管网漏损控制业务介绍

为解决国内水司漏损偏高的共性问题,我司早在2011年就开始进行管网漏损控制技术的研发与应用,现已获得漏损控制相关授权发明专利3项,软件著作权6项,技术专著1项,并经科技成果鉴定为“国内领先”水平。


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            漏损控制指导专著     《城市供水管网漏失检测与控制技术研究及应用》成果

1 业务范围

漏损控制业务咨询

  供水公司管网漏损控制咨询服务,提供问题诊断、全程技术指导及实施咨询服务。


(1)管网监控

  管网压力、流量及水质监控设备及实施服务。


(2)管网分区计量

  管网分区计量方案策划及实施咨询


(3)分区压力控制

  管网分区压力自动优化控制实施


(4)泵站节能控制

  泵站出口压力自动优化控制实施与咨询


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项目实施流程

2 主要做法

在基础调研的基础上,结合水司管网结构及具体需求,采用管网水力模型进行模拟计算,制定了适应不同城市供水管网的分区层次,具体为:


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一级分区:科学划分多水源供水系统中各水源供水区域,在供水边界通过关阀、管网改造等方式将水源独立分隔,使每个区域对应一个水源,通过泵组优化调度,实现节能降耗。


二级分区:将配水管网划分多个区域,实现分区计量水量,在压力富裕分区调控区域压力,实现压力控制、流量管理、降低漏失。


三级分区:在二级分区内划分多个区域,实现DMA小区流量计量,漏失区域定位,从有针对性的进行检漏修复与改造。

通过科学划分供水区域、构建城市供水管网漏检测与控制水力模型、融合SCADA及物联网等技术,结合我国枝环结合复杂管网特点及供水管网在管理、调度、计量、压力控制等方面的实际需求,构建漏损检测与控制数字化平台。


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3 主要案列

 3.1 常平水司漏损控制项目

2011年11月,公司联合哈尔滨工业大学、华南理工大学共同开展广东省产学研项目——《城市供水管网漏失检测与控制技术研究及应用》,将东莞市常平镇选作漏损控制示范城市

常平镇供水管网系统主要由两座水厂(第一水厂、第二水厂)、300km供水管线及1022个阀门等构筑物组成。水厂供水能力为28m³/d,实际供水量约为22m³/d。现状管网系统配有SCADA系统及GIS系统。

 3.1.1 项目开展情况

(1)建立基于压力驱动节点流量理论的高精度管网水力建模技术

项目建立高精度管网模型,通过模拟不同工况运行情况,服务日常供水管理与调度、分析现有瓶颈、规划指导未来建设发展。项目所建立的管网水力模型24小时校验误差≤±1m的压力监测点已超过75%≤±2m的超过90%,精度远超英国WRC模型精度评价标准。


(2)分区建设与改造

结合常平水司现状,实施管网三级分区,实现管网分区精细化管理,对压力富裕的二级分区实施压力调控,对漏失较高的三级分区实施有针对性的漏点修复与改造

截至项目验收,已完成二级分区建设30个、三级分区建设80个、压力示范区建设3个和DMA漏失定位示范区1个(图3)。


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3常平镇管网分区建设情况



在管网三级分区建设过程中,完善三级监控设施建设,包含:出厂流量压力监测、泵站电耗计量、管网最不利点压力在线监测的一级分区监控建设,8个压力分区入口流量压力监测、8个最不利点压力检测的二级分区监测,138个三级DMA区域计量建设和34个分区离线压力监测点建设(图4)。


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(3)水厂节能改造与优化调度

   1.分析各水厂泵站能耗及机组运行效率

   2.对不满足节能要求及偏离高效段的机组实施改造;

   3.利用管网水力模型,进行优化调度计算,优化各时段出厂压力


(4)管网数字化集成平台

搭建管网漏损检测与控制数字化应用平台采用标准的协议、统一的数据库共享按照测控设备(传感器、控制器设备)—现场测控模块—GPRS远程通讯网络管理中心服务器信息服务终端的系统结构,通过城市供水管网漏损监控的数字化、信息化决策分析与管理,及时发现漏损与实施压力调控,有效降低供水管网漏损和泵站能耗。


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5城市供水管网漏损检测数字化平台集成


3.1.2 效果效益分析

常平水司管网漏损率从基准值20.77%降低到目前的10.69%管网DMA分区平均月爆管次数减少0.66次,爆管率减少30%管网维修费用减少约100万元;单位供水能耗从238.18Kwh/km³下降至174 Kwh/km³,下降26.9%


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6常平供水管网漏损率情况


3.2 梅州水司漏损控制项目

该水司城区供水管网覆盖面积为52.2平方公里,管网DN100以上总长度约311公里,城区供水厂现有4座(1座建设中),水厂及管网分布情况如图7所示。


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7  水厂分布简况


  水厂总供水设计规模为31万吨/日,实际最高日供水26万吨/日,水司基本实现抄表到户,城区用户数量达24万户。管网有较完善的主干管图纸,起初无SCADA系统。2015年产销差率达45%,镀锌钢管灰口铸铁管等淘汰管材超过70km城区漏损严重,水厂整体超负荷运行,但仍不能满足用户水压、水量需求。


3.2.1 项目开展情况

(1)管网分区管理

将全市管网按照水源供水范围、行政区,压力相似和流量相似分别建立一级计量区、二级计量区和三级计量区(图8);三级计量区是由独立计量分区、大用户和非独立计量分区组成;这样,可以逐级解析漏损,快速判断漏损发生空间范围及确定发生漏损的程度,缩短漏损感知时间,减少经济损失。


(2)管网检漏管理

实行短期外包检漏与长期强化内部检漏相结合,对3个一级分区进行专业检漏,查明主干管是否有漏;强化内部检漏,将检漏工月工资与检漏效果挂钩,并规定报漏处理及检漏定位准确性,对维修及时性进行考核。


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8 管网分区管理图



(3)出厂压力管理

合理调配3个水厂各时段供水压力,实现压力按需调整,以降低压力冗余造成的漏损,并有针对性的提高缺水区域压力(图9、图10)。


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9 水厂压力控制思路


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10主力水厂压力控制压降参考曲线


通过压力调整,夜间总供水流量下降679m³/h,减少漏水量约2500m³/d,重新分配各水厂供水量,单位供水成本下降0.03/m³,用水高峰期低压问题得到改善。


4)管网改造

为解决管网瓶颈及低压问题,制定干管改造计划,加快推进新水厂建设的同时,统筹二次供水设施,对可合并的二次供水设施统一改造,建设加压泵站,统一加压。同时,结合三级分区情况,将各三级按漏损率大小进行排名,对漏损量大及低压的区域安排改造。


5信息化建设

建设水司管网监控系统,实时监测各水厂出厂瞬时流量、供水压力、供水量,监测各分区供水量、漏损量、漏损率及夜间流量,根据分析结果采用有针对性措施。


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11 水厂及管网系统监控情况


3.2.2 总体成效

截止201712月,漏损率从初始45.34%降至2017平均值33.96%,年节水效益超过700万元,同时解决超过3万用户缺水问题。


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12梅州供水管网漏损率情况


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