流量计的始动流量为0.6 m3/h、多声路电池供电超声流量计的始动流量为0. 2 m3/h，在可计量的流量范围内，无论在高区还是低区，电池供电超声流量计计量的流量范围更广；如按电池供电超声流量计每天在2m3/h 以下工作3 小时计量的用水量计算，单声路电池供电超声流量计每天要比机械水表挽回计量损失1.4 m3/h*3h=4..2 m3,每年的计量增收效果达到1500 m3，按全国平均水价3 元/ m3计算，经济效益达到4500元/台.年【2】；多声路电池供电超声流量计每天要比机械水表挽回计量损失1.8 m3/h*3h=5.4 m3，每年的计量增收效果达到1900 m3，按全国平均水价3 元/ m3计算，经济效益达到5700 元/台.年。

五、电池供电超声流量计的节电降耗效果

“送水单位耗电量”是影响供水企业经济效益的另一个重要指标，也是节能降耗任务指标之一，而机械式水表较大的压损会造成“送水单位耗电量”的增加。由于水资源和能源日趋紧缺，水价和电价不断提高，降低“送水单位耗电量”不仅可以提高供水企业的经济效益，同时对节水节能也有着深远的意义。但由于机械式水表的原理所决定，要想从根本上解决问题就必须在计量技术方面有所突破。

通过电池供电超声流量计与机械式水表压力损失实验的一系列数据对比分析，可直观的总结出电池供电超声流量计在节能降耗方面的效果。

1.电池供电超声流量计与机械式水表压力损失实验

A 选取电池供电超声流量计DN100（四声路）一台，DN100无结构标准管段一个，国内某知名厂家的垂直螺翼式水表DN50、DN80、DN100、DN150 各一台；

B 使用MDM460 型差压变送器，标称精度0.25%；

C DN100 电池供电超声流量计、DN100 无结构标准管段在各流速点下压力损失实验。

表2 DN100电池供电超声流量计、

DN100 无结构标准管段在各流速点下压力损失表流速（m/

2.电池供电超声流量计的节能降耗效果对比

通过以上的压力损失对比实验，可以得出:A 因安装电池供电超声流量计造成的管网中压力损失与安装直通管段的压力损失基本相同，即可将电池供电超声流量计视为直通管段，不会造成因安装电池供电超声流量计增加管网的压力损失；

B 机械式水表的压损随着口径、流速的增大而增大；

C 按计算损耗功率的公式：功率（W）=帕斯卡（pa）* 流量（m3/h）计算的电池供电超声流量计与机械式水表的功率损耗对比【3】：表4 电池供电超声流量计与机械式水表的功率损耗对比表

安全监管的组织领导，强化领导带头作用，充分发挥管理体系中领导承诺的示范作用，推动管理体系要求或文件的有效执行。在工作中一定要严格检查，杜绝出现监管缺位现象，在加强安全监管机构建设的同时还需要尽快成立精通业务的安全监管队伍，提高监管人员的素质水平。各项安全监管工作严格依照相关规定进行执行，行政管理机构严格监管各项监管工作，并不断对检查方法进行优化。

针对煤化工企业生产部门不同车间的不同产品的特点，行政管理机构要把责任考核体系落实到位，确实提升企业本质安全水平，过绩效考核调动整个企业参与安全管理的积极性。结合当地政府的相关规定以及目前的信息技术手段等成立急救组织机构，明确组员的责任与义务，把化工企业重要岗位的人员作为第一救援对象，并对员工开展针对不同层面、不同范围以及不同类别的灭火、逃生以及心肺复苏等应急措施培训，加大员工对应急事件的处理能力，另外煤化工企业还需要与当地政府衔接好，针对不同等级的事故开展救援。针对高危险区，管理部门需要定期组织相关单位、人员进行事故救援演练，并不断进行完善。秉承集约管理原则，不断完善各种管理和生产活动过程的管理效率，发挥一体化集约管理优势，尽可能的降低安全风险程度；在配套设置的建设中还需要要遵循适度超前的方针，避免为后期的煤化工企业扩展增加阻力。加强对煤化工企业危险化工品的生产、使用、贮存和运输的过程监督管理，严格审查相关单位以及个人的资质，对于可能会造成人身伤害和环境污染的的危险化学品，一定要加强全过程监管，防止出现泄露事件。

结束语

综上所述，本文主要讲述煤化工企业安全管理体系建设，分别从搭建适应现代煤化工企业安全管理特性架构与措施等方面进行较为全面的浅层次论述。但随着我国科学技术的不断发展，煤化工企业的结构在不断发生调整，安全管理体系也需要不断进行变化，这些还需要更多的企业管理者依照统筹规划以及高效处置等原则去努力解决。

参考文献：

[1]武潭,李丹,刘晓恒等.论安全主任制在化工企业安全管理中的应用[J].数字化用户,2013,32(17):230-230.

[2]武振林.煤化工企业安全管理工作思路与理念探讨[J].云南化工,2013,40(04):70-72,76.[3]赵秀梅.人工神经网络在化工企业安全管理评价体系中的体现[J].煤炭技术,2013,25(10):293-294.

[4]王超.现代安全管理理念在煤化工企业的有效应用[J].内蒙古煤炭经济,2014,25(01):17-18.