三峡电厂

 一、项目简介

      三峡右岸电站共装设12台700MW水轮发电机组，其中23#机组由哈尔滨电机厂有限公司供货。引水压力钢管直径为12.4m，压力钢管与蜗壳通过伸缩节连接，其形式为波纹管式，布置在伸缩节室内，伸缩节室长5.0m，其高度为17m，宽度为16.0m。伸缩节室底板高程EL.48.0m，通过EL.44.0m高程电站上游操作廊道可进入压力钢管伸缩节室内。

       超声波流量计的换能器布置在压力钢管下平段的伸缩节下游侧。下平段的上游为压力钢管下弯段，下游为水轮机蜗壳进口段，下平段长度约为13.64m，其中，伸缩节长度约为2.2m。

       换能器采用内贴式安装，为满足测流精度，超声波测流装置采用16声道方案,共计32只换能器，换能器底板通过焊接方式固定在压力钢管内壁上，压力钢管内焊装电缆保护管，电缆通过设在伸缩节下游侧钢管上的穿缆器引出至伸缩节室。超声波流量计的现地测量单元布置在伸缩节室内（EL.48.0m高程），工控机机箱布置在水轮机层（EL.67.0m高程）。

二、技术亮点

1、交叉16声道（2E16P）换能器布置，内贴式安装，伸缩节室内通过穿缆器将电缆引出管外。         

2、直管段较短，通过CFD模拟仿真技术，进行换能器声道位置及流量积分优化。

3、经纬仪定位，全站仪复测安装几何数据。

4、管径大（管径12.4m），流速高（最高断面平均流速至8.5m/s）。

5、提供了兼顾流量测量及效率监测的软件系统。

6、产品寿命：稳定运行超过15年。

7、综合误差评估为：±0.6%

·  2E16P声道布置，内贴式换能器安装。2008年安装，系统稳定运行超过15年。

·  CFD模拟仿真，换能器安装位置优化。

       8层流速，交叉声道面布置，声道角均为70°。计算机仿真积分误差为±0.51%。

·  经纬仪辅助定位，全站仪复测安装几何数据。

       “超声流量计几何参数测算系统”根据流道的圆柱面、轴线、各换能器点、各声道的位置自动计算出①声道长、②声道角、③换能器突出、④声道高度、⑤断面高度等参数。利用该方法可以充分得到现场安装的几何参数的准确值，控制几何参数误差在允许范围之内。

·  管径大，流速快。

       搭建8层脚手架，全覆盖换能器安装断面；搭建经纬仪操作平台及靶板，微调脚手架避免遮挡经纬仪激光点。换能器电缆护管采用防冲击的设计。

·  配套效率监测软件系统。

监测软件用于在线监测流量，同时自动采集工作水头、有功功率，导叶开度等辅助参数，兼顾监测水轮机和机组效率，保证水轮机运行于高效率区。

·  基于模拟仿真的误差评估分析。

综合误差评估为：±0.6%（积分误差±0.51%，换能器突出误差±0.3%，几何误差±0.2% ，电子误差±0.1% ）。

三、方案设计

换能器16声道安装，2E16P布置；

压力钢管平直段较短，声道角度选用70°；

内贴式安装换能器，换能器电缆由伸缩节室引出；

引出电缆采样具有自主专利的穿缆器进行密封；

现地主机安装于伸缩节室内，该处湿度较大，主机箱选用IP68密封等级设计；

流量与效率监测软件系统安装在位于水轮机层的工控机内，从工控机内输出相应的信号到电站监控系统。