概况
某灌区总干渠工程全长约168 km,设计流量74 m3 /s,加大流量85 m3 /s,属大型Ⅰ等工程,承担160 万亩的灌区灌溉供水任务,是一项具有灌溉、发电、防洪、生态等综合社会效益的工程。工程沿线水闸建筑物布设共计62 座,为引水闸1 座、节制闸13 座、退水闸8 座、扬水泵站4 座、分水闸35 座,在工程运行中发挥着重要的作用。分水闸包括明渠式和干管式分水闸,其中干管式分水闸32 座,管道结构有钢管结合PCCP 管,闸门形式为蝴蝶阀,管径DN600,DN800,DN1 000,是主要布设流量计量设备的闸站。总干渠工程渠线长、输水流量大,建筑物多,需要建立一套科学、有效的自动化调度系统,来为工程安全调度、运行管理服务。而分水口水量计量系统是自动化系统的重要组成部分,其作用是现场采集各分水口流量数据,远程传输至监控中心,为运行调度管理提供必要的决策依据;同时计量系统可以随时监测用水户的用水情况,使供水和用水双方随时明确供水及用水水量,算清水账。因此,在工程发挥效益前完成各分水口水量计量设施的建设是非常必要和紧迫的。
工程运行与控制
总干渠工程采用明渠结合隧洞、渡槽输水,目前工程的配套灌区的建设属于起步阶段,工程引水未达到设计水位,为了满足分水闸进水高程要求,利用节制闸将干渠分成多个渠段,每个渠段相当于一个小水库,在引水调度时,通过控制这些小水库来控制整个干渠水位,以达到分水闸供水的目的。此外,从干渠的安全考虑,沿线设置8 个退水闸,用于退出多余引水及紧急事故退水。工程运行选用干渠水位及闸前水位的方式作为渠道的运行控制方式,以流量作为控制输出,确保了工程的调度运行安全。
选型原则
选择
流量计的原则首先是要深刻地了解各种流量计的结构原理和流体特性等方面的知识,同时还要根据现场的具体情况及考察周边的环境条件进行选择。也要考虑到经济方面的因素。一般情况下,主要应从下面四个方面进行选择:
(1)流量计的性能要求;
(2)流体特性;
(3)安装要求;
(4)环境条件
设备选型
由于总干渠工程已建成,渠道、闸房、管道、阀门的总体布置已固定,分水口计量设施的安装受现场条件的制约,不宜做较大的土建改造,因此要尽量选择投资小、效果好、精度高的实施方案,来实现各分水口水量计量的功能。在设备选型前,我们针对水量计量系统建设项目进行了前期调研、设备考察、方案优选等工作,并结合选型原则反复对比分析最终选用插入式超声波流量计,插入式超声波流量计优点:
(1)广泛应用于大直径管道,不会因管径大而增加投资;
(2)设备运行稳定,免维护,使用寿命持久;
(3)设备计量的可靠性高,计量精度高;
(4)具有不停产安装、无压力损失等特点;
(5)设备价格不高,安装简单,投资较少;
(6)无需校定,简单调试就可以正常使用。
在确立设备选型方案的基础上,还针对设备应用环境、安装要求、性能等方面,进行了数次现场试验,逐步补充和完善了分水口计量实施方案,为方案实施后取得较好的效果奠定了基础。
结果
在实践中,对安装的32 台超声波流量计进行了比对校验,针对不同的闸后连接条件采取不同的方法,部分采用多种方法联合校验比对。从试验数据分析表明,在满足安装要求的条件下,超声波流量计运行稳定可靠,未出现异常现象,经多次测量误差基本控制在± 5%以内,可以满足本工程农业灌溉供水的要求。
结语
流量计是灌溉供水计量过程中非常重要的计量仪表,它的计量是否准确、可靠,关系到水量的精确计算、水费征收和水量调度安全,所以做好流量计选型、安装调试及校验工作非常重要。某灌区总干渠工程分水口均采用插入式超声波流量计进行水量计量,通过两年多的实际使用,现场反映情况良好,故障率低,具有较高的稳定性,在工程使用中取得了较好的效果,对工程的控制、调度与计量发挥了关键作用。