摘要:本(běn)文分析(xi)了某巨(ju)型水電(diàn)站在用(yong)流量計(ji) 的運行(hang)現狀，總(zǒng)結了各(ge)類流量(liang)計的原(yuan)理功能(néng)，結合管(guan)道測流(liu)技術的(de)發展，針(zhen)對流量(liàng)計的功(gong)能選用(yong)、安裝要(yao)🧡求等，打(da)造滿足(zú)标準要(yao)求的水(shuǐ)電站流(liu)量應用(yòng)方案，具(ju)有行業(ye)推廣價(jia)值。
0引言(yan)
　　在生産(chǎn)和科學(xue)研究試(shi)驗中，流(liú)量是一(yī)個很重(zhong)要的參(can)數，流量(liàng)檢測的(de)專用儀(yi)表是安(ān)全生産(chǎn)、節能降(jiang)耗、提高(gao)經濟👈效(xiào)益和管(guǎn)⭕理水🐕平(píng)的重要(yào)工具。管(guan)道測流(liú)技術當(dang)前發展(zhan)🔞成熟， 管(guǎn)道流量(liàng)計 測量(liàng)原理多(duō)種，可滿(mǎn)足不同(tong)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(liang)計累計(ji)🔴有1900多台(tai)，就流量(liàng)計的測(ce)量原理(li)分有電(dian)磁式、差(cha)壓式、熱(rè)🌈導式📧、超(chao)聲波多(duō)種，就💯測(cè)量的介(jiè)質主要(yào)有油、水(shuǐ)兩種。其(qi)🙇🏻中油流(liu)量主要(yào)是測量(liàng)水輪發(fa)電機機(jī)組上導(dǎo)、推導、水(shuǐ)導軸承(cheng)汽🈚輪機(jī)油管📧道(dao)流量及(ji)機組高(gāo)壓油頂(ding)起系統(tong)☂️的油流(liu)量，水流(liú)量主要(yào)是👣測量(liàng)機組各(ge)部軸承(chéng)和主變(bian)壓器的(de)冷卻水(shuǐ)(江水)、主(zhu)軸密封(fēng)🚶‍♀️水(清潔(jie)水)、發電(diàn)機純水(shuǐ)(不導電(dian)介質)流(liu)量等。因(yin)流量計(ji)随不同(tóng)主機廠(chang)家機組(zǔ)配套，規(guī)格型号(hao)不同，差(cha)異化較(jiào)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(bú)符合産(chan)品安裝(zhuāng)要求的(de)諸多問(wen)題，導緻(zhi)流量檢(jian)測的正(zheng)确率有(you)偏差，無(wú)法滿足(zu)機組流(liú)量檢測(ce)💁的要求(qiu)。如測量(liang)機組冷(lěng)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(liang)❗;測量機(jī)組✂️水導(dao)外循環(huán)油的超(chao)聲波流(liu)量計安(an)裝于油(you)過濾器(qì)的後端(duan)，因油經(jing)過濾器(qì)後産生(shēng)氣泡，導(dǎo)緻 超聲(shēng)波流量(liang)計 長時(shí)間無法(fa)檢測到(dào)流量;測(cè)量機組(zǔ)推導軸(zhou)承冷卻(que)水👌采用(yong)熱導式(shi)流量計(ji)，因流量(liang)計的探(tàn)頭長期(qi)浸泡于(yu)江水中(zhōng)而結垢(gou)，導⛱️緻流(liú)量計測(cè)量值遠(yuǎn)小于實(shí)際值2。
　　本(běn)文對主(zhǔ)要流量(liàng)計的測(ce)量原理(li)進行深(shēn)入分析(xī)，總結明(míng)确出各(ge)類流量(liang)計的功(gong)能選型(xing)、正确的(de)安裝方(fāng)式等，打(da)造🧡出适(shì)🈲用于巨(jù)型水電(diàn)站的優(you)化流量(liàng)應用方(fāng)案。
1流量(liàng)計測量(liàng)原理探(tàn)究
1.1電磁(ci)流量計(ji)
　　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(ding)律，當被(bei)測🌈導電(dian)流體在(zai)磁場中(zhong)沿垂直(zhi)磁力線(xian)方向流(liu)動而切(qie)割磁力(li)線時，在(zai)🈲對稱安(ān)裝❄️在流(liú)通管道(dào)兩側的(de)電極上(shàng)将産生(sheng)感應電(dian)勢,此電(dian)勢與流(liú)體的流(liu)速成正(zheng)比🔞(見圖(tú)1)。通過如(rú)下公式(shì)計算出(chū)流量:
 
式中(zhōng):
E一感應(yīng)電勢;
