摘要(yao):本文分(fen)析了某(mou)巨型水(shui)電站在(zai)用流量(liang)計 的運(yun)行現狀(zhuang)，總結了(le)各類流(liu)量計的(de)原理功(gong)能，結合(he)管道🈲測(ce)流技🏃術(shu)的發展(zhan)，針對流(liu)量計的(de)功能選(xuan)用、安🔴裝(zhuang)要求等(deng)，打造❌滿(man)足标準(zhun)📐要求的(de)水電站(zhan)流量應(ying)用方案(an)，具🌈有行(hang)業推廣(guang)價值。
0引(yin)言
　　在生(sheng)産和科(ke)學研究(jiu)試驗中(zhong)，流量是(shi)一個很(hen)重要的(de)參🔅數，流(liu)量檢測(ce)的專用(yong)儀表是(shi)安全生(sheng)産、節能(neng)降耗、提(ti)高經濟(ji)效益和(he)管理水(shui)平的重(zhong)要工具(ju)。管道測(ce)流🌍技術(shu)當前發(fa)展🌈成熟(shu)， 管道流(liu)量計 測(ce)量原理(li)多種，可(ke)滿足不(bu)同生産(chan)工況需(xu)求"。
　　當前(qian)巨型水(shui)電站各(ge)類流量(liang)計種類(lei)繁多，流(liu)量計累(lei)計有1900多(duo)🔞台，就💃🏻流(liu)量計的(de)測量原(yuan)理分有(you)電磁式(shi)、差壓式(shi)、熱導式(shi)、超聲波(bo)多種，就(jiu)測量的(de)介質主(zhu)要有油(you)、水兩種(zhong)。其中油(you)流❌量主(zhu)要是測(ce)量💯水輪(lun)發電機(ji)機組上(shang)導、推導(dao)、水導軸(zhou)承汽輪(lun)機油管(guan)道流量(liang)及機組(zu)高壓油(you)頂起系(xi)統的油(you)流量，水(shui)流量主(zhu)要是測(ce)量機組(zu)各部軸(zhou)承和主(zhu)變☀️壓器(qi)的冷卻(que)水(江水(shui))、主軸密(mi)封水(清(qing)潔水)、發(fa)電機純(chun)水(不導(dao)電介質(zhi))流量等(deng)。因流量(liang)計随不(bu)❤️同主機(ji)廠家機(ji)組配套(tao)，規格型(xing)号不同(tong)，差異化(hua)較大，所(suo)以有着(zhe)流量計(ji)的功能(neng)不明确(que)、配置存(cun)在不合(he)理、安裝(zhuang)不符合(he)産品安(an)裝要求(qiu)的諸多(duo)問題，導(dao)緻流量(liang)檢測的(de)正确率(lü)有偏差(cha)，無法滿(man)足機組(zu)流量檢(jian)測的要(yao)🔴求。如測(ce)量機組(zu)冷卻水(shui)的😍電磁(ci)式流量(liang)計管路(lu)的直管(guan)段較短(duan)，導緻管(guan)路無法(fa)滿管測(ce)量‼️;測量(liang)機組水(shui)導外循(xun)環油的(de)超聲波(bo)流量計(ji)安裝于(yu)油過濾(lü)器的後(hou)端，因油(you)經過濾(lü)器後産(chan)生氣泡(pao)，導緻 超(chao)聲波流(liu)量計 長(zhang)時間無(wu)法檢測(ce)到流量(liang);測量機(ji)組推導(dao)軸承冷(leng)卻水采(cai)用熱導(dao)式流量(liang)計，因流(liu)量計的(de)探頭長(zhang)期浸泡(pao)💘于江‼️水(shui)中而結(jie)垢，導緻(zhi)流量計(ji)測量值(zhi)遠小于(yu)實際值(zhi)2。
　　本文對(dui)主要流(liu)量計的(de)測量原(yuan)理進行(hang)深入分(fen)析，總結(jie)明确🚶出(chu)✂️各✔️類流(liu)量計的(de)功能選(xuan)型、正确(que)的安裝(zhuang)方✊式等(deng)，打造出(chu)适用于(yu)巨型水(shui)電站的(de)優化流(liu)量應用(yong)方案。
