Измерение расхода питьевой воды на удаленных водораспределительных станциях

Предприятие коммунального водоснабжения WWAZ (Wolmirstedter Wasser und Abwasser Zweckverband — Ассоциация водоснабжения и канализации Вольмирштедта) эксплуатирует обширную сеть питьевого водоснабжения и водоотведения, которая в настоящее время обслуживает 26 муниципалитетов (до территориальной реформы 1991 г. разделенных на 32 муниципалитета). WWAZ самостоятельно обеспечивает питьевой водой около 55000 потребителей (15000 домохозяйств и предприятий). Поврежденные сети питьевого водоснабжения постоянно модернизируются и ремонтируются с 1991 года. В результате коэффициент давления в линиях подачи стабилизировался, а качество питьевой воды улучшилось. Потери питьевой воды были значительно сокращены за счет планомерного ремонта. Важное значение имела работа высококвалифицированных сотрудников и их внимательность к повреждениям трубопроводной сети. Для измерения потребления питьевой воды используются около 14000 расходомеров воды, включая все крупные и бытовые счетчики воды. Расходомеры с механическими лопастями в настоящее время используются на очень удаленных распределительных станциях, не подключенных к источнику питания. Недостаток этих приборов в том, что их погрешность измерения составляет 2…5 %. Кроме того, они требуют больших затрат на техническое обслуживание. Согласно наблюдению, проведенному известным оптовым поставщиком, количество ошибок в год может увеличиваться даже на 5%. По данной причине предприятие WWAZ хотело заменить все механические счетчики, используемые в эксплуатируемой им сети, на более точные электромагнитные расходомеры воды.

Первые три измерительные станции, подлежащие замене, расположены на распределительной станции Айхенбарлебен. В этом районе основной питьевой водопровод разделен на три линии для обеспечения питьевой водой трех муниципалитетов. Каждая из трех линий оснащается отдельным расходомером, заменяющим используемые ранее расходомеры с механическими лопастями. Два трубопровода имеют диаметр DN 150, а один – DN 200. Поскольку внешний источник питания не предусмотрен, допустимо использовать только измерительные приборы, оснащенные собственным источником питания. Срок службы аккумуляторных блоков или батарей должен составлять не менее 1 года. Приборы не должны нуждаться в регулярном техническом обслуживании. Данные по расходу отправляются на станцию управления посредством беспроводной дистанционннной передачи для исключения запросов на уточнение данных по месту эксплуатации и снижения эксплуатационных расходов. А поскольку при определенных обстоятельствах вода может проникать в распределительные станции, используемые электронные приборы должны иметь степень влагозащиты не менее IP67 или, что еще лучше, IP68. При попадании воды дополнительный поплавковый переключатель подает сигнал. Низкий расход в данном случае составляет всего прибл. 1-10 м3/ч. Кроме того, возможны минимальные скорости потока в диапазоне менее 0,1 м/с. Даже при таких пониженных расходах (например, в ночное время) приборы должны обеспечивать измерения с максимальной погрешностью 1,5%.

Для данного применения компания KROHNE поставила три электромагнитных расходомера воды WATERFLUX 3070 F с питанием от батареи в размере DN 200 и DN 150. Каждый из трех приборов оснащен двумя мощными батареями. Линии питьевого водопровода обслуживают небольшие муниципалитеты с населением 100-300 человек. Для точного измерения чрезвычайно быстрого и непостоянного расхода необходимо увеличить стандартную настройку частоты измерения на расходомере WATERFLUX в соответствии со следующей таблицей.Поскольку петлевая сеть отсутствует, необходимо измерять только прямой поток. На WWAZ используются приборы KROHNE KGA 42 с питанием от аккумуляторной батареи, которые передают результаты измерений дистанционно беспроводным способом. KGA (KROHNE GSM Antenna) означает "GSM-антенна KROHNE", где GSM (Global System for Mobile Communication) — это глобальная система мобильной связи. Каждый из двух приборов KGA оснащен четырьмя дискретными и двумя аналоговыми входами. Из восьми три дискретных входа предназначены для сигналов измерения, три — для сообщений об ошибках (например самоконтроль или разрядка батареи) и один — для внешнего поплавкового переключателя, который отправляет сигнал, если вода попадает в распределительный колодец. Далее используются четыре аналоговых входа для контроля давления. В данном случае даже при минимальном расходе менее 10 м3/ч при скоростях потока 0,01…0,1 м/с, расходомеры воды проводят измерения с погрешностью менее 0,5% от измеренного значения.Расходомеры воды WATERFLUX не требуют отдельного заземления, поскольку поставляются с эталонным электродом. KGA, используемые для беспроводной передачи данных измерений в центр управления, настраиваются на месте эксплуатации техническим специалистом KROHNE через Bluetooth. Возможна прямая замена расходомеров с механическими лопастями без необходимости какой- либо модернизации. Расходомеры воды WATERFLUX не требуют прямых участков на входе и выходе. По этой причине приборы особенно хорошо подходят для работы на многолюдных объектах.

Коммунальное предприятие WWAZ теперь контролирует все самые последние показания счетчиков и значения расхода по трем муниципалитетам со станции управления и немедленно обнаруживает ошибки. Программное обеспечение для визуализации и оценки PCWin используется для представления данных, передаваемых дистанционно. Благодаря этому все вопросы устраняются на месте эксплуатации. Присутствие сотрудника требуется только в случае необходимости заменить батарею. По этой причине эксплуатационные и текущие расходы могут контролироваться операторами предприятия изначительно сократиться в долгосрочной перспективе: например операторы могут воспользоваться разумными фиксированными тарифами для предприятий на СМС-передачу данных, предлагаемыми операторами мобильной связи. Поставка сменных батарей в течение долгого времени обеспечивается производителем. Расходомеры воды абсолютно износостойкие и не требуют регулярного технического обслуживания. При установлении определенных уровней в заданное время повреждения и утечки могут быть обнаружены непосредственно в период возникновения. Например, отклонения от заданного ночного расхода между 2 и 4 часами ночи используются для фактического обнаружения утечки. Данные по емкости батареи WATERFLUX передаются на измерительную станцию в виде предупредительного сообщения. При установленной в данном случае частоте измерений срок службы составляет от 1,5 до 2,5 лет. Первое сообщение отправляется за 1 год до окончания срока службы батареи, а второе — примерно при 1% до окончания срока службы. Срок службы батареи KGA 42 составляет 2-4 года, а данные по остаточному ресурсу можно считывать на измерительной станции. Установленные расходомеры воды WATERFLUX 3070 имеют срок службы до 25 лет и не требуют досрочной замены ввиду эксплуатационного износа, что ранее являлось существенной статьей расходов при использовании механических счетчиков воды.