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关于供水管网漏损控制预警机制的建立与应用

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关于供水管网漏损控制预警机制的建立与应用

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  英国豪迈水管理在世界上率先研发出铂马“Permalog”渗漏噪声监测预警系统,并在全世界得到广泛应用。我国的香港、北京、青岛、广州、海南、黑龙江等省市已经在大量应用该系统并取得了不凡的效果。铂马“Permalog”从诞生起到现在已经发展到第四代产品“Aqualog”。通过Aqualog可以建立区域管网噪声渗漏管理系统,这是因为Aqualog系统不仅仅是一个简单设备,且其功能和灵敏性已经在向另一个更尖端的系统发展,其目标在于真正起到治“本”的功效。为此,这里以Permalog+为例重点探讨一下噪声记录仪(LOG)为的原理和设计目的,及其在预警中的作用。
 
二、Permalog+的实质性目的-渗漏预警
1、Permalog+的目的是渗漏预警,其作用在于发现当前或者未来可能造成漏损的泄漏点或渗漏点。由于Permalog+的灵敏度比较高,所以,它不仅能监测到用检漏仪和相关仪检测出的泄漏点,而且能监测到用检漏设备检测不到的渗漏点。这就是说,一旦管理人员从预警系统中获得预警信息,不仅应该马上通知检测人员,而且也要对当前没有形成泄漏的渗漏点做好记录,和标记,已警示管理人员在未来的一段时间内注意到该监测的管网将可能产生泄漏或爆管。这是PERMALOG的精华所在。Permalog+的实质性目的在于渗漏预警。它的作用不仅仅是为检漏提供准确信息,更重要的通过铂马“Permalog”预警信息,可以科学把供水区域按照渗漏等级科学管理,同时建立管理系统纳入日常管理,为供水压力,平差提供理论依据,从而从根本上去管理目标区域,而不是一直被动检漏,从而达到少检漏。
  通常应该把LOG的工作时间设置在夜间2:00-4:00。这是因为在这个时间区间的用水量最小、流量最小,最接近理想渗漏量,外界噪音最小,同时,这一时间段受到的干扰最小。当然白天也可以应用LOG,但是如果没有相应的技术手段,效果肯定会受影响,因为,不言而喻,白天环境噪声干扰比较多。
  前面已经提到,利用LOG 可以监听到其他多种方法难以确定的漏水噪声。但是当检漏人员根据某些报警信息到现场利用听漏仪、相关仪等常规设备检漏时却没有查出任何漏水点,于是,有的就把该次报警定性为“误报”,其实这是种误解。这是由于LOG和检漏仪相关仪的作用不同,LOG在于渗漏预警,而听漏仪相关仪的作用在于检测泄漏。因为管网在地下,渗漏产生的噪声传播到地面要受到土壤,温度等多因素影响,所以有些漏点产生的噪声比较小,无法传到地面,因此听漏仪在地面就无法检测到泄漏点,相关仪两个传感器必须都收到漏水点传来的漏水声信号才能定位漏水点,而铂马“Permalog”系统中有一个记录仪接收到漏水声就报警。根据铂马“Permalog”的设计原则,不存在所谓的铂马“Permalog”“误报”率高,相反,说明铂马“Permalog”的预警效果比较好。按原理对此类设备的灵敏度要求都应该比较高,但有的制造厂家做不到,这就有可能贻误战机,失去了应用预警记录器的目的,效果可能会受到影响。
 
2、渗漏预警中可能出现的特殊情况
  所有的漏水噪声记录仪,不仅仅是铂马“Permalog”, 发现漏点的原理都是基于采集比一般性背景噪声强度高且稳定的漏水噪声。如果有一个噪声在午夜持续时间超过两个小时,例如放置铂马“Permalog”探头的管道内部有阻碍物 (存在外来的物体)、用水、减压阀、半关闭阀门 (节流阀或者是直通阀)、抽水、电子干扰等等,这些情况产生的高于一般性背景噪声的声波将被认为是漏水噪声。为此,豪迈水管理公司专门设计了Aqualog工作模式。
 
3、Aqualog模式
  Aqualog模式可按照人的要求延长每个采样周期的信息记录时间,也就是说探头可以监听更长的时间,而且给出一个历史三维3D噪声记录的图形,这样你就可以直观地、更清楚的区分开漏点噪音、渗漏噪音、还是其他噪声。另外,可以鉴别是连续的噪声还是间歇性噪声,如果是其他干扰带来的间歇噪音,它最终总会停止的。
 