1流(liu)量計測(ce)量原理(li)探究
1.1電(dian)磁流量(liang)計
　　電磁(ci)流量計(ji) 的測量(liang)原理是(shi)基于法(fa)拉第電(dian)磁感應(ying)定律，當(dang)被測導(dao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻電流體(ti)在磁場(chang)中沿垂(chui)直磁力(li)線方向(xiang)流動而(er)切💁割磁(ci)力線時(shi)，在對稱(cheng)安裝在(zai)流通管(guan)道兩側(ce)的電極(ji)上将産(chan)生感應(ying)電勢,此(ci)電勢與(yu)流體的(de)☂️流速成(cheng)正比(見(jian)圖1)。通過(guo)如下公(gong)式計算(suan)出流量(liang):
 
式(shi)中:
E一感(gan)應電勢(shi);
K一與磁(ci)場分布(bu)及軸向(xiang)相關的(de)系數;
B一(yi)磁感應(ying)強度;
V-導(dao)電液體(ti)平均流(liu)速;
D一電(dian)極間距(ju)(流量計(ji)導管内(nei)徑)凹。
　　電(dian)磁流量(liang)計壓力(li)損失小(xiao)、流量測(ce)量範圍(wei)大，反應(ying)迅速。應(ying)用🈲的💃🏻局(ju)限性是(shi)隻能測(ce)量導電(dian)介質的(de)液體流(liu)量，在✌️水(shui)電🏃🏻‍♂️站可(ke)測量機(ji)組各部(bu)軸承和(he)主變壓(ya)器的冷(leng)卻水(江(jiang)水)和主(zhu)軸密封(feng)水(清潔(jie)水),因水(shui)電站各(ge)部軸承(cheng)冷卻水(shui)都具有(you)正反向(xiang)供水功(gong)能，可選(xuan)用具備(bei)正反向(xiang)測量功(gong)能的電(dian)磁流量(liang)計，并且(qie)因江水(shui)雜質🈲較(jiao)多，易造(zao)成🛀流量(liang)計的檢(jian)測電極(ji)結垢污(wu)染，将對(dui)測量造(zao)成較大(da)影響，可(ke)選用電(dian)極可清(qing)洗的流(liu)量計，
1.2熱(re)導式流(liu)量計
　　熱(re)導式流(liu)量計采(cai)用熱交(jiao)換原理(li)，流量計(ji)探頭配(pei)置了發(fa)熱模♈塊(kuai)和感熱(re)模塊，根(gen)據示流(liu)器的熱(re)量傳導(dao)與被測(ce)流體流(liu)速的㊙️比(bi)例關系(xi)，檢測出(chu)流體的(de)流速(見(jian)圖2)41。
 
　　熱導(dao)式流量(liang)計一般(ban)爲插入(ru)式安裝(zhuang)，适用于(yu)多種流(liu)量計質(zhi)，使用範(fan)圍較寬(kuan)，量程比(bi)大于10:1。應(ying)用的局(ju)限性🐇是(shi)測量的(de)精度較(jiao)難以保(bao)證，因測(ce)量的熱(re)導部分(fen)被結垢(gou)污染後(hou)對測量(liang)的精度(du)影響加(jia)大，在水(shui)電站可(ke)測量機(ji)組各部(bu)軸承的(de)油流量(liang)，作管路(lu)油流動(dong)的基🤟本(ben)示流開(kai)關用，因(yin)測量精(jing)👈度難以(yi)達到要(yao)求，不建(jian)議采用(yong)爲如循(xun)環油泵(beng)邏輯控(kong)制的油(you)流條件(jian)，也不适(shi)用于測(ce)量機組(zu)高壓油(you)系統的(de)高速油(you)流圖。
1.3超(chao)聲波流(liu)量計
　　超(chao)聲波流(liu)量計的(de)測量方(fang)法可分(fen)爲:時差(cha)法、多譜(pu)勒效應(ying)法、波束(shu)💔偏移法(fa)、相關法(fa)、噪聲法(fa)。當前用(yong)得最多(duo)的是時(shi)差法和(he)多譜勒(le)效應法(fa)間。
