水量平衡测试方法

PAGE深圳市重点单位用户水量平衡测试方法深圳市节约用水办公室二〇〇七年一月PAGE15目录封面 i目录 i1使用说明 12参照标准和法规 13名词解释 13.1单位用户 13.2单位用户的分类 13.3用水单元 13.4水量平衡 23.4水量平衡测试 24测试参数 24.1 总用水量 24.2 新水量 24.3 重复利用水量 34.4 耗水量 34.5 漏溢水量 34.6 排水量 35获得水量数值的方法 35.1统计历史数据 35.2引用设备参数 35.3 实际测试 36实测水量的时段选择 47水量平衡测试步骤与内容 47.1 测试步骤 47.2 工作内容 57.2.1基础情况调查 57.2.2完善水表计量设施 57.2.3水量测试 67.2.4数据整理 77.2.5报告撰写 88水量平衡图与平衡方程 89合理用水评价指标及计算方法 99.1 重复利用率 109.2 冷却水循环率 109.3 工艺水回用率 109.4锅炉蒸汽冷凝水回用率 109.5新水利用系数 119.6水表计量率 119.7节水器具使用率 119.8用水定额 119.8.1单位产值新水量 119.8.2单位产值用水量 129.8.3单位产品新水量 129.8.4单位产品用水量 129.8.5人均生活日新水量 129.8.6公共服务类用水定额 1310用水合理化分析与评价 1310.1规划布局 1310.1.1水源选择 1310.1.2供排水与节水系统 1310.2基础管理 1410.2.1组织机构 1410.2.2规章制度 1410.2.3供排水与节水的计量 1410.2.4用水技术档案 1410.3工艺技术 1410.4设备与器具 1510.5节水系统运行管理 1511水量平衡测试报告书 1512附表 151使用说明本方法规定了深圳市重点单位用户（年取水量≥3万吨）的水量平衡测试、计算与报告编制的一般方法。根据用水特征和分类，以能涵盖所有用水点为原则，针对不同用水性质的重点单位用户应当区别确定测试内容和编写报告书。2依据的法规和标准《深圳市节约用水条例》《深圳市水量平衡测试实施办法》《评价企业合理用水技术通则》GB/T7119-1993《企业水平衡与测试通则》GB/T12452-1990《工业企业水量平衡测试方法》CJ41-19993名词解释3.1单位用户单位用户是指具有独立用水系统，独立计量用水量、支付水费和申报用水计划的用水区域。单位用户可以是一座工厂、一片住宅区、一栋建筑或一组建筑群。单位用户一般具有确定的管理主体，该管理主体应当具有独立的法人资格，或者其上级主管单位应当具有独立的法人资格。3.2单位用户的分类单位用户按用水性质一般分成三类，即居住用户，生产加工用户和公共服务用户。居住用户是指没有实行抄表到户的集中式住宅区、宿舍楼等以居民生活和配套用水为用途的集体用水户。对于这种没有实行抄表到户的住宅区，单位用户指相应的物业管理机构。单位用户不包括已经实行抄表到户的住宅区。生产加工用户是指从事生产、加工的用水户，如工厂、矿山等。公共服务用户是指除居住用户和生产加工用户以外的其他用户，其用水量发生在向社会提供公共服务的过程之中，公共服务的内容很广，详见附表。多种用水性质并存时，若含有生产加工类用水，则界定为生产加工用户；如不含生产加工类用水，则界定为公共服务用户。3.3用水单元用水单元是水量平衡测试工作的基本研究单元，是单位用户内部划分的可以单独计量用水量的区域。根据用水单元的复杂程度和包含的用水点数量，用水单元可以分成不同的层次和不同的大小。单位用户本身可看成是一个最高层次的用水单元。如果单位用户是一座工厂，则工厂内的一栋厂房可以划分为一个用水单元，厂房内的不同车间可以划分为次一级用水单元，车间内的生产线以及生产线上的用水设备均可以划分为更次级的用水单元。上一层次的用水单元可以包含多个次级单元，或者嵌套多个层次的次级单元。