摘要:本(ben)文分析(xi)了某巨(ju)型水電(diàn)站在用(yòng)流量計(jì) 的運行(hang)現狀，總(zǒng)結了各(gè)類流量(liàng)計的原(yuán)理功能(neng)，結合🌈管(guan)道測流(liu)技術的(de)發展，針(zhen)對流量(liàng)計的功(gōng)能選用(yòng)、安✔️裝要(yao)求等，打(dǎ)造滿足(zu)标準要(yào)求的水(shui)電站流(liú)量應用(yong)方案，具(jù)有行業(ye)推廣價(jia)值。
0引言(yan)
　　在生産(chǎn)和科學(xué)研究試(shì)驗中，流(liú)量是一(yi)個很重(zhong)要的參(can)數，流量(liàng)檢✏️測的(de)專用儀(yí)表是安(ān)全生産(chǎn)、節能降(jiang)耗、提高(gāo)經濟效(xiào)益和管(guan)理水平(ping)的重要(yao)工具。管(guǎn)道測流(liu)👈技術當(dang)前發展(zhǎn)成熟， 管(guan)道流量(liàng)計 測量(liàng)原理多(duo)種，可滿(man)足不同(tóng)生産工(gong)況需求(qiu)"。
　　當前巨(jù)型水電(dian)站各類(lèi)流量計(ji)種類繁(fán)多，流量(liàng)計累計(ji)有✏️1900多台(tai)㊙️，就流量(liang)計的測(ce)量原理(lǐ)分有電(diàn)磁式、差(cha)壓式、熱(rè)導式💋、超(chāo)聲💔波多(duō)種，就測(ce)量的介(jiè)質主要(yao)有油、水(shuǐ)兩種。其(qí)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻中油流(liú)量主要(yao)是測量(liang)🏃🏻水輪發(fā)🐪電機機(ji)組上導(dǎo)、推導、水(shui)導軸承(cheng)汽輪機(jī)油管道(dào)流量及(ji)機組高(gao)壓油頂(dǐng)起系統(tǒng)🌈的油流(liú)量，水流(liú)量主要(yao)是測量(liàng)機組各(ge)部軸承(chéng)和主變(biàn)壓器的(de)冷卻水(shuǐ)(江水)、主(zhu)軸密封(feng)💯水(清潔(jié)水)、發電(diàn)機純水(shui)(不導電(dian)介質)流(liu)量等。因(yīn)流量計(jì)随🌈不同(tóng)主機廠(chang)家機組(zu)配套，規(guī)格型号(hào)不💛同，差(chà)異化較(jiao)大，所以(yǐ)有着流(liu)量計的(de)☔功能不(bu)明确、配(pèi)置存在(zai)不合🐉理(lǐ)、安裝不(bu)符合産(chan)品安裝(zhuang)要求的(de)諸多問(wen)題，導緻(zhì)流量檢(jiǎn)測的正(zheng)确率有(you)偏差，無(wu)法滿足(zu)機組流(liu)量檢測(cè)的要求(qiú)。如測量(liàng)機組冷(lěng)卻水的(de)電磁式(shi)流量計(jì)管路的(de)直管段(duan)較短，導(dao)緻管路(lù)無法滿(mǎn)管測量(liàng);測量機(jī)組水導(dǎo)外循環(huan)油的超(chao)聲波流(liu)量計安(ān)裝于油(yóu)過濾器(qi)🆚的後端(duān)，因油經(jīng)過濾器(qi)後産生(shēng)氣泡，導(dao)緻 超聲(sheng)波流量(liang)計 長時(shi)間無法(fǎ)檢測到(dao)流量;測(cè)量機組(zu)推導軸(zhou)承冷卻(que)🆚水采用(yòng)熱🔞導式(shì)流量計(jì)，因流量(liàng)計的探(tàn)頭長期(qi)浸泡于(yú)江水中(zhong)而結垢(gou)，導緻流(liú)量計測(ce)量值遠(yuan)小于實(shi)際值2。
　　本(ben)文對主(zhǔ)要流量(liàng)計的測(ce)量原理(li)進行深(shen)入分析(xī)，總結明(míng)♻️确🔱出各(ge)類流量(liàng)計的功(gong)能選型(xíng)、正确的(de)安裝方(fāng)式等🌍，打(da)造出适(shi)⁉️用于巨(ju)型水電(diàn)站的優(yōu)化流量(liàng)應用方(fang)案。
