昆明是水資源嚴(yán)重缺乏的城市,位于昆明市祿勸縣的云龍水庫擔(dān)負(fù)著昆明近七成的城市用水供給。
近日,云南省計(jì)量院張紹旺院長(zhǎng)親率技術(shù)骨干前往云龍水庫,對(duì)水源地出水口流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)。在檢測(cè)過程中,云南省計(jì)量院細(xì)心的檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn):輸水管線的兩端——源頭和進(jìn)廠的兩只流量計(jì)經(jīng)檢定合格后,在相同工況下流量計(jì)顯示示值竟相差了1500m3/小時(shí),此數(shù)據(jù)說明,在近98公里長(zhǎng)的輸水管線上,每天漏損了約35000m3的水資源;而昆明市區(qū)每天的水需求量為90萬立方米左右,也就是說,約占昆明城市用水量3%的水資源漏損在了輸水線上。
水管道的泄漏檢測(cè)和維修是城市給水工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在我國(guó)的城市給水系統(tǒng)中,每年因泄漏而造成的浪費(fèi)相當(dāng)驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì)漏水率平均達(dá)到供水量的10%以上,有些地區(qū)超過20%。每年有數(shù)十億噸的自來水白白流失,造成巨大水資源浪費(fèi)和重大的經(jīng)濟(jì)損失。
國(guó)內(nèi)外供水企業(yè)常用的漏損控制技術(shù)主要有四種。壓力控制,壓力控制能減少爆管事故,提供更穩(wěn)定的服務(wù),減少背景滲漏及暗漏量,減少設(shè)施維修量,延長(zhǎng)資產(chǎn)壽命,壓力控制所需的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于管網(wǎng)改造的費(fèi)用等;利用漏水檢測(cè)技術(shù)開展主動(dòng)檢漏,主動(dòng)檢漏的目的為縮短漏水發(fā)生到被發(fā)現(xiàn)的時(shí)間,減少損失、避免災(zāi)害的發(fā)生,盡早發(fā)現(xiàn)更多、更大的漏水點(diǎn),大化地減少資源的浪費(fèi),經(jīng)濟(jì)、合理的監(jiān)控,不斷降低并維持低漏損水平;投入產(chǎn)出比及利益大化;漏水點(diǎn)的維修速度與質(zhì)量;管道等的管理、安裝、維護(hù)、更換和改造。
國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,在上述漏損控制技術(shù)中,利用漏水檢測(cè)技術(shù)開展主動(dòng)檢漏,具有投資少、見效快、效益明顯等優(yōu)點(diǎn)。因此,利用漏水檢測(cè)技術(shù)主動(dòng)開展管網(wǎng)漏水檢測(cè)工作已成為國(guó)內(nèi)供水企業(yè)降低管道漏損的重要途徑。
漏水檢測(cè)的常用設(shè)備
聽音桿:直接接觸管網(wǎng),漏水聲直接通過金屬桿頂端的簧片傳入耳中。聽音桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,重量輕,操作方法簡(jiǎn)單,成本很低,在中國(guó)應(yīng)用量很大。金屬聽音桿仍然是預(yù)定位和精定位的主要設(shè)備,特別是在那些專業(yè)檢漏隊(duì)伍中幾乎人持一支。
檢漏儀:檢漏儀是專門探測(cè)管道泄漏噪音的設(shè)備。漏水聲波是由漏口處產(chǎn)生,并通過管道傳播,同時(shí)也通過土壤從不同的方向擴(kuò)散到地面。為定位漏點(diǎn)位置,把通用拾音器放在管道上方,以1米間隔來比較泄漏噪音的強(qiáng)度。在通常情況下,聽測(cè)到大泄漏噪聲的地方就是漏點(diǎn)位置。檢漏儀一般有主機(jī)、通用拾音器、專用耳機(jī)三大部分組成。
相關(guān)儀:相關(guān)儀是快速定位壓力管道泄漏位置的設(shè)備,把振動(dòng)傳感器置于管壁或與管道相連的部位,由于泄漏點(diǎn)產(chǎn)生的泄漏噪聲沿管道從泄漏點(diǎn)向遠(yuǎn)方傳播,兩個(gè)振動(dòng)傳感器可拾到傳播的泄漏噪聲信號(hào),該信號(hào)通過發(fā)射機(jī)或通過電纜傳給相關(guān)儀主機(jī),相關(guān)儀主機(jī)根據(jù)接收信號(hào)的不同時(shí)間來計(jì)算漏點(diǎn)位置,并以圖形及數(shù)據(jù)給出測(cè)試結(jié)果。這種測(cè)試對(duì)環(huán)境干擾不敏感,因?yàn)檫@些干擾信號(hào)可通過交叉相關(guān)技術(shù)被相關(guān)儀濾掉。只要正確操作相關(guān)儀,就能準(zhǔn)確地確定漏點(diǎn)位置,而不需要豐富的聽漏經(jīng)驗(yàn)。相關(guān)儀一般有主機(jī)、無線發(fā)射機(jī)、振動(dòng)傳感器三部分組成
管線定位儀:管線定位儀利用電磁感應(yīng)技術(shù)來工作,用于定位地下電纜和金屬管道走向和深度,管線定位儀一般有發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩大部分組成,發(fā)射機(jī)一般配有被動(dòng)頻率并有多種主動(dòng)頻率可選,發(fā)射功率可調(diào)。
區(qū)域泄漏普查系統(tǒng):是由多臺(tái)數(shù)據(jù)記錄儀和一臺(tái)控制器組成的整體化聲波接收系統(tǒng)。當(dāng)裝有專用軟件的計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行編程后,只要將記錄儀放在管網(wǎng)的不同位置,如消火栓、閥門及其它管道暴露點(diǎn)等,按預(yù)設(shè)時(shí)間同時(shí)自動(dòng)開/關(guān)記錄儀,可記錄管道各處的漏水聲信號(hào),該信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后自動(dòng)存入記錄儀中,并通過專用軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理,從而快速探測(cè)裝有記錄儀的管網(wǎng)區(qū)域內(nèi)是否存在漏水。人耳通常能同到30dB以上的漏水聲,而泄漏噪聲自動(dòng)記錄儀可探測(cè)到10dB以上的漏水聲,部分設(shè)備集漏水預(yù)定位和精定位于一體。
常用的其他輔助設(shè)備比如發(fā)電機(jī)、沖擊鉆、尋閘儀、測(cè)壓表等。
目前,在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛地采用聲學(xué)檢測(cè)設(shè)備做例行的漏點(diǎn)檢測(cè)工作,我國(guó)也曾先后引進(jìn)若干臺(tái)這類先進(jìn)設(shè)備,除去價(jià)格因素,設(shè)備的操作、性能都有局限性。通常都是在多個(gè)點(diǎn)放置多臺(tái)儀器,構(gòu)成分布式系統(tǒng),利用相關(guān)算法得出具體的漏水地點(diǎn)。很明顯,使用這種檢測(cè)方法的可移動(dòng)性為零,應(yīng)用的效果不好。要想檢測(cè)的范圍廣,則必須安裝多臺(tái)設(shè)備,成本會(huì)增加很多。如果把這種大型儀器開發(fā)成類似掌上設(shè)備,隨著檢測(cè)人員的走動(dòng),檢測(cè)點(diǎn)隨之變化,必然會(huì)擴(kuò)大此類產(chǎn)品的應(yīng)用。近幾年來,隨著低功耗處理器ARM的出現(xiàn),信號(hào)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的功耗和體積不斷減少,滿足便攜式的要求,使得掌上儀器的開發(fā)成為可能。