超聲流量計在三峽工程中的應用
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，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較為復雜的流道結(jié)構和流態(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，而流量加權積分的準確度則依賴于流場的擾動情況。與之相對應地，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?？紤]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用也越來越引起人們的關注。
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