超聲流量計(jì)在三峽工程中的應(yīng)用

 

超聲流量計(jì)在三峽工程中的應(yīng)用
    隨著水資源的全球性缺乏，節(jié)約和合理利用成為必須，而水量的計(jì)量就成為合理利用的重要評(píng)估手段。以三峽工程和南水北調(diào)工程為標(biāo)志，一批關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大型水利工程和引水調(diào)水工程在我國(guó)迅速建設(shè)，由于這些工程中的流量過(guò)流斷面尺寸巨大，常規(guī)流量計(jì)無(wú)法適用。近年來(lái)開發(fā)應(yīng)用的多聲路超聲流量計(jì)，較好地解決了大口徑水流量測(cè)量的技術(shù)難題，流量計(jì)制造不再受管道口徑的限制多聲路配置可以適應(yīng)較為復(fù)雜的流道結(jié)構(gòu)和流態(tài)分布，還可在已有管道上現(xiàn)場(chǎng)安裝。因此，超聲流量計(jì)已成為大口徑水流量測(cè)量的*佳技術(shù)選擇。
三峽工程是世界上*大的水利樞紐工程，總裝機(jī)容量為2250萬(wàn)千瓦時(shí)，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為847億千瓦時(shí)。水輪機(jī)效率是水電站的重要技術(shù)指標(biāo)，對(duì)其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。如果水輪機(jī)效率下降2%，每年將少發(fā)15億千瓦時(shí)的電。因此，水輪機(jī)機(jī)組效率評(píng)價(jià)及*佳工作點(diǎn)調(diào)整就非常重要，而發(fā)電流量是其中*重要的測(cè)量參數(shù)。三峽電站右岸共裝配12臺(tái)700MW的水輪發(fā)電機(jī)組，引水壓力鋼管直徑為12.4m，水輪機(jī)額定流量為970m^3/s，*大流量為1020m^3/s，壓力鋼管內(nèi)水流平均流速范圍為(0一8.5 )m/s ，綜合考慮安裝難度、測(cè)量準(zhǔn)確度、價(jià)格等因素，三峽電站選擇在右岸3臺(tái)機(jī)組上利用超聲流量計(jì)來(lái)測(cè)量其發(fā)電流量，但受限于現(xiàn)場(chǎng)條件，只能將流量計(jì)安裝在壓力鋼管的末端。
三峽電站3臺(tái)超聲流量計(jì)來(lái)自3個(gè)不同的廠家，均采用時(shí)差法測(cè)量原理。由超聲流量計(jì)的基本原理可知，聲路速度測(cè)量的準(zhǔn)確度直接依賴于時(shí)間量和幾何量測(cè)量的準(zhǔn)確度，而流量加權(quán)積分的準(zhǔn)確度則依賴于流場(chǎng)的擾動(dòng)情況。與之相對(duì)應(yīng)地，三峽流量計(jì)的準(zhǔn)確度評(píng)估包含3個(gè)因素的影響量:幾何測(cè)量、時(shí)間測(cè)量和流場(chǎng)擾動(dòng)。經(jīng)過(guò)模型實(shí)驗(yàn)表明，三峽特殊流道將導(dǎo)致超聲流量計(jì)示值偏高0.3%，由于模型超聲流量計(jì)采用與三峽流量計(jì)相同的聲路布置方案，且現(xiàn)場(chǎng)得的聲路速度分布規(guī)律與模型流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常接近，所以可以認(rèn)為三峽流量計(jì)也具有0.3%的正誤差?？紤]三峽流量計(jì)為0.5級(jí)表，且特殊流道使之具有0.3%的正誤差(擴(kuò)展不確定度為0.4% )，這樣三峽流量計(jì)的準(zhǔn)確度將優(yōu)于1%，滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。

 如三峽電站特殊管道中流量計(jì)前后兒乎沒(méi)有直管段，將造成流量計(jì)很大的測(cè)量誤差，又由于涉及巨大的經(jīng)濟(jì)利益，更加引起人們的關(guān)注。正是由于各種環(huán)境中對(duì)流量測(cè)量的不同要求，對(duì)超聲流量計(jì)的研究和應(yīng)用也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。

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