1流量(liàng)計測量(liang)原理探(tan)究
1.1電磁(ci)流量計(jì)
　　電磁流(liu)量計 的(de)測量原(yuán)理是基(ji)于法拉(lā)第電磁(ci)感應定(dìng)律，當被(bei)測🏃導電(diàn)流📱體在(zài)磁場中(zhong)沿垂直(zhí)磁力線(xiàn)方向流(liú)動而切(qie)🔞割磁力(lì)線時，在(zai)對稱安(ān)裝在流(liu)通管道(dào)兩側的(de)電極上(shang)将産生(sheng)感應電(diàn)勢,此電(dian)勢與流(liú)體的流(liu)速成正(zheng)比(見圖(tu)1)。通過如(rú)下公式(shi)計算出(chū)流量:
 
式中(zhōng):
E一感應(yīng)電勢;
K一(yī)與磁場(chǎng)分布及(jí)軸向相(xiàng)關的系(xì)數;
B一磁(ci)感應強(qiang)度;
V-導電(diàn)液體平(píng)均流速(su);
D一電極(ji)間距(流(liu)量計導(dǎo)管内徑(jìng))凹。
　　電磁(ci)流量計(jì)壓力損(sǔn)失小、流(liu)量測量(liàng)範圍大(dà)，反應迅(xùn)速。應用(yong)的局限(xian)性是隻(zhī)能測量(liàng)導電介(jiè)質的液(yè)體流量(liàng)，在水電(dian)站可測(cè)量機組(zǔ)各部軸(zhóu)承和主(zhǔ)變壓器(qi)的冷卻(que)水(江水(shui))和主軸(zhóu)密封水(shuǐ)(清潔水(shuǐ)),因水電(diàn)站各部(bù)軸承冷(lěng)卻水都(dōu)具有正(zhèng)反向供(gòng)水功能(néng)，可☀️選用(yòng)具備正(zhèng)反向測(ce)量功能(neng)的電磁(cí)流量計(jì)，并且因(yīn)江水雜(za)質較多(duō)，易造成(cheng)流👌量計(jì)的檢測(ce)電🍓極結(jié)垢污染(ran)，将🔞對測(ce)量造成(cheng)較✏️大影(yǐng)響，可選(xuǎn)用🈲電極(ji)可清洗(xi)的流量(liang)計，
1.2熱導(dǎo)式流量(liang)計
　　熱導(dao)式流量(liang)計采用(yong)熱交換(huàn)原理，流(liú)量計探(tàn)頭配置(zhi)了發熱(rè)模塊和(he)感熱模(mó)塊，根據(jù)示流器(qì)的熱量(liàng)傳導與(yǔ)被測流(liu)🔞體流速(sù)的比例(li)關系，檢(jiǎn)測出流(liú)體的流(liú)速(見圖(tú)2)41。
 
　　熱導式(shì)流量計(ji)一般爲(wèi)插入式(shì)安裝，适(shì)用于多(duō)種流量(liàng)計💃🏻質🌈，使(shǐ)用範圍(wei)較寬，量(liang)程比大(da)于10:1。應用(yong)的局限(xian)性是測(ce)量的精(jīng)度較難(nán)以保🔞證(zhèng)，因測量(liang)的熱導(dao)部分被(bèi)☔結垢污(wū)染後對(duì)測量的(de)精度影(yǐng)💋響加大(da)，在水電(diàn)站可測(cè)量機組(zu)🔴各部軸(zhóu)承的油(you)流量，作(zuo)管路油(you)流動的(de)基🌈本示(shi)流開關(guān)用，因測(ce)量精度(dù)難以達(dá)到要求(qiú)，不建議(yì)🥰采用爲(wei)如循🈚環(huán)油泵邏(luó)輯控制(zhi)✍️的油流(liu)條件，也(ye)不适用(yong)于測量(liàng)機組高(gao)壓油系(xì)統的高(gāo)速油流(liu)圖。
1.3超聲(shēng)波流量(liàng)計
　　超聲(shēng)波流量(liàng)計的測(cè)量方法(fa)可分爲(wèi):時差法(fa)、多譜勒(lè)效❄️應法(fǎ)、波束偏(pian)移法、相(xiang)關法、噪(zao)聲法。當(dāng)前用得(de)最多的(de)是🐆時差(chà)法和🌍多(duo)譜勒效(xiao)應法間(jiān)。
