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中国计量院超大口径流量计破解三峡计量难题

行业聚焦点中国仪表网2014年10月28日 17:24人气:4823

  【中国仪表网 行业聚焦点】三峡水电站是世界上规模最大的水电站,也是中国有史以来建设最大型的工程项目。32台水轮发电机组,总装机容量2250万千瓦。“大”让三峡水电站年发电量可以达到846.8亿千瓦时,可替代燃煤4000~5000万吨。但“大”同时也给三峡水电站带来了很多世界性的难题,“水流量的准确计量”就是其中一个。
  

  水轮机效率作为评价采购水轮机质量的重要指标,对电站的经济运行具有重要意义。水轮机效率的实时监测,即可用于水电机组安装竣工或大修结束后的现场验收试验,以检查制造、安装和检修质量是否满足技术要求,又能通过对机组运行特性长期连续监测,提供不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据,为确定电站经济运行中的开机台数、符合优化分配以及机组状态检修等提供参考。
  
  参与“水大流量计量与三峡电站流量溯源研究”项目的中国计量院热工所所长王池说:“这么大型的水利工程,水轮机的效率就显得非常重要。如果水轮机的效率下降2%,那每年就将给电站带来15亿千瓦时发电量的巨大损失。水大流量测量的准确度是影响水轮机效率测量的重要参数。”
  
  据悉,水大流量是指过流断面的尺寸和其中通过的流量都很巨大,主要指大型引水输水工程中的巨型管道、涵洞和渠道,水电站的机组进水管道等等。从三峡、南水北调这样的国家重点工程,到广泛应用于城镇供水的自来水行业的输水管道,都属于水大流量计量范畴。
  
  中国计量院用来为三峡水电站校准的流量计,样子与传统流量计完全不同:这种超大口径的流量计不是一块仪表的形态,而是由36个分布在圆形水流管道四周的探头组成。
  
  为了“水大流量计量与三峡电站流量溯源研究”课题组历经5年研究,建立了一套超大口径超声流量计非实流校准装置及方法,先后在三峡电站现场完成了几何参数测量、零流速实验、积分模型检验等工作,课题采用了以模型实验与模拟计算相结合的方法,重点解决了对三峡水电站特殊流场对流量计计量性能影响的评估,为三峡水电站流量计出具了校准报告。
  
  在三峡水电站流量计校准研究的基础上,该课题组形成了国家校准规范JJF1358-2012《非实流法校准DN1000~DN15000液体超声流量计》,结束了国内超大口径超声流量计无法进行检定校准的历史,并为之提供了可能和具有可操作性的技术方案。
  
  据了解,近年来与水大流量有关的工程大多数是国民经济骨干项目,水大流量测量不仅在资源节约、节能降耗、环境保护等项目中发挥着重要作用,而且水大流量测量的准确性也涉及到巨大的经济利益和社会效益。
  
  “水大流量计量与三峡流量计量研究”项目于2010年初通过验收,由中国计量科学研究院热工所承担。该项目着眼于解决水大流量计量的检测问题,在三峡电站多声道超声流量计准确度评估的基础上,建立大口径超声流量计非实流校准方法,可以用于水电站效率优化、自来水行业输供水贸易结算、大企业工业废水排放监测等问题,对国民经济的可持续发展具有重要意义。
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