本文主旨:根据美国 Accusonic 公司 18 声路大口径超声波流量计的技术特点，并结合三峡水利枢纽地下电站 30 号机组和 31 号机组的测流需求，建立了一套实时有效的流量测量系统。该系统能实现在线效率计算与分析，并给出了系统的整体设计方案及技术实现;可在系统中对机组流量计装置进行远程控制，也可以通过独立设计的切换箱控制现地单元来读取其他机组流量计装置的换能器所测量到的信号;同时还能结合人机界面进行在线计算水轮机效率、绘制效率曲线及管道流态分布图等。运用该系统，对三峡水利枢纽电站机组进行了现场效率实验，结果表明该系统的测流精度和所提供的数据完全能够满足试验的要求。

1背景介绍

    三峡工程是世界上较大的水利枢纽工程，安装有32台700MW的巨型水轮发电机组［1］。为了保证这个大型水利工程能够合理利用水资源和进行科学调度，必须获取机组的水轮机效率。水轮机效率是保证水轮机高效运转、也是水电站机组检修后现场试验的重要技术指标。实时流量、水头等都是计算水轮机效率的重要参数。超声波流量计是当前水电站流量测量的较好的技术手段，因其高精度、高可靠性、适用于大型圆形管道和矩形管道，而且原理上不受管径的限制，因而在当前大流量测量中得到了广泛应用［2］。与计算机、通信等信息技术相结合，可以建立一套有效的效率测量分析系统，以便对机组的长期运行进行监测并提供反应机组特性的实时数据，达到科学用水和实现电厂经济运行的目的［3－5］。（相关产品推荐：磁翻板液位计）

2水轮机流量测量与效率计算

2．1水轮机效率计算公式

    首先，计算出机组的效率，机组效率计算公式如下

    式中，V为机组效率，%;P为机组的有功功率，W;ρ为水的密度，kg/m3;g为加速度，m/s2;Q为水轮机的过水流量，m3/s;H为工作水头，m，其中，H=Hj+Hz，Hj为净水头，Hz为动水头，单位均为m［6－7］。水轮机效率计算公式如下:

    式中，Y为水轮机的效率，%;V为机组的效率，%;η为发电机的效率，%。

    通过公式(1)中机组效率计算公式可以看出，水轮机的过水流量Q是计算水轮机效率的一个重要参数，也是流量测量系统的关键所在。

2．2水轮机流量测量装置的选择

    三峡水利枢纽中的流量过流断面尺寸巨大，地下电站引水蜗壳压力钢管进口的较大直径为12．4m。从进口开始，断面逐渐缩小，截面半径从6．2m到2．1m不等，尺寸及重量均为国内之较，由坝体进水口延伸到下游水轮机蜗壳的前部，管内的水流流速约为0～8．5m/s之间。三峡水利枢纽电站的初期水头为61～94m，后期水头为71～113m，每年汛前库水位降到145m时，水头变幅很大。地下电站水轮机的额定流量大约为900m3/s，较大流量约为1020m3/s。综合考虑到地下电站现场的安装条件及测量精度、流态多变等问题，较终地下电站30，31号机组采用了美国Accusonic公司生产的型号为7500的大口径18声路内敷式超声波流量计装置来测流，并针对该装置开发出了流量测量与效率分析系统软件［8－9］。

 

 

更多相关内容：三峡水利枢纽地下电站机组流量测量与效率分析（二）