　　時差(cha)檢測法(fa)原理爲(wei)超聲波(bo)脈沖在(zai)上下遊(you)的兩側(ce)傳✊感器(qi)間來回(hui)傳播，當(dang)有流體(ti)流動時(shi)，由于向(xiang)下遊方(fang)向的信(xin)号傳播(bo)時間比(bi)向.上遊(you)方向的(de)短，根據(ju)時差與(yu)流🚩體速(su)度成正(zheng)比關系(xi)，檢🔞測出(chu)流🧡體的(de)流速和(he)方向，見(jian)圖㊙️3。
 
Vm----介質(zhi)流速;
Cm----介(jie)質中的(de)聲速;
α----傳(chuan)感器A/B間(jian)與管道(dao)水平中(zhong)心線間(jian)的夾角(jiao);
TB-A----傳感器(qi)B至A的時(shi)間;
TA-B----傳感(gan)器A至B的(de)時間。
　　 超(chao)聲波流(liu)量計爲(wei)非接觸(chu)式測量(liang)方式，傳(chuan)感器不(bu)與被🤟測(ce)介質⛹🏻‍♀️接(jie)觸，無壓(ya)損，使用(yong)壽命較(jiao)長，設備(bei)維護量(liang)較小。既(ji)可管道(dao)固定🔱式(shi)安裝，也(ye)可移動(dong)便攜式(shi)測量(必(bi)須爲金(jin)屬管🏃道(dao)、塑料🎯管(guan)道及其(qi)他透聲(sheng)材料的(de)管🔆道)。在(zai)水電廠(chang)可用作(zuo)各類水(shui)、油管路(lu)的流量(liang)測量，超(chao)🥵聲波流(liu)量計不(bu)适用于(yu)測🈚量管(guan)路中的(de)流量介(jie)質有氣(qi)泡的環(huan)境，所以(yi)不宜測(ce)量目🍉數(shu)較細的(de)油過🍉濾(lü)器🙇‍♀️管路(lu),同樣也(ye)不适用(yong)于測量(liang)機組高(gao)壓油系(xi)統的高(gao)速油流(liu)。
1.4差壓流(liu)量計
　　 差(cha)壓流量(liang)計 的測(ce)量原理(li)爲在流(liu)量計的(de)管道中(zhong)部配置(zhi)節流部(bu)件，當🏃🏻‍♂️滿(man)管的🙇🏻流(liu)體流經(jing)節流件(jian)時，流束(shu)形成局(ju)部的收(shou)縮,流速(su)增大，而(er)靜壓力(li)降低，在(zai)節流件(jian)前後産(chan)生--定的(de)壓力差(cha)。根據流(liu)體的流(liu)速與差(cha)壓🈚值的(de)比例關(guan)系，檢測(ce)出流體(ti)的流速(su)。圖4爲差(cha)壓流量(liang)計測量(liang)原理🏃。
 
　　差壓(ya)流量計(ji)運用最(zui)爲廣泛(fan)，性能穩(wen)定可靠(kao)，使用壽(shou)命💋長，其(qi)🔱局限是(shi)壓損大(da)，不太适(shi)用于小(xiao)流量的(de)環境，範(fan)圍度窄(zhai)，僅3:1-4:1。在🔆水(shui)電廠特(te)别适用(yong)于有循(xun)環油泵(beng)管路的(de)較大油(you)流量測(ce)量，但也(ye)不适用(yong)于對機(ji)組高壓(ya)油系統(tong)的幾十(shi)兆帕📱的(de)高速油(you)流進行(hang)油流模(mo)拟量❓準(zhun)确測量(liang)。
1.5活塞式(shi)流量開(kai)關
　　活塞(sai)式流量(liang)開關的(de)檢測原(yuan)理是當(dang)流體按(an)指示方(fang)向✨流過(guo)管道♌時(shi)，推動彈(dan)簧支撐(cheng)并安裝(zhuang)有永久(jiu)磁鐵🐆的(de)活🥵塞，從(cong)而驅💰動(dong)幹簧管(guan)開關磁(ci)性開關(guan)在設定(ding)流量上(shang)動作,輸(shu)出開關(guan)信❤️号。活(huo)塞式流(liu)量👌開關(guan)設定流(liu)量範圍(wei)大、調整(zheng)方便,廣(guang)泛用于(yu)水、氣、油(you)等介質(zhi)測量。有(you)低壓降(jiang)、耐🔴壓高(gao)等優點(dian)，狀态隻(zhi)取決🈚于(yu)流量，而(er)與❓壓力(li)無關，并(bing)且對壓(ya)力的峰(feng)值不再(zai)敏感，在(zai)水電廠(chang)‘可解決(jue)于機組(zu)高壓油(you)的高速(su)油流檢(jian)測難點(dian)。
