測量準確度評估三峽工程

流場擾動帶來的影響仍需仔細的評估，但由于三峽流量計的準確度度事關巨大的經濟效益。本文利用實驗和數值模擬兩種手段分析了流場擾動對流量計的影響。

水資源是人類賴以生存所必須的物質資源。隨著水資源的性匱乏，<水資源是人類賴以生存所必須的物質資源。隨著水資源的性匱乏。節約和合理利用成為必需，而水量的計量就

一批關系國計成為合理利用的重要評估手段。以三峽工程和南水北調工程為標志。

由于這些工程中的流量過流斷面尺寸巨大，民生的大型水利工程和引水調水工程在國迅速發展。慣例流量計無法適用。

近年來開發應用的多聲路超

較好地解決了大口徑水流量測量的技術難題，聲流量計。流量計制造不受管道口徑的限制，多聲路配置可以2010年全國流量丈量學術交流會論文集適應較為復雜的流

還可在已有管道上現場安裝，道結構和流態分布。因此超聲流量計已成為大口徑水流量測量的佳技術選擇。

總裝機容量2250萬千瓦，三峽工程是世界上大的水利樞紐工程。設計年發電量847億度。水輪機效率是水電

對電站的經濟運行具有重要意義，站的重要技術指標。如果水輪機效率下降2%每年將少發15億度電，數量十分可觀，因此水輪機機組效率評價及佳工作點

而發電流量是其中重要的丈量參數。三峽電站右岸共裝配12調整就非常重要。

引水壓力鋼管直徑為12.4m水輪機額定流量為970m3/大流量為1020m3/壓力鋼管內水流平均流速范圍為（0~8.5m/臺700MW水輪發電機組。

三峽電站選擇在右岸三臺機組上利用超聲流量計來丈量其發電流量，綜合考慮裝置難度、丈量準確度、價格等因素。受限于現場條件，只能將流量計安裝在壓力鋼管的末端，如圖1所示。

圖1三峽電站水輪機流道示意圖

均采用時差法測量原理，三峽電站三臺超聲流量計來自三個不同的廠家。但各廠家給出的流量丈量準確度從

根本無法用實0.3%1%相差甚遠。對于三峽工程這種超大口徑的超聲流量計。

而由于超聲流量計發展時間較短，流標定的方法進行準確度評估。目前也沒有*的非實流校準方法。

對于生產廠家聲稱的技術指標，因此。計量技術機構缺乏必要的驗證手段，進而使得三峽電站無法開展水輪

此背景機機組效率評價工作。于是三峽總公司直接向質檢總局尋求。

研究超聲流量計非實流校準方法的基礎上，下中國計量科學研究院接受總局任務。實現三峽工程超聲流量計的準確度評估。

聲路速度測量的準確度直接依賴于時間量和幾何量測量的準確度，由超聲流量計的基本原理可知。而流量

三峽流量計的準確度加權積分的準確度則依賴于流場的擾動情況。與之相應地。

研究了流量計幾何參數（半徑、聲路長度、聲路角度）準確度影響因素，評估包括三個因素的影響量：幾何丈量、時間丈量和流場擾動。幾何丈量方面。

并從坐標丈量儀器自身、管利用全站儀重新測量了三峽流量計管段的幾何尺寸。

設計了規范聲速距裝置，段擬合方法、介質溫度壓力變化等方面分析了丈量結果的不確定度；時間丈量方面。能夠對超聲探頭的系統延時進行離線測量，另外在三峽

以及流量計2010年全國流量丈量學術交流會現場依據流量計的零點流量不一致性。

對流量計時間測量的準確度進行了分析與評估。流場擾動影響是三峽流量計準確度評估的重要的內容，論文集廠家宣稱的計時分辨力。也是本文要重點介紹的工作。

對于雙面8聲路流量計，IEC41規程及PTC18規程中均對超聲流量計的裝置條件進行了規范。上游至少有1

下游至少有3D直管段長度；流量計采用雙聲路面的布置形式，0D直管段長度。為了彌補橫向流動帶來的干擾，實際上在20D直管段下游流速分布將更

采用單面4聲路流量計即可有一個滿意的結果。三峽工程中超聲流量計上游加均勻。

下游即為水輪機組，緊鄰彎管。前后幾乎沒有直管段，*滿意足規程規定的裝置條件。這種條件下，三峽流量計采用了雙面18聲路交叉的布置形式，這已經是

盡管理論上可以適應非常復雜的流場條件，目前實際應用中聲路數多的情況。