　　時差檢(jiǎn)測法原(yuan)理爲超(chao)聲波脈(mò)沖在上(shàng)下遊的(de)兩側傳(chuan)感🈚器間(jian)來回傳(chuan)播，當有(you)流體流(liu)動時，由(yóu)于向下(xia)遊方向(xiang)的信号(hào)傳播時(shí)間比向(xiang).上遊方(fāng)向的短(duan)，根據時(shí)差與流(liú)體速度(du)📱成正比(bǐ)✉️關系，檢(jian)測出流(liú)體的流(liu)速和💋方(fāng)向，見圖(tú)📞3。
 
Vm----介質流(liú)速;
Cm----介質(zhi)中的聲(sheng)速;
α----傳感(gan)器A/B間與(yǔ)管道水(shui)平中心(xīn)線間的(de)夾角;
TB-A----傳(chuan)感器B至(zhi)A的時間(jiān);
TA-B----傳感器(qi)A至B的時(shí)間。
　　 超聲(sheng)波流量(liang)計爲非(fēi)接觸式(shi)測量方(fang)式，傳感(gan)器不與(yu)💋被測介(jiè)✂️質♉接觸(chu)，無壓損(sun)，使用壽(shou)命較長(zhǎng)，設備維(wei)護量較(jiào)小。既可(kě)管道固(gu)定❗式安(an)裝，也可(ke)移動便(biàn)攜式測(ce)量😍(必須(xu)爲金屬(shǔ)管道、塑(su)料管道(dao)及其他(ta)透聲材(cái)料的管(guǎn)道)。在水(shui)電廠可(ke)用作各(ge)類水、油(you)管路的(de)流量測(cè)量，超☎️聲(sheng)波流量(liàng)計不适(shì)用于測(ce)量管路(lù)中的流(liú)量介質(zhi)有🥰氣泡(pao)的環境(jing)🌍，所以不(bú)宜測量(liàng)目數較(jiao)細的油(you)過濾器(qi)🌏管路,同(tong)樣也不(bu)适🐅用于(yu)測量機(jī)組高壓(yā)油系統(tong)的高速(su)油流。
1.4差(cha)壓流量(liàng)計
　　 差壓(yā)流量計(ji) 的測量(liang)原理爲(wei)在流量(liang)計的管(guǎn)道中部(bù)配置節(jiē)流部件(jian)，當滿管(guan)㊙️的流體(ti)流經節(jie)流件時(shí)，流束形(xing)成局部(bu)的收縮(suo),流速增(zēng)大，而靜(jing)壓力降(jiang)低，在節(jiē)流件前(qian)後産生(sheng)--定的壓(yā)🈲力差。根(gen)據流體(ti)🧡的流速(sù)與差壓(yā)值的比(bǐ)例關系(xi)，檢測出(chū)流體的(de)流速。圖(tú)4爲差壓(yā)流量計(jì)測量原(yuán)理。
 
　　差壓流(liu)量計運(yùn)用最爲(wèi)廣泛，性(xing)能穩定(dìng)可靠，使(shǐ)用壽✔️命(mìng)長，其局(jú)限是壓(ya)損大，不(bu)太适用(yong)于小流(liu)量的環(huán)境♍，範圍(wéi)度窄，僅(jin)3:1-4:1。在水電(dian)⛹🏻‍♀️廠特别(bié)适用于(yú)有循環(huan)油泵管(guan)路的較(jiao)大油流(liú)量測量(liàng)，但也不(bu)适用于(yú)對機組(zǔ)高壓油(yóu)系統的(de)幾十兆(zhao)帕的高(gāo)速油🛀流(liu)進行油(yóu)流模拟(nǐ)量準确(que)測量。
1.5活(huo)塞式流(liú)量開關(guān)
　　活塞式(shi)流量開(kāi)關的檢(jiǎn)測原理(lǐ)是當流(liú)體按指(zhi)示方向(xiàng)流過管(guǎn)道🌈時，推(tui)動彈簧(huáng)支撐并(bìng)安裝有(you)永久磁(ci)鐵的活(huó)塞，從而(er)驅動幹(gan)簧管開(kai)關磁性(xing)開關在(zai)設定流(liu)量上動(dòng)作,輸出(chu)開關信(xin)号。活塞(sai)式流量(liang)開關設(she)定流量(liang)範圍大(dà)、調整方(fang)便,廣泛(fàn)用于🧡水(shuǐ)、氣、油等(deng)介質測(cè)量。有低(dī)壓降、耐(nai)壓高等(deng)優點，狀(zhuàng)态隻取(qǔ)決于流(liú)量，而與(yǔ)🚶壓力無(wú)關，并且(qiě)🔞對壓力(lì)的峰值(zhí)不再敏(mǐn)感，在水(shuǐ)👉電廠‘可(ke)解決于(yú)機組高(gao)壓油的(de)高速油(yóu)流檢測(ce)難點。
