上一篇文章我们介绍了超声波流量计在电站中的应用选型，这篇文章就来说说超声波流量计在电站中的应用。

   外夹式超声波流量计在水电站中的应用

    根据超声波在管道中的反射次数，外夹式超声波流量计可分为“Z”型、“V”型、“N”型等安装方式。对于“Z”型安装的超声波流量计，超声波在管道中直接传输，没有折射，信号衰减小，建议300mm以上管径优先选用“Z”型安装。“V”型安装的超声波流量计的超声波波束在管道中反射1次，穿过流体2次;“N”型安装的超声波流量计的超声波波束在管道中反射2次，穿过流体3次。由于超声波传播时间越长，测量精度就越高，因此，在测量小口径管道中的流体流量时，可采取多次反射的方法，增大超声波的传播路径，进而增大其传播时间，提高超声波流量计的测量精度。但每次反射都会造成超声波信号的衰减，故传播次数也不宜过多。故“V”型安装与“N”型安装相比，“V”型安装更为常用，管径在100～300mm时可优先选用“V”型安装。

    某水电站位于南美洲厄瓜多尔萨莫拉·钦奇佩省境内的萨莫拉河上，工程开发的主要任务为发电，该电站为低闸长引水式电站，装设3台冲击式水轮发电机组，单机容量60MW。根据业主要求，该电站在每台机组进水阀前的压力钢管上安装1套单声道外夹式超声波流量计，用于测量机组进口的流量，压力钢管内径为1400mm。超声波流量计的安装布置如图2所示，换能器采用“Z”型安装，两换能器水平平齐，与管道轴线水平方向一致，换能器电缆接入控制箱。确定好换能器具体安装位置后，用拧紧固定螺丝将换能器安装框架在管道外壁固定好，在管道周围缠绕安装带，安装带的松紧程度通过安装带调节螺母进行调节，通过安装带对换能器安装框架加固。再将涂有耦合剂的换能器装入换能器安装框架，拧紧换能器的固定螺丝，将换能器紧紧固定在预定的安装位置。控制箱通过螺栓和螺钉在墙上固定。现场安装好的超声波流量计换能器和控制箱。    

    内贴式超声波流量计在水电站中的应用

    对于内贴式超声波流量计，其安装位置不同，换能器的固定方式也不同。对于安装在引水隧洞混凝土衬砌上的超声波流量计，其换能器一般采用螺栓固定，对于安装在钢管内壁上的内贴式超声波流量计，其换能器一般焊接固定在钢管内壁。老挝某水电站位于老挝中部赛松本省内，电站距离首都万象公路里程约265km，直线距离116km，电站装设3台单机容量为160MW的混流式水轮发电机组，总装机容量480MW。该电站引水隧洞末端经岔管分别引水至3台机组，隧洞内径为7700mm，在引水隧洞进水口闸门后位置为T0+130．00m处设置一套8声道内贴式超声波流量计，安装断面为混凝土衬砌。引水隧洞内的换能器座、电缆管管卡均用化学锚栓固定在引水隧洞内壁衬砌上。换能器的电缆紧贴引水隧洞内壁敷设，沿着引水隧洞敷设至进水口附近，经在进水口预埋的电缆套管引至进水口坝顶层，经穿缆器穿出，再与控制箱连接。    

    另外，每台机组进水阀前压力钢管上各设置一套8声路内贴式超声波流量计，安装断面为钢衬，钢衬内径3300mm。换能器座和电缆管管卡与压力钢管内壁均采用焊接方式固定，信号电缆先通过压力钢管顶部开孔引出，开孔部位与电缆套管的一端焊接，电缆套管埋设在压力钢管上方混凝土中，信号电缆再经电缆套管另一端的穿缆器穿出，引至主厂房上游378．30m层控制箱。

    结论

    (1)时差法超声波流量计测量的流体流速与时间差Δt成正比，2束超声波脉冲传播的时间差越大，流体的流速越大，流量越大。

    (2)引水隧洞和压力钢管埋管部位布置的超声波流量计选用内贴式，压力钢管的明管部位布置的超声波流量计优先采用插入式或内贴式，在业主有明确要求且不能更改时，才用外夹式。

    (3)对于水电站中测量机组过机流量的超声波流量计，其换能器安装位置前后的直管段长度在现场条件具备的情况下宜满足前10D后3D(部分厂家要求前10D后5D)，在无法满足前10D后3D直管段长度要求的情况下，安装位置的上游直管段宜大于其下游直管段的长度，同时应当增加超声波流量计的声道数。

    (4)超声波流量计的准确度与其现场安装条件密切相关，现场流动条件对超声波流量计性能的影响主要与扰流件类型、流量计距扰流件的距离、流量计的声道数、流量计积分方法等因素有关。对无法满足直管段条件的超声波流量计，应进行现场流动条件评估。