供水企业产销差分析和控制

吴浩
(昆明市自来水总公司，云南昆明650051)

　　摘　要：介绍了供水企业产销差的统计方式，并对其产生原因进行了分析。结合国内外的具体经验，提出产销差的控制应从流量监测、管网检漏、合理选用管材和管网改造技术等方面着手。
　　关键词：供水企业；产销差；控制
　　中图分类号：TU991.6
　　文献标识码：B
　　文章编号：1000-4602(2001)12-0028-03

1　产销差和产销差率

　　对待供水企业的产销差，一般的方式是控制生产供应和销售的水量不要相差太多，这是一个模糊、很难控制的管理问题，而产销差和产销差率又是衡量供水企业运行效益的重要指标。
　　根据管网管理的实际情况，产销差有三种不同的统计方式：总量法、最小夜间流量法和单位时间单位管长的水量损失。
1.1总量法
　　水厂向管网输送的总供水量和总销售水量的差额，即为产销差。
　　产销差=水厂总供水量-总销售水量
　　其统计时间为1年或1个月，产销差率为：
　　产销差率=（水厂总供水量-总销售水量）／水厂总供水量×100%
　　采用总量法统计产销差和产销差率，比较适合国内供水管道长度短、用户密度较大和管道资料不全的实际情况。
1.2最小夜间流量法
　　夜间零点至凌晨5：00的管网流量，一般称为夜间流量。凌晨3：00～4：00的流量称为最小夜间流量。夜间的居民合理用水是最少的，如果最小夜间流量超过居民合理用水较多，说明产销差的数值较大。
　　产销差=最小夜间流量-夜间合理用水量
　　最小夜间流量是根据区域总表或便携式流量计在凌晨3：00～4：00抄读而得。夜间合理用水量分为工商用水和居民用水。工商用水量稳定、有规律，可根据营业抄收记录和当时用水情况准确统计用水量。居民用水由用户总数(或水表总数)和每户居民夜间合理用水量确定。
　　夜间合理用水量是根据当地社会经济发展水平而定，如英国的标准为2 L/(户·h)。
　　使用最小夜间流量法统计产销差，首先要求供水管网划分区域，分区域定期抄读流量；其次用户资料要准确(或抄表到户)。采用夜间用水计量和分析的方法，可使管网漏损成为产销差产生的主要原因，有利于管网维护和检漏。
1.3单位时间单位管长的水量损失
　　这种统计方式适用于给水干管较长而用户接点较少的地区。图1是1996年北欧6个城市单位时间单位管长的水量损失(只统计给水干管的总长，不包括用户接点后的管道)。

　　产销差=水厂总供水量-(销售水量+管网维修用水量)
　　产销差率=产销差/(给水干管总长·供水时间)
　　产销差率是直接衡量管网漏损的指标，常用于评价管网运行状况。

2　产销差分析

　　产销差有两大组成部分：未收费水和未计量水。
　　未收费水指管道施工、维修用水量和绿化、消防等公益用水量，这些水量有的根据施工定额统计核算后计入成本，绝大部分是没有收费的(如管道改、移、装等施工所耗水量，往往形成产销差的一部分)，大量的管网维修、修换阀门、定期排放管网泄水也有一定的水量损失。英国一供水企业根据施工维修记录和公益用水标准，估计其未收费水量占产销差的比例近30%。未收费水量是可以估算的，这需要统计用水量或制定耗用标准。
　　在各供水环节和各管段中损失的难以计量的水量称为未计量水。其组成为：
　　①计量误差。这涉及供水的出厂计量和售水计量。出厂计量误差主要来自计量仪表的配备不完善和运行不稳定，如有的出厂管道由于条件限制没有安装流量计，仅用水泵开机台数来估计供水量；出厂流量计在流量、水温、水质有某些变化时或随着使用时间的增加，出现计量不稳定或发生故障。
　　售水计量误差：a.水表经过一段时间的运行后，计量精度会变化。大口径水表(DN80～DN200)随着使用时间的增加转速变慢，计量误差趋负；小口径水表(DN15～DN80)随着使用时间的增加转速变快，计量误差趋正。b.若没有针对用户的具体用水情况选择匹配的水表，造成水表口径偏大，则会发生低于水表最小流量的小流量用水，这些用水无法计量。c.在水表抄读中的估计抄表也会造成售水计量的误差。
　　②管网漏损。公共供水设施会发生管道破损、管件接口、阀门和消防栓的漏水，用户内部用水设施也有跑、冒、滴、漏的水量损失。
　　根据管网维修记录的统计，大部分维修和漏点是发生在中、小口径管道(DN300以下),其次是管道附属设施(如阀门和消防栓)的漏损维修，DN300以上的主干管维修次数是最少的。但中、小口径管道与主干管的漏损量差别不大，例如英国的实际监测表明，如果暂不维修中、小口径管道和附属设施，先修复主干管漏损，最多能使控制区的最小夜间流量降低70%。
　　管件接口、阀门和消防栓常有滴漏，图2表明了滴漏水量积累、滴漏时间和滴漏速度三者的相互关系。相应滴漏水量见表1。

