测量准确度评估三峡工程

流场扰动带来的影响仍需仔细的评估，但由于三峡流量计的准确度度事关巨大的经济效益。本文利用实验和数值模拟两种手段分析了流场扰动对流量计的影响。

水资源是人类赖以生存所必须的物质资源。随着水资源的性匮乏，<水资源是人类赖以生存所必须的物质资源。随着水资源的性匮乏。节约和合理利用成为必需，而水量的计量就

一批关系国计成为合理利用的重要评估手段。以三峡工程和南水北调工程为标志。

由于这些工程中的流量过流断面尺寸巨大，民生的大型水利工程和引水调水工程在国迅速发展。惯例流量计无法适用。

近年来开发应用的多声路超

较好地解决了大口径水流量测量的技术难题，声流量计。流量计制造不受管道口径的限制，多声路配置可以2010年全国流量丈量学术交流会论文集适应较为复杂的流

还可在已有管道上现场安装，道结构和流态分布。因此超声流量计已成为大口径水流量测量的佳技术选择。

总装机容量2250万千瓦，三峡工程是世界上大的水利枢纽工程。设计年发电量847亿度。水轮机效率是水电

对电站的经济运行具有重要意义，站的重要技术指标。如果水轮机效率下降2%每年将少发15亿度电，数量十分可观，因此水轮机机组效率评价及佳工作点

而发电流量是其中重要的丈量参数。三峡电站右岸共装配12调整就非常重要。

引水压力钢管直径为12.4m水轮机额定流量为970m3/大流量为1020m3/压力钢管内水流平均流速范围为（0~8.5m/台700MW水轮发电机组。

三峡电站选择在右岸三台机组上利用超声流量计来丈量其发电流量，综合考虑装置难度、丈量准确度、价格等因素。受限于现场条件，只能将流量计安装在压力钢管的末端，如图1所示。

图1三峡电站水轮机流道示意图

均采用时差法测量原理，三峡电站三台超声流量计来自三个不同的厂家。但各厂家给出的流量丈量准确度从

根本无法用实0.3%1%相差甚远。对于三峡工程这种超大口径的超声流量计。

而由于超声流量计发展时间较短，流标定的方法进行准确度评估。目前也没有*的非实流校准方法。

对于生产厂家声称的技术指标，因此。计量技术机构缺乏必要的验证手段，进而使得三峡电站无法开展水轮

此背景机机组效率评价工作。于是三峡总公司直接向质检总局寻求。

研究超声流量计非实流校准方法的基础上，下中国计量科学研究院接受总局任务。实现三峡工程超声流量计的准确度评估。

声路速度测量的准确度直接依赖于时间量和几何量测量的准确度，由超声流量计的基本原理可知。而流量

三峡流量计的准确度加权积分的准确度则依赖于流场的扰动情况。与之相应地。

研究了流量计几何参数（半径、声路长度、声路角度）准确度影响因素，评估包括三个因素的影响量：几何丈量、时间丈量和流场扰动。几何丈量方面。

并从坐标丈量仪器自身、管利用全站仪重新测量了三峡流量计管段的几何尺寸。

设计了规范声速距装置，段拟合方法、介质温度压力变化等方面分析了丈量结果的不确定度；时间丈量方面。能够对超声探头的系统延时进行离线测量，另外在三峡

以及流量计2010年全国流量丈量学术交流会现场依据流量计的零点流量不一致性。

对流量计时间测量的准确度进行了分析与评估。流场扰动影响是三峡流量计准确度评估的重要的内容，论文集厂家宣称的计时分辨力。也是本文要重点介绍的工作。

对于双面8声路流量计，IEC41规程及PTC18规程中均对超声流量计的装置条件进行了规范。上游至少有1

下游至少有3D直管段长度；流量计采用双声路面的布置形式，0D直管段长度。为了弥补横向流动带来的干扰，实际上在20D直管段下游流速分布将更

采用单面4声路流量计即可有一个满意的结果。三峡工程中超声流量计上游加均匀。

下游即为水轮机组，紧邻弯管。前后几乎没有直管段，*满意足规程规定的装置条件。这种条件下，三峡流量计采用了双面18声路交叉的布置形式，这已经是

尽管理论上可以适应非常复杂的流场条件，目前实际应用中声路数多的情况。