根据用水单元之间的水量分配或传递关系，用水单元的基本相互关系可以分为并联或串联。实际上，由于水量分配和传递的复杂性，一个用水单元可能与其它多个用水单元之间存在着水量的传递，因此用水单元之间的关系也十分复杂，只能用水量平衡图表示不同用水单元之间的水量关系。3.4水量平衡水量平衡是指确定的用水区域内恒定存在的水量平衡关系，即该区域的输入水量之和等于输出水量之和。根据用水区域的不同划分，水量平衡分为单位用户水量平衡和单位用户内部各层次用水单元的水量平衡。3.4水量平衡测试水量平衡测试是包括水量测试、分析研究和措施建议的一系列工作过程。通过对用水单元各水量参数的实际测试，确定其水量值，根据水量平衡原理，分析评价该单元的用水合理性，并提出改进用水方式的建议措施，提高用水合理性，降低用水量。水量平衡测试也称水平衡测试。4测试参数在水量平衡测试工作中需要测试的参数主要是各种水量参数。当重复利用水的工艺过程对水质或水温有特殊要求时，可测试相应的水质参数和水温参数。水量平衡测试机构不具有水质和水温参数测试资质的，可以委托具有相应测试资质的测试机构测试。水量参数包括：总用水量Vt、新水量Vf、重复利用水量Vr、耗水量Vco、排水量Vd、漏溢水量V1。分述如下：4.1 总用水量总用水量是在生产、生活或服务过程使用的水量，为新水量与重复利用水量之和，以Vt表示。4.2 新水量新水量是取自任何水源且被第一次利用的水量，也称为取水量，以Vf表示。包括取自地表水、地下水、城镇供水工程，以及从市场购得的其它水或水的产品（如蒸汽、热水、地热水等），不包括自取的海水和苦咸水，以及向外供给市场的水或水的产品（如蒸汽、热水、地热水等）而取用的水量。4.3 重复利用水量重复利用水量是用水单元中循环水量与串联水量之和，以Vr表示。循环水量是本用水单元已使用过的水量，经过处理或未经处理后再用于本用水单元以替代新水的水量，以Vcy表示。串联水量是被其它用水单元使用过并排出该单元，经过处理或未经处理后被本用水单元利用以替代新水的水量，以Vs表示。从本用水单元传递到其它用水单元的水量应记做其它用水单元的串联水量，对于本用水单元而言，这部分水量属于排水量，不记做串联水量。4.4 耗水量耗水量是指用水单元内，在生产、生活或提供社会服务的过程中进入产品、蒸发、飞溅、携带及饮用等所消耗的水量，以Vco表示。4.5 漏溢水量漏溢水量是用水单元内，设备、管网、阀门、水箱、水池等用水与储水设施漏失或溢出的水量，以V1表示。4.6 排水量排水量是排出本用水单元且不再被本单元利用的水量，以Vd表示。如果本用水单元排水量的全部和部分水量被其他用水单元利用，被利用的水量属于其他用水单元的串联水量。5获得水量数值的方法水量参数可采用统计历史数据、引用设备参数和实际测试水量等途径获得。5.1统计历史数据对于用水档案齐全，历史耗用水量和排水量等水量的水表计量值稳定、记录完整的单位用户，可以通过对历史数据的数值统计得到水量参数。如果当前用水情况与历史用水情况发生变化时，水量参数应当进行合理修正，否则应采用其他方法获取水量参数。5.2引用设备参数对于用水量稳定、运行正常的用水设备，可引用设备的用水定额值等参数。设备运行工况与额定工况不符的不能引用设备参数。5.3 实际测试实际测试是最能真实反映当前水量参数的方法，具备测试条件或者可以创造测试条件时，应当首先采用实际测试获得水量参数。测试时，可以根据测试水质和现场条件，采用水表计量，或采用超声波流量计、电磁流量计、明渠流量计等计量，还可采用容积法、重量法计量。6实测水量的时段选择实测水量时应考虑工业生产、居民生活和社会服务等受作息时间、节假日和季节的影响，选择有代表性的时段进行水量测试。对于单位用户整体（一级用水单元）而言，测试工作应当选择在有代表性的月或季内进行。所有次级用水单元的测试工作都必须在上一级用水单元的代表性时段内再选择适合本级用水单元的代表性时段进行，即不同的次级用水单元的测试期可能不一致。