一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置及方法与流程

1.本发明涉及市政供水领域，特别是涉及一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置及方法。


背景技术：

2.随着城镇人口的快速增减，城市建设的高速发展，水资源日益紧缺，供水成本不断提高，然而供水管网漏损致使水资源的大量浪费，供水行业经济损失巨大。供水管网漏损是指由于管体、附配件和接口等管道部件破裂或调节构筑物漏水等原因导致供水管路中的水在传输的过程中，有一部分水流出管道，造成水浪费的现象。有效控制管网漏损率情况，切实保障城市供水效率已成为供水行业至关重要的任务。压力管理是解决城市供水管网压力分布不均、漏损严重等热点问题的重要方法之一。通过压力管理的手段，使区域供水服务压力平衡，实现智能精细化管理，为供水管网优化运行带来综合效益。压力控制具有平衡管网压力、优化管网运行、减少漏水事故、提高用水舒适度，节约水资源等优点。供水管网管理也是一个长期的运维过程，通过压力的优化运行可以延长供水管网的使用寿命，提高管网资产使用的经济性。
3.随着压力管理技术的发展，产生了很多基于减压阀的压力管理系统(减压阀 控制平台)，由于供水事关民生，在系统应用前有必要对其进行性能评估，保障供水安全。因此，亟需一种基于减压阀压力管理系统的性能评估装置及方法，以满足当前供水行业的发展需求，保障城市供水安全。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置及方法，通过常规工况、特殊工况(保证精确度工况和压力变化工况)以及稳压效果等性能测试，对基于减压阀的压力管理系统的压力调节精确性、敏感性、稳定性进行测试，对系统漏损的控制效果进行验证。
5.为达上述目的，本发明提出一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置，包括：
6.水池，所述水池通过两条管道连通总进水管，所述总进水管连通管网；
7.所述两条管道均依次设有手动阀门、水池增压泵、止回阀、电动阀门，所述水池增压泵前后各设一个软接头；
8.其中，所述水池增压泵用以向整个管网加压供水，所述软接头和止回阀用以防止水倒流，保证水池增压泵正常工作。
9.所述总进水管设有减压阀和第一电磁流量计，所述第一电磁流量计用以计量总供水量，所述减压阀用于调节供水压力；
10.所述管网引出一条回水管道连接至所述水池，用以模拟用户用水；
11.所述回水管道上设有电动阀门和第二电磁流量计，所述第二电磁流量计用以计量总用水量。
12.优选地，所述管网的任意位置设有多个水龙头，用以模拟管网漏点。
13.优选地，所述水龙头前设有水表，用以计量漏损流量和漏水量。
14.优选地，所述第一电磁流量计设于所述减压阀的阀后，用以计量总供水量。
15.优选地，所述管网的任意位置上设有多个手动阀门、电动阀门和电磁流量计。
16.其中，所述电动阀门用以控制管网进出水及各管道之间的供水独立，所述手动阀门用以保证安全供水。
17.优选地，所述第一电磁流量计、所述第二电磁流量计和所述电磁流量计均为具有压力测量功能的电磁流量计，用以测量管道内的流量及压力。
18.为达上述目的，本发明还提出一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试方法，包括如下步骤：
19.步骤一，选择需要对所述压力管理系统进行测试的性能，所述性能包括压力调节精确性和敏感性、压力管理系统的稳压效果、以及压力管理系统对供水管网的漏损控制效果；
20.步骤二，若对压力调节精确性和敏感性进行测试，选择所述性能测试装置进行性能测试的工况，所述工况包括常规工况、保证精确度工况和压力变化工况，设置减压阀阀后的压力，通过电磁流量计显示的数据，对比实际压力与设置压力的差异，测试压力调整的精确性；根据实际压力达到设置压力的速度，测试压力调整的敏感性；
21.步骤三，若对压力管理系统的稳压效果进行测试，所述性能测试装置中减压阀阀后的压力保持不变，多次调节水池增压泵的阀前压力，通过电磁流量计显示的压力数据，测试稳压效果；
22.步骤四，若为压力管理系统对供水管网的漏损控制效果测试，通过所述管网中的水龙头模拟管网漏点，调节所述减压阀阀后压力，通过电磁流量计显示的流量数据，确定压力与漏损之间的关系，测试所述压力管理系统使用前后漏损减少量。
23.进一步地，于步骤二中，所述常规工况的测试方法为：根据城市的实际供水压力情况及压力需求，设置压力管理系统的减压阀阀后控制压力参数，对比实际压力与设置压力的差异，根据减压阀阀后实际压力与设定的压力之间的差距，以及实际压力调节到设定压力的速度，评估压力调节精确性和敏感性。