2流量計(ji)的安裝(zhuang)标準
　　當(dang)前巨型(xing)水電站(zhan)流量計(ji)在低經(jing)濟性和(he)附加值(zhi)下運行(hang)的🔴原因(yin)除了功(gong)能不明(ming)确、配置(zhi)不合理(li)外，最主(zhu)要就是(shi)安裝不(bu)符合産(chan)品安裝(zhuang)要求和(he)相關标(biao)準，導緻(zhi)流量📞計(ji)故障率(lü)較高、測(ce)量不準(zhun)确。
2.1流量(liang)計的通(tong)徑和量(liang)程選擇(ze)
　　流量計(ji)首先需(xu)要确定(ding)它的通(tong)徑和測(ce)量範圍(wei)，即确👣定(ding)❗傳感器(qi)内流體(ti)的流速(su)範圍，流(liu)量計量(liang)程範圍(wei)的選擇(ze)對提🐇高(gao)流量計(ji)工作的(de)可靠性(xing)及精度(du)有較大(da)關系，根(gen)據不低(di)于預計(ji)🥰的最大(da)流量值(zhi)的原則(ze)選擇滿(man)量程，正(zheng)常常用(yong)流量最(zui)好不⭐超(chao)過滿量(liang)程50%，這樣(yang)可獲得(de)較高的(de)測量精(jing)度”。
　　流量(liang)計通常(chang)選用與(yu)工藝相(xiang)同的通(tong)徑或者(zhe)略小些(xie)，在流量(liang)👨‍❤️‍👨選定的(de)情況下(xia)，通徑的(de)選擇是(shi)根據不(bu)同的測(ce)量對象(xiang)以及🏃‍♀️流(liu)量計測(ce)量管内(nei)流速的(de)大小來(lai)确定。流(liu)量計所(suo)測流體(ti)的流速(su)，需考慮(lü)管路中(zhong)流體的(de)流速與(yu)壓頭損(sun)失的關(guan)系。在确(que)定流速(su)後💋,流量(liang)計的通(tong)徑可根(gen)據如"下(xia)關系式(shi)确定:
 
式(shi)中:
d-流量(liang)計通徑(jing)，mm;
Q一體積(ji)流量，m/s。
2.2流(liu)量計接(jie)地
　　流量(liang)計的正(zheng)确可靠(kao)接地對(dui)流量計(ji)的正常(chang)運行至(zhi)關重要(yao)🐇:
(1)給信号(hao)源參考(kao)用的零(ling)電位;
(2)使(shi)被測流(liu)體與可(ke)靠的接(jie)地體相(xiang)連通;
(3)滿(man)足相應(ying)的安全(quan)性要求(qiu)(如雷擊(ji)等);
(4)抗外(wai)界幹擾(rao)措施(如(ru)屏蔽等(deng))。
　　接地點(dian)離傳感(gan)器的距(ju)離盡可(ke)能短，必(bi)須與可(ke)靠接地(di)體直接(jie)相連，不(bu)能與其(qi)他設備(bei)接地點(dian)相連接(jie)，接🐅地電(dian)阻≤10Ω,電磁(ci)流🔞量計(ji)的外殼(ke)、電纜屏(ping)蔽線、測(ce)量管路(lu)的兩端(duan)都需單(dan)🏃獨可靠(kao)接地，絕(jue)不能接(jie)在電動(dong)機等公(gong)用地線(xian)或上下(xia)水管道(dao)上，準⛹🏻‍♀️确(que)接地如(ru)圖5所示(shi);如流量(liang)計的轉(zhuan)換器部(bu)分已通(tong)過電纜(lan)線接地(di)，就毋須(xu)再另行(hang)接地，以(yi)避免因(yin)電位差(cha)而造成(cheng)幹擾。流(liu)✊量計配(pei)備接地(di)環的接(jie)地方法(fa)💃:如工藝(yi)管🌐道爲(wei)絕緣材(cai)質，則🤩必(bi)須配置(zhi)接地環(huan)可靠接(jie)地，來穩(wen)定邊界(jie)條件，提(ti)高測量(liang)穩定性(xing)和精度(du)，如圖6所(suo)示。