季节性或间歇性用水单元以正常运行时的一周作为测试期。基本单元的各类水量都必须包含在测试期内。每次实测水量的用水时间为24小时。同一单位用户须测试七次，取七次实测结果的算术平均值。7水量平衡测试步骤与内容7.1 测试步骤水量平衡测试工作的全过程可以分为六个阶段，具体如下表所示。水量平衡测试工作步骤序号工作阶段工作内容工作成果一准备阶段组织准备测试机构和用户分别安排工作人员技术准备用户档案资料，测试器材与设备二调查阶段用户概况用水特征，人口，服务类型、规模，产品、产量、产值，历史用水、节水资料。水源用水水源情况调查表管网给排水管网平面图，标明管道材质、管径、建设年代，用水设备与用水计量仪表的位置。生产工艺工艺特征，先进性水平，产值水平，耗水指标用水设备设备名称、数量、型号，用水定额，分布位置计量仪表现状仪表位置，计量范围；仪表配备齐全程度与完好程度，缺乏仪表的位置完善计量阶段制定方案划分不同层次的用水单元，确定测试时段，选择水量测试点位置，拟定水量计量方法，准备计量仪器完善计量安装或更换水表使其符合测试要求。不具备水表安装条件的，落实其它计量方法；绘制水量计量网络图三实测阶段现场测试采集水量数据，填写水量明细表四数据整理阶段汇总计算计算各种水量和用水合理性指标的数值五研究报告阶段分析评价评价用水合理程度，指出存在问题措施建议用水管理和用水工艺整改方案六成果验收阶段评审验收测试报告书评审，用户用水合理性评审7.2 工作内容7.2.1基础情况调查7.2.1.1单位用户基本情况调查调查内容包括用水特征、生活人口、服务类型、服务规模，生产的产品、产量、产值，历年用水量、用水单耗等。7.2.1.2水源调查包括水源类型，如：自来水、自备井水、地表水、海水、回用水等；水源用途，如：用于生产、日常服务、职工生活或居民生活等；取水能力；水源设施，包括计量水表的规格、数量，取水泵型号和额定流量、扬程；水源水质、水温等。7.2.1.3给排水管网调查包括管径、走向及埋深，蓄水池、加压设备、水塔，水表井，主要用水点和用水设施的名称和位置；各建筑物、构筑物的名称及平面位置；绘制单位用户给水管网平面图和系统图。7.2.1.4用水设备和设施调查查清各类用水和节水设备、设施的名称、型号、数量以及所属的用水单元；各用水设备、设施中水的主要用途、额定用水量；设备、设施工况特点、年运行小时数；计量仪表配备情况。7.2.1.5工艺流程调查生产工艺及其用水情况，工艺流程图。7.2.2完善水表计量设施原则上要求所有用水单元和用水设备都应装表计量，尤其是每日（24小时）新水量达到10m3以上的用水单元必须安装水表。按照不同水表的计量区域在单位用户内部的覆盖范围，水表可以分为不同的计量等级。7.2.2.1一级计量水表单位用户取用新水量的计量水表称为一级计量水表。一级计量水表的配备率、完好率均应为100%。7.2.2.2二级计量水表安装在单位用户一级水表之后，用于计量次级用水单元用水量的水表称为二级计量水表。二级计量水表的配备率、完好率也应达到100%。7.2.2.3三级计量水表安装在二级计量水表之后，用于计量再次级用水单元用水量的水表称为三级计量水表。三级用水单元各主要用水点，以及每天用水量超过10m3的用水设施必须安装计量水表。根据实测需要可以安装更多级别的水表。7.2.2.4水表编号按照水表计量等级分别编制序号，采用XX—YY编制。其中XX为水表计量等级，YY为该等级中水表的顺序号。7.2.2.5水表计量网络图将各级水表的前后关系、供水范围、水表编号等内容用图表的形式简明地标示出来。7.2.3水量测试7.2.3.1确定测试方案测试方案包括用水单元的划分、测试期的选择和水量计量方法的确定。用水单元的划分与计量水表的分级一样，一般为三个层次，单位用户整体为第一层次，对应一级水表，依此类推。7.2.3.2用水单元水量测试每个用水单元须测试其新水量Vf、重复利用水量Vr（包括Vcy和Vs）、耗水量Vco、排水量Vd四个基本水量参数。