24.进一步地，于步骤二中，所述保证精确度工况的测试方法为：所述压力管理系统保证精确度的情况下，对相邻时间节点压力设定最低范围要求，相邻时间节点减压阀阀后压力变化由1mh2o开始，逐步增大设定压力值，根据减压阀是否按时、准确将压力调节到设定值，评估压力调节敏感性。
25.进一步地，于步骤二中，所述压力变化工况的测试方法为：所述压力管理系统在高频率大幅度压力变化时，设置多个调节时间点，所述调节时间点均为不同压力值，且所述相邻时间点压力变化大于5mh2o，根据减压阀阀后实际压力与设定的压力之间的差距，以及实际压力调节到设定压力的速度，评估压力调节精确性和敏感性。
26.与现有技术相比，本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置及方法，为企业在城市压力管理中压力管理系统的选择和应用提供建议，实现节能降漏，降
低供水管网爆管概率，保障城市供水安全。
附图说明
27.图1为本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置的结构示意图；
28.图2为本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试方法的步骤流程图。
29.图中：1、水池；2、水池增压泵；3、手动阀门；4、软接头；5、止回阀；6、电动阀门；7、总进水管；8、减压阀；9、电磁流量计；91、第一电磁流量计；92、第二电磁流量计；10、水龙头；11、水表；12、回水管道；13、管网。
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
31.图1为本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置的结构示意图。如图1所示，本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置，包括：
32.水池1，所述水池1通过两条管道连通总进水管7，所述总进水管7连通管网13；
33.所述两条管道均依次设有手动阀门3、水池增压泵2、止回阀5、电动阀门6，所述水池增压泵2前后各设一个软接头4；
34.其中，所述水池增压泵2用以向整个管网加压供水，所述软接头4和止回阀5用以防止水倒流，保证水池增压泵2正常工作。
35.所述总进水管7设有减压阀8和第一电磁流量计91，所述第一电磁流量计用以计量总供水量，所述减压阀8用于调节供水压力。
36.所述管网引出一条回水管道12连接至所述水池1，用以模拟用户用水；
37.所述回水管道12设有电动阀门6和第二电磁流量计92，所述第二电磁流量计92用以计量总用水量。
38.优选地，所述管网13的任意位置设有多个水龙头10，用以模拟管网漏点，其位置不局限于图1所示，可以根据不同实验方案所需进行调整。
39.优选地，所述水龙头10前设有水表11，用以计量漏损流量和漏水量。
40.优选地，所述第一电磁流量计91设于所述减压阀8的阀后，用以计量总供水量。
41.优选地，所述管网13的任意位置上设有多个手动阀门3、电动阀门6和电磁流量计9，其位置不局限于图1所示，可以根据不同实验方案所需进行调整。
42.其中，所述电动阀门6用以控制管网进出水及各管道之间的供水独立，手动阀门3用以保证安全供水。
43.优选地，所述第一电磁流量计91、所述第二电磁流量计92和所述电磁流量计9均为具有压力测量功能的电磁流量计，可以测量管道内的流量及压力。
44.图2为本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试方法的步骤流程
图，如图2所示，本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试方法，包括如下步骤：
45.步骤s1，选择需要对所述压力管理系统进行测试的性能，所述性能包括压力调节精确性和敏感性、压力管理系统的稳压效果、以及压力管理系统对供水管网的漏损控制效果；
46.步骤s2，若对压力调节精确性和敏感性进行测试，选择所述性能测试装置进行性能测试的工况，所述工况包括常规工况、保证精确度工况和压力变化工况，设置减压阀阀后的压力，通过电磁流量计显示的数据，对比实际压力与设置压力的差异，评估压力调整的精确性；根据实际压力达到设置压力的速度，评估压力调整的敏感性；
47.步骤s3，若对压力管理系统的稳压效果进行测试，所述性能测试装置中减压阀阀后的压力保持不变，多次调节水池增压泵的阀前压力，通过电磁流量计显示的压力数据，测试稳压效果；