K一(yi)與磁場(chǎng)分布及(jí)軸向相(xiang)關的系(xi)數;
B一磁(cí)感應強(qiáng)度;
V-導電(dian)液體平(píng)均流速(sù);
D一電極(jí)間距(流(liu)量計導(dao)管内徑(jing))凹。
　　電磁(ci)流量計(jì)壓力損(sǔn)失小、流(liú)量測量(liàng)範圍大(dà)，反應迅(xun)速💃🏻。應用(yong)的☂️局限(xian)性是隻(zhī)能測量(liang)導電介(jie)質的液(ye)體流量(liang)，在水電(dian)站可🛀🏻測(cè)量機組(zǔ)♌各部軸(zhou)承和主(zhu)變壓器(qì)的🔞冷卻(que)水(江水(shuǐ))和主軸(zhou)密封水(shuǐ)(清潔水(shui)),因水電(diàn)站各部(bù)軸承冷(lěng)卻水都(dōu)具有正(zheng)反向供(gong)水功能(néng)，可選用(yòng)具備🐉正(zheng)反向測(cè)量功能(néng)的電磁(ci)🐉流量計(ji)，并且因(yin)江水雜(zá)質較多(duo)，易造成(cheng)🏃‍♂️流量計(ji)的檢測(cè)電極結(jié)垢污染(ran)，将對測(ce)量造成(chéng)較大影(ying)響，可選(xuǎn)用電極(ji)可清洗(xi)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(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(ju)示流器(qi)的熱量(liàng)傳導與(yǔ)被💛測流(liu)體流🌍速(su)的比例(li)關系，檢(jian)測出流(liú)體的流(liu)速(見圖(tu)2)41。
 
　　熱導式(shi)流量計(jì)一般爲(wei)插入式(shi)安裝，适(shì)用于多(duō)種流量(liàng)計質😄，使(shǐ)🏃🏻用✊範圍(wei)較寬，量(liàng)程比大(dà)于10:1。應用(yòng)的局限(xian)性是測(ce)🍉量的精(jīng)度較難(nan)以保證(zheng)，因測量(liàng)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(dà)，在水電(diàn)站可測(ce)量機組(zu)各部軸(zhou)承的油(yóu)流量🤟，作(zuo)管路油(you)流動的(de)基本示(shì)流開關(guan)用，因測(cè)量精度(dù)難以達(dá)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(gao)速油流(liu)圖。
1.3超聲(shēng)波流量(liàng)計
　　超聲(shēng)波流量(liang)計的測(ce)量方法(fǎ)可分爲(wei):時差法(fa)、多譜勒(le)效應法(fa)、波束偏(piān)移法、相(xiàng)關法、噪(zào)聲法。當(dāng)前用得(de)最多的(de)是時差(cha)法和多(duo)譜✏️勒效(xiao)應法間(jiān)。
　　時差檢(jiǎn)測法原(yuán)理爲超(chao)聲波脈(mo)沖在上(shang)下遊的(de)兩側傳(chuán)感器間(jian)來回傳(chuan)播，當有(you)流體流(liu)動時，由(you)于向下(xia)遊方向(xiàng)的信☔号(hao)傳播時(shi)間比向(xiàng).上遊方(fāng)向的短(duan)，根據時(shi)差與流(liú)♌體速度(dù)成正比(bi)關系，檢(jian)測出流(liu)🈲體的流(liu)速和🌈方(fang)向，見圖(tu)3。
 
Vm----介質流(liú)速;
Cm----介質(zhi)中的聲(shēng)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(jian);
TA-B----傳感器(qì)A至B的時(shí)間。
　　 超聲(sheng)波流量(liang)計爲非(fei)接觸式(shi)測量方(fāng)式，傳感(gan)器不與(yu)被測❄️介(jiè)質接觸(chù)，無壓損(sun)，使用壽(shou)命較長(zhang)，設備維(wéi)護量較(jiao)小。既可(kě)管道固(gù)定♉式安(ān)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(ta)透聲材(cái)料的管(guǎn)道)。在水(shuǐ)電廠可(kě)用作各(ge)類水、油(yóu)管路的(de)流量測(cè)量，超聲(sheng)波流量(liang)計不适(shi)用于測(cè)量管路(lù)中的流(liú)量介質(zhì)有💰氣泡(pao)的環境(jìng)，所以不(bú)宜測量(liang)目數較(jiao)細的油(yóu)過濾器(qi)管路,同(tong)樣也不(bu)适用于(yú)測量機(ji)組高壓(ya)油系統(tǒng)的高速(su)🍉油流。
