论文部分内容阅读
大口径循环水流量测量一直是热工测量中的一个难点,准确测量循环水流量对于火电机组的节能具有重要意义。超声波时差法通过测量超声波沿声道逆顺流传播时间,求得管道内流体流量,是实现循环水流量测量的方法之一。但由于实际管路中含有弯头、阀门等局部阻力件,且阻力件下游直管段长度不足以保证被测截面处流体流动处于充分发展的流速分布状态,现有超声波测量方法难以获得满意的测量精度,因此针对如何解决超声波流量计在大口径循环水流量测量中精度偏低这一问题,论文从以下3个方面展开了研究:结合工业现场的测量条件,论文设计了不同湍流模型及网格密度的仿真方案,利用英国国家工程实验室在小口径管道上得到的实验数据,对不同仿真方案的结果进行了对比,验证了仿真方法的可行性,获得了结果相对较好的仿真方案,以某火电机组循环水系统为研究对象,采用CFD仿真方法建立了与循环水管路条件相一致的三维仿真模型,并运用Tecplot软件分析了循环水管道内流体的流动状况。对具备多声道测量条件时,论文设计了不同超声波测量方案,利用建立的循环水仿真模型,研究了不同雷诺数条件下声道数、数值积分算法、传感器安装位置、声道安装角度、通道旋转角度与测量数据的关系,并采用相对平均误差对不同测量方案的结果进行评价,结果表明声道数、数值积分算法、传感器安装位置以及通道旋转角度均影响超声波测量精度,在各测量位置处至少可以得到2种在现有测量条件下可获得1%以内正确度的测量方法;而当仅具备单声道测量条件时,虽然改变传感器安装位置及通道旋转角度能够在一定程度上提高测量正确度,但仍然无法获得1%以内的测量精度。针对单声道超声波流量计在循环水流量测量中测量精度偏低这一问题,论文创新性的提出采用广义回归神经网络(GRNN),建立了以雷诺数、传感器安装位置为网络输入的流量传感器系数修正模型,研究了训练样本数、光滑因子与网络输出结果的关系,结果表明基于该模型所得到的修正后测量结果可使现有数据的准确度得到较大的提高。通过VB与MATLAB混合编程的方法编写了相关软件,能够对超声波测量结果进行自适应修正。