48.步骤s4，若为压力管理系统对供水管网的漏损控制效果测试，通过所述管网中的水龙头模拟管网漏点，调节所述减压阀阀后压力，确定压力与漏损之间的关系，通过电磁流量计显示的流量数据，测试所述压力管理系统使用前后漏损减少量。
49.进一步地，于步骤二中，所述常规工况的测试方法为：根据城市的实际供水压力情况及压力需求，设置压力管理系统的减压阀阀后控制压力参数，评估压力调节精确性和敏感性。
50.进一步地，于步骤二中，所述保证精确度工况的测试方法为：所述压力管理系统保证精确度的情况下，对相邻时间节点压力设定最低范围要求，相邻时间节点减压阀阀后压力变化由1mh2o开始，逐步增大设定压力值，评估压力调节敏感性。
51.进一步地，于步骤二中，所述压力变化工况的测试方法为：所述压力管理系统在高频率大幅度压力变化时，设置多个调节时间点，所述调节时间点均为不同压力值，且所述相邻时间点压力变化大于5mh2o，评估压力调节精确性和敏感性。
52.本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置及方法可进行多种实验方案以满足不同的研究需求，现基于如下一种实施例进一步说明：
53.首先，打开水池增压泵2及设于其前后的手动阀门3和电动阀门6，打开管网13中水龙头10，其中水龙头10的具体数量及开度根据需要模拟的漏损流量确定；调节回水管道12上的电动阀门6，根据总进水管7上的第一电磁流量计91及回水管道12上的第二电磁流量计92，使压力管理系统的供水量和用水量为需求值，两者之差为漏损流量，同时可用水龙头10前的水表11校核漏损量。
54.其次，在不改变回水管道12上电动阀门6开度、水龙头10开启个数及开度的基础下，调节压力管理系统减压阀8阀后压力或水池增压泵2供水压力，进行性能测试：
55.所述性能测试的方法包括如下步骤：
56.步骤s1，选择需要对所述压力管理系统进行测试的性能，所述性能包括压力调节精确性和敏感性、压力管理系统的稳压效果、以及压力管理系统对供水管网的漏损控制效果；
57.步骤s2，若对压力调节精确性和敏感性进行测试，选择所述性能测试装置进行性能测试的工况，所述工况包括常规工况、保证精确度工况和压力变化工况，设置减压阀阀后
的压力，通过电磁流量计显示的数据，对比实际压力与设置压力的差异，评估压力调整的精确性；根据实际压力达到设置压力的速度，评估压力调整的敏感性；
58.其中，所述常规工况的测试方法为：根据城市的实际供水压力情况及压力需求，设置压力管理系统的减压阀阀后控制压力参数，对比实际压力与设置压力的差异，根据减压阀阀后实际压力与设定的压力之间的差距，以及实际压力调节到设定压力的速度，评估压力调节精确性和敏感性。
59.所述保证精确度工况的测试方法为：所述压力管理系统保证精确度的情况下，对相邻时间节点压力设定最低范围要求，相邻时间节点减压阀阀后压力变化由1mh2o开始，逐步增大设定压力值，根据减压阀是否按时、准确将压力调节到设定值，评估压力调节敏感性。
60.所述压力变化工况的测试方法为：所述压力管理系统在高频率大幅度压力变化时，设置多个调节时间点，所述调节时间点均为不同压力值，且所述相邻时间点压力变化大于5mh2o，根据减压阀阀后实际压力与设定的压力之间的差距，以及实际压力调节到设定压力的速度，评估压力调节精确性和敏感性。
61.进一步地，减压阀阀后实际压力与设置压力越接近，压力调节的精度越高；
62.减压阀按照设定压力值调节压力的反应时间越短，压力调节的敏感度越高。
63.步骤s3，若对压力管理系统的稳压效果进行测试，所述性能测试装置中减压阀阀后的压力保持不变，多次调节水池增压泵的阀前压力，通过电磁流量计显示的压力数据，测试稳压效果；
64.步骤s4，若为压力管理系统对供水管网的漏损控制效果测试，通过所述管网中的水龙头模拟管网漏点，调节所述减压阀阀后压力，确定压力与漏损之间的关系，通过电磁流量计显示的流量数据，测试所述压力管理系统使用前后漏损减少量。
65.与现有技术相比，本发明一种基于减压阀的供水管网压力管理系统性能测试装置及方法具有如下优点：
66.通过常规工况、特殊工况(保证精确度工况和压力变化工况)以及稳压效果测试，对基于减压阀的压力管理系统的压力调节精确性、敏感性、稳定性进行评估，对系统对漏损的控制效果进行验证，为城市压力管理过程中基于减压阀的供水管网压力管理系统的选择和应用提供建议，实现节能降漏，降低供水管网爆管概率，保障城市供水安全。
67.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
68.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。