空间模型+智能定位！华光潭水电站如何攻克管道流量监测换能器安装难题？

1、项目简介

浙江浙能华光潭水电站作为杭州电网的调峰电站，其在保障电网安全方面起了重要的作用，是杭州电网进行“黑启动”的首选电源。华光潭水电站为引水式水电站，位于临安市分水江干流昌化江上游的巨溪，是浙江省人民政府决策兴建的省重点工程，也是浙江省能源集团有限公司成立后控股并建设管理的首座水电站工程。·

水轮机流量是机组运行效率监测和经济运行的重要参数，华光潭水电站采取库容变化或额定水头倒推的方法来估算机组的过流流量，但此种方法测量精度偏低、无法实时反映真实工况。为对水轮机补足流量监测，实时测算运行效率指标反映其运行性能，新普京澳门娱乐场app网站承担了1#机组蜗壳前压力钢管内超声时差法流量计的供货及安装。

2、测流工况

设备类型：封闭（有压）管道8声道超声时差法流量计；

安装地点：检修阀门后、蜗壳前的压力钢管直管段，长度2.5m；

安装方式：内贴式换能器安装，1E8P布置，声道角度为65°；

管道类型：DN1750，壁厚25mm；

运行压力：2.3MPa

3、换能器定位

新普京澳门娱乐场app网站具有自主产权的超声换能器自动测算系统是借助全站仪三维扫描+非线性最小二乘法空间圆柱的拟合算法，依据国家标准GB/T35717-2024《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量的测量超声传播时间法》，结合流道形状和尺寸，进行换能器精准、合理定位。

系统对于管道圆柱面建模的误差可控制在0.5mm之内；根据模型理论位置计算，驱动全站仪自动搜寻相应换能器的坐标点位，实现快速定点标记。（定位操作时间可压缩在15分钟之内，而传统换能器定位方法操作时长一般大于3小时）

图1 流量计安装段

图2 换能器布置图

3、换能器定位

新普京澳门娱乐场app网站具有自主产权的超声换能器自动测算系统是借助全站仪三维扫描+非线性最小二乘法空间圆柱的拟合算法，依据国家标准GB/T35717-2024《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量的测量超声传播时间法》，结合流道形状和尺寸，进行换能器精准、合理定位。

系统对于管道圆柱面建模的误差可控制在0.5mm之内；根据模型理论位置计算，驱动全站仪自动搜寻相应换能器的坐标点位，实现快速定点标记。（定位操作时间可压缩在15分钟之内，而传统换能器定位方法操作时长一般大于3小时）

图3 管道拟合

图4 换能器现场定位

图5 换能器安装完成图

4、安装数据复测

超声波时差法流量计的测量准确与否，除了取决于流量计主机的流量计算算法的是否先进外，换能器的现场定位及数据复测的精准度也至关重要。

安装后复测数据与理论值吻合度达99.7%；换能器安装位置偏差＜±0.3mm，角度误差＜±0.05°，声道长度误差< ±0.1mm，几何数据的复测准确度可确保设备长期测量的稳定性。

图6 安装复测数据

5、项目总结

本项目的实施验证了空间建模技术在大型压力管道流量监测设备安装中的优越性，为水电行业高精度流量测量提供了可复用的技术范式。