观点讨论：排水管网流量测量的难点和面临的挑战

流量测量技术是为测量目的服务的。不同的流量计有不同的适用范围 ， 可以根据不同的应用场景和测量精度要求，选择不同的 流量计。

厂站网河一体化项目，尤其是重力排水管，是智慧水务关注的重点。重力排水管流量测量，其实是流量测量中非常小的应用领域，但有其特殊性。其特殊性体现在：①管径越大的管道，埋深越深，流速越快；②管道底部通常有污泥沉积；③满管/非满管交替运行；④悬浮物浓度波动大，异物/油脂和杂质多导致传感器容易被缠绕和覆盖，悬浮物以及卫生纸等杂质会对测量造成干扰；⑤随着提质增效的推进，管网里的CH ₄ 和H ₂ S等浓度不断增加；⑥安装点的选择等。

由于适用性的问题，目前重力排水管流量测 量 的主力产品是超声波流量计 。 市政行业 的 超声波流量计特指超声波连续多普勒流量计、超声波脉冲多普勒流量计和超声波互相关流量计。

排水管网的特殊性导致 流量计实际使用中 出现 以下 困难：

(1)  管径 越大的管道 ， 埋深越深且流速越快

? 大直径的管道，检查井大多采用沉井施工，通常需要安装工人进入检查井安装；

? 如果检查井高水位，则需要考虑潜水员施工，会大幅 增加施工难度和施工风险 。

(2)  管道底部通常有污泥沉积

? 如果采用L杆将传感器抬高安装，避免传感器被污泥覆盖，会导致安装和维护工作 非常频繁（ L杆的维护间隔 一般 为 2 ~ 3天）；

? 如果传感器偏心安装， 需要 解决测量误差急剧放大的问题；

? 需 调整测量界面设置，降低沉积物高度波动导致的过流断面面积测量误差 。

(3)  满管/非满管交替运行

? 需 解决低于传感器测量盲区 的流量测量问题；

? 需 解决满管情况下，多普勒流量计满管测量误差大的问题；

? 需 解决“奈奎斯特限制”导致的多普勒流量计测量高度有限 问题 。

(4)  悬浮物浓度波动大 ， 异物/油脂和杂质多导致传感器容易被缠绕和覆盖 ， 悬浮物以及卫生纸等杂质会对测量造成干扰

? 悬浮物浓度高，会直接影响多普勒流量计的测量效果；

? 油脂，尤其是油+泥混合物，覆盖传感器表面，会影响传感器的正常工作，尤其在餐饮重油的城市和区域表现明显；

? 水中的卫生纸会“吸收”超声波，导致测量误差，尤其在小区排水管网中体现明显；

? 排水管网中存在大量的头发 等丝状物，如果缠绕在L杆或传感器上，会导致测量数据波动， 甚至 无法正常测量 。、

(5)  随着提质增效的进展，管网里的CH ₄ 和H ₂ S等浓度不断增加

? 管网里的CH ₄ 和H ₂ S等浓度不断增加，提高了对操作工人的防护要求；

? 随着CH ₄ 浓度不断增加，对传感器、变送器和电池等提出防爆要求；

? 随着H ₂ S浓度不断增加，对传感器和变送器的密闭性提出更高要求，否则容易造成腐蚀和设备快速损坏。

(6)  安装点 的 选择

? 管网的流场受到平直段长度、液位、管道粗糙度、污泥高度和流速等影响，每时每刻都在波动，波动范围大，安装位置 直接影响测量效果；

? 需 解决 不同平直段长度 的 流量计 安装 问题 ；

? 需 解决 不同尺寸和埋深的管道、渠道、箱涵 的 流量计 安装 问题 。

这些实际使用中发现的问题，涉及 传感器的测量原理选择、系统设计、材料优化、生产工艺、安装方法及CFD建模、产品的迭代改进 等。