表1　　滴漏积累水量 1小时(L/h) 0.5 0.7 0.9 1.3 1.8 3 4 9 18 25 36 1天(L/d) 12 16.8 21.6 31.2 43.2 72 96 216 432 600 864 1年(m³/a) 4 6 8 11 6 26 35 79 157 219 315

　　如图2所示，左边滴漏较慢，10 s内有6～7滴，每滴为0.2 mL。随着滴水速度的加快，右边形成直径3 mm的水流。
　　发生在用户水表后的滴漏，如果滴漏积累水量低于水表的计量标准就没有计量。国内常用水表中，旋翼式水表(其流量参数见表2)的始动流量值小、灵敏度好，计量精度可达到ISO 4064 B级标准。

表2　　水表流量参数表　　L/h 水表型号、口径 最小流量 始动流量 LXS-15 30 10 LXS-20 50 14 LXS-25 70 17 LXS-40 220 46 LXS-50 450 90 LXS-80 1100 300 LXS-100 1400 400 LXS-150 2400 550

　　比较表1和表2，内部用水设施的大部分滴漏积累水量不在水表的量程范围内，虽然单个管件的滴漏很少，但整个管网和内部用水设施会产生较大的滴漏积累。因此，提高管件质量、定期维护以防止滴漏很有必要，北京市在2000年大力推广节水龙头(陶瓷密封片)就是为了减少滴漏积累。
　　③非法用水。非法用水也造成未计量水，例如从绿化水管和消防栓取水，在水表前私自安装水管，为个人私利而故意损坏供水设施的偷水。

3　产销差控制

3.1流量监测
　　自来水的流量分布信息是产销差控制的关键。在管网中划分漏损控制区，采用最小夜间流量法评估区域的管网漏损，是一种效率较高的流量监测方法。香港于1940年建立第一个漏损控制区，至1999年，全部饮用水管网已划分为680多个控制区。划分漏损控制区要与管网规划和设计相配合，逐步推广。国内供水企业曾经有试点，但很少使用。
　　新加坡的供、用水计量管理值得借鉴。新加坡各水厂都安装电磁流量计，通过水厂清水池的落差(水量变化)每月校验一次出厂流量计；居民户主要采用DN15的容积式水表，它对小流量用水的计量精度高于旋翼式水表，达到ISO 4064 C级标准；采取公开招标的采购方式，以降低采购成本；为确定水表的更换周期，每年从在用水表中抽取50只，校验水表计量精度。统计结果见图3。

　　如图3所示，使用年限达到7年时，绝大部分(85%以上)水表还能保证3%精度；7年后所占的比例下降很快。所以，DN15容积式水表的更换周期是7年，其他大口径水表的更换周期是4年，类似石化企业的大用户水表的更换周期不超过2年。
3.2管网检漏
　　管网检漏即寻找和确定管道漏点并及时修复。其原理为：自来水从压力管道漏点喷出时，水流因压力变化会产生机械振动并以噪声的形式通过土壤、管道和管内水流向外界传播，若使用高效率的听漏棒和电子听音检漏仪在地面监听声音最大的地方即可能是漏点。若使用管道传声相关检漏仪，则要在检测管道的两个外露点(阀门、消防栓)分别安放两个机械振动的接收/转换探头，通过分析管道传播的噪声检测管道是否有漏点，并显示可能的漏点位置。管道传声相关检漏仪是从管道振动中分辨漏点信号，因而不适合于机械振动衰减大的塑料管和大口径水泥管，两个探头之间的管道长度≯100 m(距离太长，管道接头增多，会增大机械振动的衰减)。现新开发出一种水传声相关检漏仪，它的两个探头可从水表和消防栓直接进入管内，接收管内水流传播的噪声，对管材没有限制，两探头间的管道长度也可增加。
　　另外，还有一种新的管道噪声监测技术，在小供水区域的阀门、消防栓上安放10多个管道噪声接收/储存探头，经1～2 d的监测后，收回这些探头，用专业软件分析、比较噪声信号，然后重点检测噪声异常的管段。
　　上述各种检漏方法都需要结合经验判断，要求操作者具备专业理论知识和丰富的实践经验，会将各种设备配合使用与相互验证，才能迅速发现漏点。
3.3合理选用管材和管网改造技术
　　首先要选择新型管材，淘汰容易锈蚀和损坏几率高的管材；其次，管道施工要保证质量，减少因工程质量导致的管道破损。管网改造投资少，对改善供水、降低漏损有明显的效益。昆明市自来水公司自1996年开始研究和应用除垢喷涂技术，以恢复中、小口径管道的输水能力，结果证实除能增加管道流量和流速外，控制漏损也效果明显。

4　结语

　　在供水过程中，部分未收费水的消耗是合理的，未计量水的产生也不可避免，但要控制在一个合理的水平。绝大多数供水企业还需继续加大产销差控制的投入，运用先进的监测手段和科学的管理方法，以尽快达到这一目标。

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　　收稿日期：2001-04-16