三一智能水表流量计改造项目技术总结
一、前言：
三一重工（以下简称甲方）长沙产业园区内生产生活用水计量使用的是机械式水表，由于园区内区域广，水表分布分散，且有多处水表安装在井下，给抄表、计量和数据工作带来诸多不便。为了全方位改变水、电、气等系统抄表、计费、维护和管理的模式，使其更加科学化、规范化，提升工作效率，甲方决定从2020年5月起对园区水表进行智能化改造。
在前期的调研过程中，我司多次配合甲方走访现场，从流量计选型、安装方案、技术措施等多方面提供了可行性建议，最终甲方选择了我司作为施工单位。
二、改造概述：
本次改造甲方选择是电磁式流量计（也称智能水表），数据传送方式为：流量计通过数据线把流量传送给采集箱，采集箱内无线模块发送数据到集中箱的网关，网关再把数据传送至服务器，服务器再把数据共享至甲方的电脑终端系统。（图1为智能水表网络拓扑图）
改造后，甲方可以通过终端系统在办公室就可以随时查看各个水表的瞬时流量、累计流量等参数。实现水表智能化管理，对数据进行深度整合，并通过功能模块处理后，得到数据报表、能耗分析、预测、KPI等优化用户能效的策略。大大节省了各管理部门的整体运行成本。
图1 智能表网络拓扑图
知识拓展1：各类流量计特征及选型
名称 |
测量范围 |
精度 |
适用场合 |
相对价格 |
特点 |
玻璃管转子流量计 |
16～1000000L/h（气） 1.0～40000L/h（液） |
2.5 |
空气、氮气、水及与水相似的其他安全流体小流量测量 |
较便宜 |
1、 结构简单、维修方便 2、 精度低 3、 不适用于有毒性介质及不透明介质 |
涡轮 流量计 |
0.045～2800m3/h |
2 |
适用于黏度较小的洁净流在宽范围的高精度测量 |
较贵 |
1、 精度较高，适于计量 2、 耐温耐压范围较广 3、 变送器体积小，维护容易 4、 轴承易磨损，连续使用周期短 |
电磁流量计 |
2～5000m3/h |
1 |
适用于电导率＞10-4s/cm的导电液体的流量测量 |
贵 |
1、 只能测量导电液体 2、 测量时不受介质黏度、密度、温度等影响 3、 几乎没有压损 4、 不适合测量电磁性物质 |
椭圆齿轮流量计 |
0.05～120m3/h |
0.2- 0.5 |
适用于高黏度介质流量的测量 |
较贵 |
1、 精度高 2、 计量稳定 3、 不适用于含有固体颗粒的液体 |
差压式流量计 |
60～2500mmH2O |
1 |
非强腐蚀的单向流体流量测量，允许一定的压力损失 |
较便宜 |
1、 使用广泛 2、 结构简单 3、 对标准节流装置不必个别标定即可使用 |
均速管流量计 |
|
|
大口径大流量的各种液体流量测量 |
较便宜 |
1、 结构简单 2、 安装、拆卸、维修方便 3、 压损小、能耗少 4、 输出差压较低 |
知识拓展2：电磁流量计
电磁流量计是一种测量导电性流体的仪表，它是一种无阻流元件。阻力损失极小，流场损失小，精确度高，安装时直管段要求低，测量时不受介质黏度、密度、温度等影响，可以测量含有固体颗粒或纤维的流体、腐蚀性或非腐蚀性液体。从安装方式来分，有管段式、外夹式、插入式三种，本项目采用的是管段式。电磁流量计两个最关键的安装要点：1流量计处的管道要保证液体满管，不能集气。2由于电磁式流量计的感应信号很弱，易受杂讯影响，因此，传感器、转换器的基准电位必须与被测液体相同，共同接地。
下面列举几例改造前后的现场图片对比：
三、施工技术总结
虽然项目部在安装前做了精心准备，对施工人员进行了详细的技术交底，但由于本工程属于改造项目，现场仍然存在较多困难和不确定性因素，施工人员凭借出色技能、攻坚克难，现场问题得到一一化解。现把几个主要问题总结如下：
1、现场情况复杂，表的安装位置有在表井里的（而且多处井下作业空间狭小），有被泥土覆盖的，有被水浸泡的等等不一而足。
1例如23号厂房西南角的表井，打开井盖全部是泥土，表都看不到，井的尺寸也不大，仅能容下一个人，机具无法在里面施工。施工人员硬是凭着双手向下挖出1米多深，清出井里的砖块和淤泥。成功更换了智能水表。
223号厂房东头洗车房，此处为三一重卡洗车必经之地，地处低洼，洗车房的水汇流至此，使表井内长期积水，且水表并不在该井中，施工人员根据管道走向，成功确定了原表位置，并在原井旁边重新扩井，作业时利用水泵进行降水，克服多种困难在一天内成功安装了新的流量计并砌筑了新井，工作质量和速度有口皆碑。三一重卡机车每天频繁的压过表井毫无问题。
以上只是典型的两处安装情况，类似这种情况不再一一赘述。
2、管类不一，现场水表安装的管道材质有多种，有铸铁管、钢管、PPR、PVC、PE等，管径从DN25-DN150不等。由于各种管道的施工工艺不一样，对现场技术人员技能水平提出了一定考验。其中值得一提的是甲方原有一处管道从PE管开了一个三通，在三通管直接熔接了PPR管，因两种不同材质膨胀系数不一样，时间一久就爆开了。我司施工技术人员经验丰富，使用PE和PPR转换接头，快速成功的解决了问题，消除了隐患。
知识拓展3：PE转PPR接头
PE转PPR接头有如下图所示两种形式，一种中间为铜连接，一种是直接熔合。两种均为工厂成品，从耐用性来讲，第一种更胜一筹。一个小小的配件在特殊场合能帮助我们解决燃眉之急，有需要的朋友可以记住它哦！
3、带水压作业，众所周知，PPR热熔连接要求连接处干燥，有水无法熔接。但该项目几处水表前原有阀门锈蚀损坏，无法关严，因甲方生产原因，又不能关闭总阀，根据现场条件只能带水施工。这种情况也难不倒我司施工人员，作业人员先在安装位置前合适处锯断PPR管，利用木塞堵住管口，再熔接一个PPR内丝接口，然后从内丝接口处取出木塞，再在内丝接口接上一个球阀，关闭球阀即可以进行后续流量计相应管段的熔接和安装工作。这就是我们的工人，用小智慧解决大问题。
4、数据调试工作，调试内容包含：1智能水表参数的设置，智能水表与无线模块之间通讯的调试，3无线模块的参数设置以及采集箱与集中箱通讯信号调试，4网关的参数设置及工程信息的调试。调试工作有些出乎我们意料之外，由于网关及无线模块设备为北京生产，当时北京正处疫情高风险期间，在京人员无法离京，所以调试的技术指导工作通过电话沟通，设备的调试流程复杂，加上无线模块信号稳定性不好，我司弱电工程师只能靠自己摸索一点一点调试，连啃多块“硬骨头”，最终凭着过硬的技术全部调试通过，所有智能水表全部与服务器成功通讯上。
以上只是施工过程点滴记录，工人们踏实肯干、勤劳智慧，有人出谋划策、有人挥洒汗水，一个个问题迎刃而解，一个个项目顺利竣工，这就是工作给予我们的价值体现。而我们只是公司众多施工人员中的平凡一员！
湖南星泽——三一智能水表改造项目部
2020-08-19
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