本文主旨:根據美國 Accusonic 公司 18 聲路大口徑超聲波流量計的技術特點，並結合三峽水利樞紐地下電站 30 號機組和 31 號機組的測流需求，建立了一套實時有效的流量測量係統。該係統能實現在線效率計算與分析，並給出了係統的整體設計方案及技術實現;可在係統中對機組流量計裝置進行遠程控製，也可以通過獨立設計的切換箱控製現地單元來讀取其他機組流量計裝置的換能器所測量到的信號;同時還能結合人機界麵進行在線計算水輪機效率、繪製效率曲線及管道流態分布圖等。運用該係統，對三峽水利樞紐電站機組進行了現場效率實驗，結果表明該係統的測流精度和所提供的數據完全能夠滿足試驗的要求。

1背景介紹

    三峽工程是世界上較大的水利樞紐工程，安裝有32台700MW的巨型水輪發電機組［1］。為了保證這個大型水利工程能夠合理利用水資源和進行科學調度，必須獲取機組的水輪機效率。水輪機效率是保證水輪機高效運轉、也是水電站機組檢修後現場試驗的重要技術指標。實時流量、水頭等都是計算水輪機效率的重要參數。超聲波流量計是當前水電站流量測量的較好的技術手段，因其高精度、高可靠性、適用於大型圓形管道和矩形管道，而且原理上不受管徑的限製，因而在當前大流量測量中得到了廣泛應用［2］。與計算機、通信等信息技術相結合，可以建立一套有效的效率測量分析係統，以便對機組的長期運行進行監測並提供反應機組特性的實時數據，達到科學用水和實現電廠經濟運行的目的［3－5］。（相關產品推薦：黄色香蕉网站）

2水輪機流量測量與效率計算

2．1水輪機效率計算公式

    首先，計算出機組的效率，機組效率計算公式如下

    式中，V為機組效率，%;P為機組的有功功率，W;ρ為水的密度，kg/m3;g為加速度，m/s2;Q為水輪機的過水流量，m3/s;H為工作水頭，m，其中，H=Hj+Hz，Hj為淨水頭，Hz為動水頭，單位均為m［6－7］。水輪機效率計算公式如下:

    式中，Y為水輪機的效率，%;V為機組的效率，%;η為發電機的效率，%。

    通過公式(1)中機組效率計算公式可以看出，水輪機的過水流量Q是計算水輪機效率的一個重要參數，也是流量測量係統的關鍵所在。

2．2水輪機流量測量裝置的選擇

    三峽水利樞紐中的流量過流斷麵尺寸巨大，地下電站引水蝸殼壓力鋼管進口的較大直徑為12．4m。從進口開始，斷麵逐漸縮小，截麵半徑從6．2m到2．1m不等，尺寸及重量均為國內之較，由壩體進水口延伸到下遊水輪機蝸殼的前部，管內的水流流速約為0～8．5m/s之間。三峽水利樞紐電站的初期水頭為61～94m，後期水頭為71～113m，每年汛前庫水位降到145m時，水頭變幅很大。地下電站水輪機的額定流量大約為900m3/s，較大流量約為1020m3/s。綜合考慮到地下電站現場的安裝條件及測量精度、流態多變等問題，較終地下電站30，31號機組采用了美國Accusonic公司生產的型號為7500的大口徑18聲路內敷式超聲波流量計裝置來測流，並針對該裝置開發出了流量測量與效率分析係統軟件［8－9］。

 

 

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