在有代表性的工况条件下，连续测定七次，每次24小时，取七次测试结果的平均值。新水量和排水量一般采用水表或流量计测试，排水量也可采用容积法测试。重复利用水量一般需安装水表或流量计测试，没有条件安装水表和流量计的，可以采用循环水泵的额定流量与水泵实际工作时间的乘积推算得到。耗水量较难实际测定，一般采用推算的方法，即在掌握了其它输入水量和输出水量之后，根据输入水量与输出水量平衡的原理计算得到。对于供水管网漏溢水量的测试，可采用静态测试法或动态估算法。静态测试法是保持管网内的正常压力（≥0.2MPa），停止各用水单元的用水，通过观察各级计量水表的读数测定供水管道的漏溢水量。这种方法准确率高，但完全停止用水的情况很难实现。对于不能停止用水的单位用户，可以采用动态估算法。具体是保持管网内正常压力和正常用水工况，观察上下两级水表的水量，上级水表的数值之和减去下级水表水量数值之和，当其差值大于上级水表水量之和的5%时，其超出部分可近似认为是供水管网的漏溢水量。出现这种情况时应暂停测试，查找原因，待问题解决后再进行测试，并将测漏记录及计算结果附于报告中。水量测试的注意事项：（1）基本用水单元的输出水量中只有排水量或耗水量，或其中一项水量可以忽略不计时，可以认为输出水量与输入水量相等。当排水量和耗水量同时存在时，必须对其中一种水量进行实际测定。（2）职工浴室和公共卫生间的输出水量只计排水量。（3）绿化、茶炉输出水量只计耗水量。（4）空调机的冷冻水、锅炉的热水不得计做循环水量。（5）在水质净化处理或加工水的产品（如特殊需要的水或蒸汽）等过程中发生的设备、设施之间的水量传递不得计做串联水量。（6）为减少因计量时间不统一而造成的误差，所有计量水表的抄读应该在尽可能短的时间内完成，而且应该选择在用水低峰期读数。对于同一处计量水表，每次抄读应该在同一时间完成。（7）采用容积法、流速法、堰测法测定水量时，每天应测定三次，取其平均值作为一次的测试结果。7.2.3.3水量参数的统计水量参数以划分的用水单元为统计单位，从最基本的用水单元开始，不同层次的用水单元分别统计。相同层次用水单元的排水量、耗水量、漏溢水量、循环水量、串联水量均按同名水量累加计算，但不同层次的水量参数不能重复计算。单位用户的新水量按一级水表的读数累加确定，其它水量参数，包括循环水量、串联水量、耗水量、排水量、漏溢水量，均由次级用水单元的同名水量累加得到。7.2.3.4测试误差的控制由于各用水单元的测试期可能不一致，用水状况的不稳定，以及计量仪表的示值误差等原因，下一层次各用水单元的新水量总数与上层次用水单元新水量之间会出现误差。相邻两级用水单元的误差不得超过其中较高一级用水单元新水量的5%，误差值超过5%的用水单元必须重新测试。7.2.3.5相关用水资料的统计在测试期内应配合抄表工作具体记录与用水相关的其它资料，如当天的住房率、营业额、顾客人数、工作人数，产品的数量、产值，锅炉和冷却塔等用水设备的工作时间等，以便计算各类用水量及用水单耗。7.2.4数据整理7.2.4.1水量单位实际测试水量时，水量单位可选用升/秒、立方米/日，但在汇总计算时，应将水量单位统一为立方米/日。7.2.4.2三级水量平衡图分别对单位用户整体、次级用水单元和基本用水单元进行数据整理，绘制三级水量平衡图。水量平衡图采用流程示意图的形式表示用水单元内水的传递和水量的分配关系，标明水的来源和去向。详见下文。7.2.4.3间歇性或季节性用水设备对于间歇性用水设备，应以正常使用状况下单位时间的水量参数乘以每日正常工作时间，得到日水量参数。对于季节性用水设备，或者存在多台季节性设备且在不同季节工作的情况，如取暖锅炉和制冷空调冷却塔，应分别在其正常工作季节内测试水量参数，分别计算不同季节的日水量参数，并分别确定全年最高月和最低月用水量，连同间歇性和季节性设备的正常工作时段一起列入测试报告。