小管径排水管网的高精度流量测量方法和设备选择

排水管网流量和液位测量是行业的痛点、技术难点和关注热点。在和同行的线下沟通中，我们发现普遍对流量测量存在某些误区。为了系统的介绍排水管网流量和液位测量， 每周 NIVUS 的微信公众号将分别介绍一篇主旨文章、一篇相关产品简介、一篇典型案例、一篇应用拓展和一篇 有问有答 。

在下面的应用领域，会遇到小管径排水管网流量测量：

 入流入渗量的测量；

 污水处理厂的提质增效；

 确定汇水分区和改造范围；

 确认调蓄池容积；

 排水管网管理系统；

 水力计算模型的校准依据；

 进水水量的控制；

 限流阀的流量控制；

 确定新计费系统的基础数据。

小管径排水管网流量测量的应用场景是：

 通常低流速，有时高流速；流速和流量波动大；如果流速低于0.1m/s，则不适合采用多普勒流量计；

 通常低液位，但液位波动大，会出现满管的情况；

 底部通常有沉积物。

电磁流量计的优点是：

 用于污水和清水；

 流场无阻碍；

 在高流速下可以进行高精度的测量。

而电磁流量计也有缺点，具体如下：

 只适合电导率>5 μS的液体；

 最小测量流速约0.5 m/s ，低于0.5m/s通常就采用小流量切除；

 电极上的隔离涂层会引起测量误差；

 系统运行时无法安装，即无法带水安装；

 通常用于满管；目前也有非满管电磁流量计，最低液位不能低于满管的1/3，同样不适合排水管网的大液位波动。

 设备重；

安装费用高；

这种方法的缺点也很明显：

 小管道排水管网，尤其对于入流入渗测量，很多是低流速，而电磁流量计只适用于流速＞0.5m/s；

 国内的排水管网中杂质多， 电磁流量计部分会有沉积物 ，减少过流断面的面积，并影响电磁流量计的使用；

不同的管径，对应不同的电磁流量计，不同尺寸的电磁流量计不通用；因此，需要根据管径的不同更换电磁流量计；

 通常使用的管径是DN100、DN150和DN250；而DN150和DN250的电磁流量计过重，一个人在检查井内无法完成安装；

实际使用中会出现满管的情况，这种情况下电磁流量计会浸泡污水中，设备寿命受影响；

电磁流量计要求至少前5x后3x，这样设计的后面的平直段长度不够。

这套系统的优点是：

? 借助引导式传感器座，传感器始终处于正确位置；

? 具有理想流量曲线的全管测量，确保高精度的流量测量；

? 使用超声波互相关流量计， 实现-1至+6m/s范围内高可靠和高精度的流量测量 ；

? 实时测量污泥界面高度，精确定义管道的截面积；

? 无需更换流量计，实现DN150至DN600的精确测量（根据管径不同，需要更换弯头和气囊）；

? 轻巧，可以由一个人安装；

? 互相关流速传感器表面不长微生物膜，维护工作量降低至最小；

? 设备的设计使用寿命长达10年；

?  设备的5年期综合投资（包括一次性采购成本和维护费用），是NIVUS多普勒流量计的50%甚至更低 。

NPP互相关管道断面流量仪的技术指标如下表。其特点是：

⊙ 采用气囊的临时测量/不锈钢密封的长期测量；

⊙ 可以适用于DN150至DN600的流量测量；

⊙ 解决超低流速和超低液位；

⊙ 测量精度＜±2%。