2流(liú)量計的(de)安裝标(biao)準
　　當前(qian)巨型水(shuǐ)電站流(liu)量計在(zài)低經濟(jì)性和附(fù)加值下(xia)運❌行的(de)原因除(chu)了功能(néng)不明确(que)、配置不(bu)合理外(wai)，最主💜要(yào)就是安(ān)裝不符(fu)合産品(pǐn)安裝要(yao)求和相(xiàng)關标準(zhun)，導緻流(liu)量計故(gu)障率較(jiào)高、測量(liang)不準确(que)。
2.1流量計(jì)的通徑(jìng)和量程(cheng)選擇
　　流(liú)量計首(shou)先需要(yao)确定它(ta)的通徑(jìng)和測量(liàng)範圍，即(jí)确定🚩傳(chuan)感🤞器内(nèi)流體的(de)流速範(fàn)圍，流量(liang)計量程(chéng)範圍的(de)💞選擇對(duì)提✊高流(liu)量計工(gōng)作的可(ke)靠性及(ji)精度有(yǒu)較大關(guan)系，根據(ju)不低于(yu)預計的(de)最大流(liu)量值的(de)原則選(xuǎn)擇滿量(liang)程，正常(chang)常用流(liu)量最好(hao)不超過(guò)滿量程(cheng)50%，這樣可(kě)獲得較(jiao)高的測(cè)量精度(du)”。
　　流量計(jì)通常選(xuǎn)用與工(gōng)藝相同(tóng)的通徑(jing)或者略(lue)小些❌，在(zai)👣流量選(xuǎn)定的情(qing)況下，通(tong)徑的選(xuǎn)擇是根(gen)據不同(tóng)的測量(liang)對象以(yi)及流量(liang)計測量(liang)管内流(liu)速的大(dà)小來确(què)定。流量(liang)計所測(cè)流體的(de)流速，需(xu)考慮管(guan)💃🏻路中流(liú)體的💰流(liu)速與壓(yā)頭損失(shi)的關系(xi)。在确定(dìng)流速後(hòu),流量計(jì)的通徑(jìng)可根據(jù)如"下關(guan)系式确(que)定:
 
式中(zhong):
d-流量計(ji)通徑，mm;
Q一(yī)體積流(liú)量，m/s。
2.2流量(liang)計接地(dì)
　　流量計(ji)的正确(què)可靠接(jie)地對流(liu)量計的(de)正常運(yun)行至關(guān)重要:
(1)給(gěi)信号源(yuan)參考用(yòng)的零電(diàn)位;
(2)使被(bèi)測流體(tǐ)與可靠(kao)的接地(dì)體相連(lian)通;
(3)滿足(zú)相應的(de)安全性(xìng)要求(如(ru)雷擊等(děng));
(4)抗外界(jie)幹擾措(cuò)施(如屏(ping)蔽等)。
　　接(jie)地點離(li)傳感器(qì)的距離(li)盡可能(neng)短，必須(xū)與可靠(kào)接地體(ti)直☎️接相(xiàng)連，不能(neng)與其他(ta)設備接(jiē)地點相(xiang)連接，接(jiē)地電阻(zǔ)≤10Ω,電磁流(liú)量計的(de)外殼、電(diàn)纜屏蔽(bi)線、測量(liàng)管路的(de)兩端都(dou)需單獨(dú)可靠接(jie)地，絕不(bú)能接在(zài)電動機(jī)等公用(yòng)地線或(huo)上下水(shuǐ)管道上(shàng)，準💁确接(jie)地如圖(tu)5所示;如(rú)流量計(jì)的轉換(huan)器部分(fèn)已🐪通過(guò)電纜線(xian)接地，就(jiu)毋須🥵再(zài)另行接(jiē)地，以避(bì)免因電(dian)位差👈而(ér)造成幹(gàn)擾。流量(liàng)計配備(bèi)接地🌈環(huán)的接地(di)方法:如(ru)工藝管(guan)道爲絕(jué)緣材質(zhi)♍，則💃必須(xū)配置接(jie)地環可(ke)靠接地(di)，來穩定(ding)邊🤩界條(tiao)件，提高(gao)測量穩(wen)定性和(he)精度⛹🏻‍♀️，如(ru)圖6所示(shi)。