2.3流量(liang)計的安(an)裝管路(lu)标準
　　流(liu)量計的(de)精準測(ce)量必須(xu)保證滿(man)管測量(liang)狀态，在(zai)水電站(zhan)🌍中，導🏃🏻‍♂️緻(zhi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼非滿管(guan)的流量(liang)計管路(lu)常見錯(cuo)誤安裝(zhuang)位置示(shi)意✨圖如(ru)圖7所示(shi)。圖中A爲(wei)流量計(ji)直接安(an)裝在閘(zha)閥前後(hou)，圖中B爲(wei)流量計(ji)安裝在(zai)放空管(guan)路的長(zhang)水平管(guan)路上，圖(tu)中C爲流(liu)量計安(an)裝在放(fang)空管路(lu)高處和(he)垂直排(pai)放段。此(ci)三種都(dou)将導緻(zhi)管路内(nei)介質爲(wei)非滿管(guan)狀态，從(cong)而影響(xiang)測量的(de)精度圖(tu)。
　　在GB/T18659--2002《封閉(bi)管道中(zhong)導電液(ye)體流量(liang)的測量(liang)電磁流(liu)量計性(xing)能》中規(gui)🚶定上遊(you)10D(D爲流量(liang)計通徑(jing))，下遊5D。
 
　　在(zai)DL/T1107-2009《水電廠(chang)自動化(hua)元件基(ji)本技術(shu)條件》中(zhong)規定:
(1)機(ji)械式流(liu)量開關(guan):上下遊(you)5D;
(2)熱導式(shi)流量開(kai)關:上下(xia)遊4D;
(3)電磁(ci)式流量(liang)計:上遊(you)10D、下遊5D。
　　在(zai)ISO和鑒定(ding)規格号(hao)中對各(ge)類閥組(zu)、管路标(biao)準如表(biao)I所示。
　　流(liu)量計管(guan)路正确(que)規範的(de)管路如(ru)圖8所示(shi)，圖中A爲(wei)保證流(liu)量計的(de).上下遊(you)足夠的(de)直管段(duan);圖中B爲(wei)在長的(de)🌍水平放(fang)空‼️管道(dao)上，在流(liu)量計的(de)下遊側(ce)設計略(lue)微.上🌈升(sheng)的管道(dao)部分再(zai)放空;圖(tu)中C爲敞(chang)開式供(gong)水或排(pai)放，将流(liu)量計安(an)裝在管(guan)道的較(jiao)低或爬(pa)坡部分(fen)。三種安(an)裝方式(shi)以确保(bao)通過流(liu)量計的(de)管道完(wan)全充滿(man)液體，從(cong)而達到(dao)測量🔞的(de)正确率(lü)。
 
3結束(shu)語
　　在水(shui)電廠中(zhong),流量信(xin)号是水(shui)輪發電(dian)機組重(zhong)要的參(can)🏃🏻‍♂️考監視(shi)量，流量(liang)計數量(liang)大，對各(ge)類型流(liu)量計進(jin)行準确(que)選型和(he)功能配(pei)置，按安(an)裝标準(zhun)進行安(an)裝,能保(bao)證💚流量(liang)計的運(yun)行穩定(ding)性,降低(di)故障率(lü),穩定可(ke)信的流(liu)量信号(hao)可參與(yu)到設備(bei)的邏輯(ji)控制中(zhong)，流量計(ji)運行🈚的(de)穩定性(xing)和經濟(ji)性較高(gao)，能保證(zheng)機組🐅安(an)全穩定(ding)運行。

本(ben)文來源(yuan)于網絡(luo),如有侵(qin)權聯系(xi)即删除(chu)！