7.2.4.4临时性用水对于基建、消防等临时性用水，应分别汇总整理数据，列入测试报告。7.2.5报告撰写7.2.5.1图表在数据汇总整理后，按照相关格式和要求认真填写测试报告书要求的各种表格，绘制相关示意图。7.2.5.2合理用水分析根据水量参数的分类统计结果，计算各项合理用水指标，分析评价用水合理性程度；提出合理用水建议，制定节水管理措施和工程技术类整改措施方案，并对其可行性和经济效益进行评估，形成报告书。8水量平衡图与平衡方程水量平衡图是描述用水单元各水量的数值关系，或者不同用水单元之间水量传递关系的图示，如下图。对于一个不与其它用水单元发生水量传递的用水单元，即封闭的用水单元而言，不存在串联水量。用水单元用水单元Vcy’VcoVlVcyVfVsVdVs’输入表达式：Vcy+Vf+Vs=Vt输出表达式：Vt=Vcy’+Vco+Vd+V1输入输出平衡方程式：Vcy+Vf+Vs=Vcy’+Vco+Vd+V1 式中：Vcy—循环用水量，Vcy=Vcy’；Vf—新水量；Vs—串联用水量；Vt—总用水量；Vco—耗水量；V1—漏溢水量；Vd—排水量；Vs’—本用水单元排水量中被其它单元利用的水量，属于其他用水单元的串联用水量；Vs’≤Vd如果用水单元之间的水量传递关系复杂，一个用水单元同时与其它多个用水单元存在水量传递，那么水量平衡图中应当把所有用水单元的水量传递关系表示清楚。下图所示为A、B、C三个用水单元中，A的一部分输出水量同时被B、C单元作为串联用水，以及C的一部分输出水量又传递到A的情况。串联水量V串联水量Vs排水量Vd基本用水单元A循环水量Vcy新水量Vf串联水量Vs耗水量Vco基本用水单元B排水量Vd循环水量Vcy新水量Vf溢漏水量Vl耗水量Vco基本用水单元C排水量Vd溢漏水量Vl新水量Vf串联水量Vs耗水量Vco溢漏水量Vl对于一个规模较大的单位用户而言，用水单元之间的水量传递关系将十分复杂，尤其在落实废水的分质处理与分质回用措施后，因各用水点的水质要求不同，循环水和串联水将来自不同的水处理设施。因此，在绘制水量平衡图之前，必须仔细调查单位用户内部的水量传递关系，必要时分别标注水质类别。9合理用水评价指标及计算方法9.1 重复利用率重复利用率是在一定的计量时间（年）内，生产、生活和提供公共服务过程中所使用的重复利用水量与总用水量之比。式中：R—重复利用率，%；Vr—重复利用水量（包括循环水量和串联水量），m3；Vt—生产过程中总用水量，为Vr与Vf之和，m3；Vf—生产过程中取用的新水量，m3。9.2 冷却水循环率冷却水循环率是在一定的计量时间（年）内，冷却水循环量与冷却水总用量之比。式中：rc—冷却水循环率，%；Vcr—冷却水循环量，m3；Vct—冷却水总用量，为Vcr与Vcf之和，m3；Vcf—冷却用新水量，m3。9.3 工艺水回用率工艺水回用率是在一定的计量时间（年）内，生产加工过程的回用量与工艺水总用量之比。式中：rp—工艺水回用率，%；Vpr—工艺水回用量，m3；Vpt—工艺水总用量，为Vpr与Vpf之和，m3；Vpf—工艺用新水量，m3。9.4锅炉蒸汽冷凝水回用率锅炉蒸汽冷凝水回用率是在一定的计量时间（年）内，锅炉蒸汽冷凝水回用量与锅炉产汽量之比。式中：rb—锅炉蒸汽冷凝水回用率，%；Vbr—锅炉蒸汽冷凝水回用量，m3；D—锅炉产汽量，kg/h；h—在一定的计量时间内工作小时数；ρ—水密度(1.0103kg/m3)。9.5新水利用系数新水利用系数是在一定的计量时间（年）内，生产、生活或提供公共服务过程中使用的新水量与外排水量之差同新水量之比。式中：Kf—新水利用系数；Vf—生产过程中取用的新水量，m3；Vd—生产过程中，外排水量，m3。9.6水表计量率9.7节水器具使用率9.8用水定额用水定额是按照不同用水性质的产品、产值、人口，或者提供公共服务的不同设备设施进行分摊的日均水量指标。