水電站流量計的種類及工作原理

當前水電站各類流量計種類繁多，流量計累計有1900多臺，就流量計的測量原理分有電磁式、差壓式、熱導(dǎo)式、超聲波多種，就測量的介質(zhì)主要有油、水兩種。其中油流量主要是測量水輪發(fā)電機機組上導(dǎo)、推導(dǎo)、水導(dǎo)軸承汽輪機油管道流量及機組高壓油頂起系統(tǒng)的油流量，水流量主要是測量機組各部軸承和主變壓器的冷卻水（江水）、主軸密封水（清潔水）、發(fā)電機純水（不導(dǎo)電介質(zhì)）流量等。

1、電磁流量計

電磁流量計的測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，當被測導(dǎo)電流體在磁場中沿垂直磁力線方向流動而切割磁力線時，在對稱安裝在流通管道兩側(cè)的電極上將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此電勢與流體的流速成正比。

電磁流量計壓力損失小、流量測量范圍大，反應(yīng)迅速。應(yīng)用的局限性是只能測量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量，在水電站可測量機組各部軸承和主變壓器的冷卻水（江水）和主軸密封水（清潔水），因水電站各部軸承冷卻水都具有正反向供水功能，可選用具備正反向測量功能的電磁流量計，并且因江水雜質(zhì)較多，易造成流量計的檢測電極結(jié)垢污染，將對測量造成較大影響，可選用電極可清洗的流量計。

2、熱導(dǎo)式流量計

熱導(dǎo)式流量計采用熱交換原理，流量計探頭配置了發(fā)熱模塊和感熱模塊，根據(jù)示流器的熱量傳導(dǎo)與被測流體流速的比例關(guān)系，檢測出流體的流速。

熱導(dǎo)式流量計一般為插入式安裝，適用于多種流量計質(zhì)，使用范圍較寬，量程比大于10：1。應(yīng)用的局限性是測量的精度較難以保證，因測量的熱導(dǎo)部分被結(jié)垢污染后對測量的精度影響加大，在水電站可測量機組各部軸承的油流量，作管路油流動的基本示流開關(guān)用，因測量精度難以達到要求，不建議采用為如循環(huán)油泵邏輯控制的油流條件，也不適用于測量機組高壓油系統(tǒng)的高速油流。

3、超聲波流量計

超聲波流量計的測量方法可分為：時差法、多譜勒效應(yīng)法、波束偏移法、相關(guān)法、噪聲法。當前用得最多的是時差法和多譜勒效應(yīng)法。時差檢測法原理為超聲波脈沖在上下游的兩側(cè)傳感器間來回傳播，當有流體流動時，由于向下游方向的信號傳播時間比向上游方向的短，根據(jù)時差與流體速度成正比關(guān)系，檢測出流體的流速和方向。

超聲波流量計為非接觸式測量方式，傳感器不與被測介質(zhì)接觸，無壓損，使用壽命較長，設(shè)備維護量較小。既可管道固定式安裝，也可移動便攜式測量（必須為金屬管道、塑料管道及其他透聲材料的管道）。在水電廠可用作各類水、油管路的流量測量，超聲波流量計不適用于測量管路中的流量介質(zhì)有氣泡的環(huán)境，所以不宜測量目數(shù)較細的油過濾器管路，同樣也不適用于測量機組高壓油系統(tǒng)的高速油流。

4、差壓流量計

差壓流量計的測量原理為在流量計的管道中部配置節(jié)流部件，當滿管的流體流經(jīng)節(jié)流件時，流束形成局部的收縮，流速增大，而靜壓力降低，在節(jié)流件前后產(chǎn)生一定的壓力差。根據(jù)流體的流速與差壓值的比例關(guān)系，檢測出流體的流速。

差壓流量計運用最為廣泛，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，其局限是壓損大，不太適用于小流量的環(huán)境，范圍度窄，僅3：1～4：1。在水電廠特別適用于有循環(huán)油泵管路的較大油流量測量，但也不適用于對機組高壓油系統(tǒng)的幾十兆帕的高速油流進行油流模擬量準確測量。

5、活塞式流量開關(guān)

活塞式流量開關(guān)的檢測原理是當流體按指示方向流過管道時，推動彈簧支撐并安裝有永久磁鐵的活塞，從而驅(qū)動干簧管開關(guān)磁性開關(guān)在設(shè)定流量上動作，輸出開關(guān)信號。

活塞式流量開關(guān)設(shè)定流量范圍大、調(diào)整方便，廣泛用于水、氣、油等介質(zhì)測量。有低壓降、耐壓高等優(yōu)點，狀態(tài)只取決于流量，而與壓力無關(guān)，并且對壓力的峰值不再敏感，在水電廠可解決于機組高壓油的高速油流檢測難點。
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