超聲流量計在三峽工程中的應(yīng)用

 

超聲流量計在三峽工程中的應(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，而水量的計量就成為合理利用的重要評估手段。以三峽工程和南水北調(diào)工程為標志，一批關(guān)系國計民生的大型水利工程和引水調(diào)水工程在我國迅速建設(shè)，由于這些工程中的流量過流斷面尺寸巨大，常規(guī)流量計無法適用。近年來開發(fā)應(yīng)用的多聲路超聲流量計，較好地解決了大口徑水流量測量的技術(shù)難題，流量計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)場安裝。因此，超聲流量計已成為大口徑水流量測量的*佳技術(shù)選擇。
三峽工程是世界上*大的水利樞紐工程，總裝機容量為2250萬千瓦時，設(shè)計年發(fā)電量為847億千瓦時。水輪機效率是水電站的重要技術(shù)指標，對其經(jīng)濟運行具有重要意義。如果水輪機效率下降2%，每年將少發(fā)15億千瓦時的電。因此，水輪機機組效率評價及*佳工作點調(diào)整就非常重要，而發(fā)電流量是其中*重要的測量參數(shù)。三峽電站右岸共裝配12臺700MW的水輪發(fā)電機組，引水壓力鋼管直徑為12.4m，水輪機額定流量為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、測量準確度、價格等因素，三峽電站選擇在右岸3臺機組上利用超聲流量計來測量其發(fā)電流量，但受限于現(xiàn)場條件，只能將流量計安裝在壓力鋼管的末端。
三峽電站3臺超聲流量計來自3個不同的廠家，均采用時差法測量原理。由超聲流量計的基本原理可知，聲路速度測量的準確度直接依賴于時間量和幾何量測量的準確度，而流量加權(quán)積分的準確度則依賴于流場的擾動情況。與之相對應(yīng)地，三峽流量計的準確度評估包含3個因素的影響量:幾何測量、時間測量和流場擾動。經(jīng)過模型實驗表明，三峽特殊流道將導(dǎo)致超聲流量計示值偏高0.3%，由于模型超聲流量計采用與三峽流量計相同的聲路布置方案，且現(xiàn)場得的聲路速度分布規(guī)律與模型流量計的實驗結(jié)果非常接近，所以可以認為三峽流量計也具有0.3%的正誤差。考慮三峽流量計為0.5級表，且特殊流道使之具有0.3%的正誤差(擴展不確定度為0.4% )，這樣三峽流量計的準確度將優(yōu)于1%，滿足現(xiàn)場要求。

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

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