1.4差(cha)壓流量(liang)計
　　 差壓(ya)流量計(ji) 的測量(liàng)原理爲(wèi)在流量(liàng)計的管(guan)道中部(bu)配置節(jie)流部件(jiàn)，當滿♉管(guan)💋的流體(ti)流經節(jiē)流件時(shi)，流束形(xing)成局部(bù)的收縮(suō),流速💯增(zēng)大📱，而靜(jing)🛀壓力降(jiàng)低，在節(jiē)流件前(qian)後産生(shēng)--定的壓(ya)力差。根(gēn)據流體(ti)👉的流速(su)與差壓(ya)值的比(bi)例關系(xì)，檢測出(chū)流體的(de)流速。圖(tu)4爲差壓(ya)流量計(ji)測量原(yuan)理。
 
　　差壓流(liú)量計運(yun)用最爲(wei)廣泛，性(xìng)能穩定(dìng)可靠，使(shǐ)用壽命(mìng)長，其局(ju)限是壓(yā)損大，不(bu)太适用(yòng)于小流(liú)量的環(huán)境，範圍(wei)度窄，僅(jin)3:1-4:1。在🔴水電(diàn)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(liang)，但也不(bú)适用于(yu)對機組(zǔ)高壓🎯油(yóu)系統的(de)幾十兆(zhao)帕的高(gāo)速油流(liú)進行油(yóu)流模拟(ni)量準确(que)測量。
1.5活(huo)塞式流(liú)量開關(guān)
　　活塞式(shì)流量開(kai)關的檢(jian)測原理(li)是當流(liu)體按指(zhi)示方向(xiang)☔流過✔️管(guan)道時，推(tuī)動彈簧(huáng)支撐并(bing)安裝有(yǒu)永久磁(cí)鐵🏃🏻‍♂️的活(huó)塞，從而(er)驅動幹(gan)簧管開(kai)關磁性(xing)開關在(zài)設定流(liu)量上動(dong)作,輸出(chū)開關信(xin)🧡号。活塞(sai)式流量(liàng)開關設(shè)定流🌈量(liàng)範圍大(da)、調整方(fang)便👣,廣泛(fàn)用于水(shuǐ)、氣、油等(deng)介質測(ce)量。有低(dī)壓降、耐(nài)壓高等(děng)優點，狀(zhuang)态隻取(qu)決于流(liú)量，而與(yu)壓力無(wu)關，并👌且(qie)對壓力(lì)的峰值(zhí)不再敏(mǐn)感，在水(shuǐ)電廠‘可(kě)解決于(yu)🌏機組高(gāo)壓油的(de)高速油(you)流檢測(ce)難點。
2流(liú)量計的(de)安裝标(biāo)準
　　當前(qian)巨型水(shuǐ)電站流(liu)量計在(zài)低經濟(ji)性和附(fu)加值下(xia)運👉行的(de)原✊因除(chú)了功能(neng)不明确(que)、配置不(bú)合理外(wài)，最主要(yào)就是安(an)裝不符(fú)合産品(pin)安裝要(yào)求和相(xiàng)關标準(zhun)，導緻流(liú)量計故(gù)障率較(jiao)高⭕、測量(liang)不準确(que)。
2.1流量計(ji)的通徑(jìng)和量程(cheng)選擇
　　流(liu)量計首(shou)先需要(yào)确定它(ta)的通徑(jing)和測量(liang)範圍，即(jí)确定❄️傳(chuan)感器内(nèi)流體的(de)流速範(fàn)圍，流量(liàng)計量程(chéng)範圍的(de)選擇對(dui)提高流(liu)量計工(gōng)作💋的可(kě)靠性及(ji)精度有(you)較大關(guān)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(cháng)常用流(liú)量最好(hǎo)不🐆超過(guo)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(luè)小些，在(zai)流量🏃‍♂️選(xuan)定的情(qíng)況下，通(tong)徑的選(xuan)擇是根(gen)據不同(tóng)的測量(liàng)對象以(yi)及流量(liàng)計測量(liàng)管内流(liu)速的大(dà)小來确(que)定。流量(liàng)計所測(cè)流體的(de)流速，需(xū)考慮管(guan)路中流(liú)體的流(liú)速與壓(ya)頭損失(shi)的✂️關系(xi)。在确定(ding)流速後(hou),流量計(ji)的通徑(jìng)可根據(jù)如"下關(guan)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(liang)計接地(dì)
　　流量計(jì)的正确(què)可靠接(jie)地對流(liú)量計的(de)正常運(yun)行至關(guan)🐅重🐅要:
(1)給(gei)信号源(yuán)參考用(yong)的零電(dian)位;