对于居住用户、生产加工用户和公共服务类用户，应分别计算各自的用水定额。9.8.1单位产值新水量单位产值新水量是生产加工用户每生产一万元产值的产品需用的新水量。式中：Vwf—万元产值新水量，m3／万元；Vyf—年生产用新水量总和，m3；Z—年产值，万元。9.8.2单位产值用水量单位产值用水量是生产加工用户每生产一万元产值的产品需要的用水量。式中：Vwt—万元产值用水量，m3／万元；Vyf—年生产用新水量总和，m3；Vr—重复利用水量，m3；Z—年产值，万元。9.8.3单位产品新水量单位产品新水量是生产加工用户每生产单位产品需要的新水量。式中：Vuf—单位产品新水量，m3／单位产品；Vyf—年生产用新水量总和，m3；Q—年产品总量。9.8.4单位产品用水量单位产品用水量是生产加工用户每生产单位产品需要的用水量。式中：Vut—单位产品用水量，m3／单位产品；Vyf—年生产用新水量总和，m3；Vr—重复利用水量，m3；Q—年产品总量。9.8.5人均生活日新水量人均生活日新水量是居住用户或居住型用水单元每天用于生活的新水量。式中：Vlf—人均生活日新水量，m3/人.日；Vvlf—测试时段内用于生活的新水量，m3；n—居住总人数，人；d—测试时段的天数，日。9.8.6公共服务类用水定额公共服务类用水定额是指按照公共服务的不同类别，以服务设施的数量或服务对象的数量分摊的每日新水量。主要包括以下方面：宾馆旅店业的客房床位日均新水量；医院住院部的床位日均新水量；大专院校和中小学的师生人日均新水量；餐饮业的单位营业面积日均新水量；商场和批发零售贸易型建筑的单位营业面积日均新水量；各种办公楼的单位办公面积日均新水量；市政园林绿化的单位用水面积日均新水量；理发、沐浴、洗衣、洗车行业的单位营业面积日均新水量。10用水合理化分析与评价合理用水化分析是根据单位用户水量参数的测试结果，计算单位用户合理用水技术经济指标，据此评价用水合理性程度，查找存在的问题，分析节水潜力，并制订节水措施（包括管理和技术措施），达到提高用水效率的目的。用水合理化分析一般包括以下内容：10.1规划布局对于新建、扩建和改建项目，应根据政府部门制定的区域用地总体规划，合理安排建设项目和选择建设地址；根据市政供排水设施规划和城市节水规划，制定相应的用水方案和落实节水措施。10.1.1水源选择单位用户应根据用水需要，结合周边水资源情况合理选择水源，并经水务部门审批。未经水务部门批准，不得私自取用地下水。在满足用水要求的前提下，鼓励就近取水，用低质水取代优质水。近海地区用户应积极利用海水，节省淡水资源。10.1.2供排水与节水系统单位用户的供排水与节水系统，应与主要生产、生活和服务设施同时设计、施工、验收并同时投入运行。根据用水特点应考虑与其他单位之间的联合供排水与节水系统，实现水资源串联使用。供排水与节水系统的设备，如：管路、水泵、冷却设备、储水设备、计量仪表、水处理设施等，均应按国家有关规范和产品标准的要求设计、制造和安装。供排水与节水装置必须定期检测和维修，使之处于完好状态，严防泄漏。10.2基础管理10.2.1组织机构单位用户的用水与节水工作应当有主管领导负责，并有明确的责任管理部门和指定的管理人员。10.2.2规章制度单位用户应当指定明确的用水和节水管理制度，包括节水工作例会制度，节水管理网络和岗位责任制，用水计量管理制度，用水定额管理奖罚制度，节水宣传制度等。10.2.3供排水与节水的计量单位用户从各种水源取水(自来水、地表水、地下水)，均须遵照《中华人民共和国计量法》和《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2005等规定安装计量装置。单位用户内各用水系统，由用户安装次级计量水表。次级用水单元的用水计量率应达到100%，次级用水单元内的主要用水设备也应装表计量。定期检查校验计量装置，新水计量水表的准确度为2.5。单位用户日常供排水与节水的计量