Aqualog模式-泄漏图形
Aqualog模式-无泄漏图形 
 
  铂马“Permalog”的计算公式是基于噪音强度和离散度来判断是否有漏点。在铂马“Permalog”中有三档灵敏度水平,如果某处探头经常报警而又无法找出泄漏点,操作者可以将铂马“Permalog”的灵敏度调整到较低的水平,铂马“Permalog”就会在较低的灵敏度水平上重新计算,这就立刻解决了所有的问题。此外,也可以根据此功能由普查区域渗漏级别预警的客户自定义管理。
  Aqualog可以自动检索噪声28天历史谱图,从而鉴别区域渗漏的发展趋势,从而可以逐步建立分区管理渗漏谱图,为不同管龄,材料,压力管网渗漏管理研究分析提供科学依据。
4、关于接收机通讯距离和监测方式
  1)、铂马“Permalog” 天线具有可换性
  用户在使用铂马“Permalog”过程中,非常关心铂马“Permalog”探头与接收机通讯距离的问题,其实这个担心是没有任何必要的,因为Permalog+根据不同的环境配置了多种天线,在干扰强环境中或深井内,可更换合适的天线或使用天线延长线。
  2)、铂马“Permalog”有两种接收模式
  一是巡检式,可以开着车接受预警信息,二是建立无线通信网络实现远传,在办公室就可以监测管网漏损情况,更加人性化,避开了炎热的夏天和寒冷的冬天。香港采用的就是这种方式。铂马“Permalog”数据可以通过两种方式实现远传,一种是通过PermaNet固定网络,将数据以无线方式通过网络发送到远程接收设备;另一种是在没有任何无线信号的区域,通过PermaNet SMS系统,将数据以短信方式发送到手机或电脑上(见图2)。当任何一台记录器报告潜在泄漏时,立即进行泄漏报警,从而实现快速响应。
三、 铂马“Permalog”是供水公司建立管网漏损控制预警机制的核心技术产品
  通过上述内容我们不难看出,建立区域泄漏噪声监测预警系统,有下列重要意义:
  1、可以在第一时间发现管道渗漏,及时预警,减少爆管几率;
  2、可以在第一时间发现管道泄漏,减少漏水点泄漏时间,从而减少漏水量,达到节水降耗的目的;
  3、通过长期监测和统计漏水状况,可以了解管网的整体健康状况,为管网的压力模型分步,管网平差计算,供水模型建立等管理维护、更新等工作提供详实的科学依据。
  4、 建立区域泄漏噪声监测预警系统是供水企业安全、优质、高效供水的必然选择
  5、 铂马“Permalog”噪声预警系统与GIS,GPS系统的一体化功能实时监测使管网漏损管理进入实时,远程,在线管理时代。
  英国豪迈水管理公司是世界领先的水管理公司,是世界上水管网渗漏管理和压力控制的领导者,在创新、质量和设计上享有良好声誉。他旗下的Palmer Environmental公司在1979年设计世界第一台相关仪,也是声学噪声记录设备世界领先者,他们研发的铂马“Permalog”渗漏噪声监测预警系统是豪迈集团在管网渗漏管理方面的核心技术产品,其独有的Aqualog模式更是将噪声监测进一步智能化,是我们很容易区分渗漏与“误报”,从而达到渗漏预警的目的。通过其在世界各地和中国香港和内地的实践检验,铂马“Permalog”将成为我国供水行业建立管网漏损控制预警机制的核心技术产品。
  我国自1996年开始大规模推广以声波检测为主的漏水调查方法,经过十多年来在全国300多个大中小城市漏水调查实践和不断完善,逐渐形成了听音法和相关检测法等主动检漏方法,取得了一定的成效。但这种检漏方式只是单纯的查找漏水点并修复,缺乏系统控制漏损的概念,单纯依赖仪器听漏,检测周期长,效率较低。因为管道在不断的老化,水压、供水量、水温在随季节不停的变化,漏水也在不断的发生。实施过漏水检测的区域,经过一段时间,又会发生漏水现象,我们称之为漏水复原现象。复原年率为调查后漏水量的30%-50%之间,如果管道多数都已老化且漏水严重的地区,漏水复原年率几乎达到100%。而目前水司或专业检测公司一般都是一年检测一次或两次,因此很多水司虽然查出很多漏水点,但漏损却居高不下。所以,如何快速作好漏损控制的预警系统和快速维修漏点已经成为目前很重要的一件事。
当前上至一个国家的国防、外交,下至社会生活中的各个行业都在建立预警机制,作为供水企业如果能够对供水管道进行长期的实时监测预警,将管道泄漏时间及爆管几率降至最低甚至零爆管,其产生的经济效益和社会效益将是非常巨大。
   一、 何谓供水管网漏损控制的预警系统(预警机制)
  从事供水行业的人士应该都知道,当管道漏水时,在漏口处会产生漏水声波,并沿管道向远方传播,而我们可以在阀门、水表、消火栓等供水管道附属构筑物上监测到该声波。预警系统正是根据噪声原理,基于对噪音的监测而发明的。它是一套由多个记录仪(LOG)组成的整体化的声波接收系统。根据管网特点,合理选择管道节点(一般选择管道阀门,阀门间距最好不要超过400米),多台记录仪安装在管网上不同地点,如消火栓、阀门或暴露管道等,按预定时间(夜间2:00--4:00,该时间段外界背景噪声最低且用户用水量最低)开关机,并统计记录管网的噪声信号,LOG通过分析记录到的噪音强度和离散度来判断是否有漏点,并将这些信息贮存在记录仪的存储器内并可传输到主机或PC机,使用户能及时的发现管道是否存在渗漏或大的泄漏,起到检漏和预警的作用,从而降低爆管几率和供水安全事故的发生。LOG的数据读取方式既可以采取人工到现场巡视方式(见图1),也可以采用永久性的固定网络,将LOG 记录仪的遥测数据,以无线方式定时发送到远程接收设备-如公司的台式机。(见图2)