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

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