(2)使被(bèi)測流體(ti)與可靠(kao)的接地(di)體相連(lián)通;
(3)滿足(zu)相應的(de)安全性(xing)要求(如(ru)雷擊等(děng));
(4)抗外界(jiè)幹擾措(cuo)施(如屏(píng)蔽等)。
　　接(jie)地點離(li)傳感器(qì)的距離(lí)盡可能(neng)短，必須(xu)與可靠(kào)接地體(tǐ)🆚直接相(xiàng)連，不能(néng)與其他(ta)設備接(jie)地點相(xiang)連接，接(jie)地電阻(zǔ)≤10Ω,電磁流(liu)📧量計的(de)外殼、電(diàn)纜屏蔽(bì)線、測量(liang)管路的(de)兩端🌏都(dou)需單獨(dú)可靠接(jiē)地，絕不(bú)能接在(zài)電動機(ji)等公用(yong)地線♻️或(huò)上下水(shuǐ)管道上(shang)，準确接(jiē)地如圖(tu)5所示;如(rú)流量計(jì)的轉換(huan)器部分(fen)已✍️通過(guò)電纜線(xiàn)接地，就(jiu)毋須再(zai)另行接(jiē)地，以避(bi)免因電(diàn)位差🌏而(ér)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(jue)緣材質(zhì)，則必須(xu)配置接(jie)地環可(kě)靠接地(di)，來穩定(ding)💋邊界條(tiao)件，提✊高(gāo)測量穩(wěn)🌈定性和(he)精度⭕，如(rú)圖6所✂️示(shi)。
2.3流量計(ji)的安裝(zhuāng)管路标(biao)準
　　流量(liàng)計的精(jīng)準測量(liàng)必須保(bao)證滿管(guǎn)測量狀(zhuang)态，在水(shui)💛電站中(zhōng)，導緻非(fēi)滿管的(de)流量計(ji)管路常(chang)見錯誤(wù)安裝位(wei)置示意(yi)圖如圖(tu)7所🙇‍♀️示。圖(tu)中A爲流(liú)量計直(zhí)接安裝(zhuang)在閘閥(fá)前❤️後，圖(tú)中🌐B爲流(liú)量計安(an)裝在放(fang)空管路(lu)的長水(shui)平管路(lù)上，圖中(zhong)C爲流量(liàng)計安裝(zhuang)在放空(kong)管路高(gāo)處和㊙️垂(chui)直排放(fang)段。此三(sān)種都将(jiāng)導緻管(guan)路内介(jie)質爲非(fei)滿管狀(zhuàng)态，從而(er)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(néng)》中規定(dìng)上遊10D(D爲(wei)流量計(jì)通徑)，下(xià)遊5D。
 
　　在DL/T1107-2009《水(shui)電廠自(zi)動化元(yuán)件基本(běn)技術條(tiáo)件》中規(gui)定:
(1)機械(xiè)式流量(liàng)開關:上(shàng)下遊5D;
(2)熱(rè)導式流(liú)量開關(guan):上下遊(yóu)4D;
(3)電磁式(shì)流量計(jì):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(zhǔn)如表I所(suo)示。
　　流量(liàng)計管路(lu)正确規(gui)範的管(guan)路如圖(tu)8所示，圖(tu)中A爲保(bǎo)證流量(liang)計💜的.上(shàng)下遊足(zu)夠的直(zhí)管段;圖(tú)中B爲在(zai)長的水(shui)平放空(kong)管道上(shang)，在🐇流量(liang)🌍計的下(xià)遊側設(shè)計略微(wei).上升的(de)管道部(bù)分再放(fang)空;圖中(zhong)C爲敞開(kai)式供水(shui)或排放(fàng)♈，将流量(liang)計安裝(zhuāng)在管道(dao)的較低(dī)或爬坡(pō)部分。三(san)種安❌裝(zhuāng)方式以(yi)确保通(tōng)過流量(liang)☁️計的管(guan)道完全(quán)充滿液(yè)體👉，從而(er)達到測(cè)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(jī)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(liang)計進行(hang)準确選(xuǎn)型和功(gōng)能配置(zhi)，按安裝(zhuang)标準進(jin)行安裝(zhuang),能保證(zhèng)流量計(jì)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(wěn)定性和(hé)🙇🏻經濟性(xìng)較高，能(neng)保證機(jī)組安全(quan)穩定運(yun)行。

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