2.3流量計(ji)的安裝(zhuang)管路标(biao)準
　　流量(liàng)計的精(jīng)準測量(liang)必須保(bǎo)證滿管(guan)測量狀(zhuàng)态，在水(shui)電站中(zhōng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，導緻📐非(fēi)滿管的(de)流量計(ji)管路常(cháng)見錯誤(wu)安裝位(wèi)置示意(yi)☂️圖如⚽圖(tu)7所示。圖(tú)中A爲流(liú)量計直(zhí)接安裝(zhuāng)在🐕閘閥(fa)前後，圖(tu)中B爲流(liú)量計安(ān)裝在放(fàng)空管路(lu)的長水(shuǐ)🥰平管路(lù)上，圖中(zhong)C爲流🏃量(liang)計安裝(zhuang)在放空(kong)管路高(gao)處和垂(chuí)直排放(fàng)段😘。此三(sān)種都将(jiang)導緻管(guan)路内介(jiè)質爲非(fēi)滿💘管狀(zhuang)态，從而(er)影響測(ce)量的精(jīng)度圖。
　　在(zai)GB/T18659--2002《封閉管(guǎn)道中導(dao)電液體(tǐ)流量的(de)測量電(dian)磁流量(liàng)計性能(néng)》中規定(dìng)🥵上遊10D(D爲(wèi)流量計(jì)通徑)，下(xià)遊5D。
 
　　在DL/T1107-2009《水(shui)電廠自(zi)動化元(yuan)件基本(ben)技術條(tiáo)件》中規(gui)定:
(1)機械(xie)式流量(liàng)開關:上(shàng)下遊5D;
(2)熱(rè)導式流(liu)量開關(guān):上下遊(you)4D;
(3)電磁式(shì)流量計(ji):上遊10D、下(xià)遊5D。
　　在ISO和(he)鑒定規(guī)格号中(zhōng)對各類(lèi)閥組、管(guǎn)路标準(zhun)如表I所(suǒ)示。
　　流量(liang)計管路(lù)正确規(gui)範的管(guǎn)路如圖(tú)8所示，圖(tú)中A爲保(bǎo)㊙️證流量(liàng)計的.上(shàng)下遊足(zú)夠的直(zhi)管段;圖(tú)中B爲在(zai)長的水(shui)平放空(kong)✏️管道上(shàng)，在流量(liang)計的下(xia)遊側設(she)計略微(wei).上🏃升的(de)管🐉道部(bù)分再放(fàng)空;圖中(zhong)C爲敞開(kāi)式供水(shuǐ)或排放(fàng)，将流量(liang)計安裝(zhuāng)在管道(dao)的較低(di)或爬坡(pō)部分。三(san)種安📱裝(zhuāng)方式以(yǐ)确⛱️保通(tong)過流量(liàng)計的管(guan)道完全(quán)充滿液(yè)體，從而(er)達到測(ce)量🚶‍♀️的正(zhèng)确率。
 
3結束語(yu)
　　在水電(diàn)廠中,流(liu)量信号(hao)是水輪(lún)發電機(ji)組重要(yao)的參考(kǎo)監🥵視量(liang)，流量計(jì)數量大(dà)，對各類(lei)型流量(liàng)計進行(háng)準确選(xuan)型和🌈功(gong)能⁉️配置(zhi)，按安裝(zhuāng)标準進(jin)行安裝(zhuāng),能保證(zhèng)流量計(jì)的運行(háng)穩定性(xìng),降低故(gù)障率,穩(wen)定可信(xin)的流量(liàng)信号可(ke)參與到(dào)設備的(de)邏輯控(kong)制中，流(liú)量計運(yùn)行的穩(wen)定性和(he)💃經濟性(xìng)較高，能(néng)保證機(ji)組安全(quan)穩定運(yùn)💰行。

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