一、項目簡介

         南水北調(diào)工程是中華人民共和國的戰(zhàn)略性工程，分東、中、西三條線路，東線工程起點位于江蘇揚州江都水利樞紐。中線工程起點位于漢江中上游丹江口水庫，受水區(qū)域為河南、河北、北京和天津。

         南水北調(diào)東中線一期工程累計調(diào)水突破700億立方米，相當(dāng)于黃河多年平均天然徑流量的1.5倍，沿線7省市1.76億人從中受益，提升了40多座大中城市經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展空間。

二、項目簡介

2006 年 唯一獲得1.0級檢定合格的廠家

南水北調(diào)萬年閘泵站流道模型測流檢定試驗

檢定單位和地點｜國家水大流量計計量站、開封市

檢定結(jié)果｜

青島清萬水流量計1.0合格

基本誤差：±0.85%

重復(fù)性：0.20%

是唯一獲得1.0級檢定合格的廠家。

2021 年 設(shè)備改造測流裝置升級

根據(jù)《水利工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)范》并結(jié)合項目實際情況，施工單位按照有關(guān)評定標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程對項目的單元工程、分部工程的質(zhì)量進行了自評，監(jiān)理單位對單元工程、分部工程的質(zhì)量進行了復(fù)核，經(jīng)建設(shè)單位確認(rèn)，10個分部工程中優(yōu)良9個，35個單元工程中優(yōu)良26個。清萬水實施的9個分部工程及33個單元工程全部合格，以規(guī)范化的施工流程完成作業(yè)。

三、技術(shù)亮點

·  產(chǎn)品性能流量穩(wěn)定，重復(fù)性好。

以邳州泵站，2022年5月20-26安裝的八聲道時差式超聲波流量計測得的數(shù)據(jù)為例，通過數(shù)據(jù)可以看出，測得流量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高，流量變化的震動幅度不超過5%。青島清萬水技術(shù)有限公司提供的超聲波時差式超聲波流量計產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。

·  清萬水的產(chǎn)品符合技術(shù)指標(biāo)要求

超聲波流量計測量流量數(shù)據(jù)與同步ADCP實測差值在-3.5%~3.7%，青島清萬水技術(shù)有限公司提供的流量計符合測驗精度與相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。

· 國內(nèi)首創(chuàng)變斷面安裝方法和建模算法。

軟件對漸變流道模型進行自動分析，清萬水流量計通過內(nèi)置算法，根據(jù)分析的數(shù)據(jù)自動計算出實際的準(zhǔn)確斷面參數(shù)及積分權(quán)系數(shù)，流量計使用內(nèi)部計算的參數(shù)及系數(shù)進行流量的積分計算，只有保證參數(shù)和系數(shù)的準(zhǔn)確才能提高超聲流量計的測量精度。

·  產(chǎn)品壽命長超過15年以上。

南水北調(diào)東線濟平干渠超聲波流量計安裝于2003年，至今仍在穩(wěn)定運行

南水北調(diào)中線惠南莊泵站京石段應(yīng)急供水超聲波流量計安裝于2007年。

通過清萬水的專業(yè)性運維服務(wù)保障產(chǎn)品使用壽命均能達到15年以上。

·  準(zhǔn)確性保證。

 建模軟件利用點坐標(biāo)值自動生成特征線，壁面上點的最小二乘法擬合建立流道的各個壁面，進而對壁面進行擬合，分析流道過水?dāng)嗝鎯?nèi)的各種參數(shù)，流道過水?dāng)嗝媸浅暳髁坑嬤M行流量測算的重要參數(shù)。

模擬分析軟件根據(jù)流道的虛擬斷面、軸線、及各聲道的位置關(guān)系自動計算出①聲道長、②聲道角、③聲道處斷面寬、④換能器突出、⑤聲道高度、⑥斷面高度等參數(shù)。

上述得到的參數(shù)輸入流量計主機，主機進一步按照內(nèi)置算法計算各聲道的權(quán)重系數(shù)，利用該權(quán)重進行加權(quán)求和計算流量以保證流量計所測出精確流量。

四、解決難題

1.首次解決在沒有調(diào)節(jié)庫的情況下，為長距離水流量調(diào)度提供調(diào)度依據(jù)，保證工程安全和運行安全。

項目背景：南水北調(diào)中線干線全長1432公里，是目前世界上最長距離的調(diào)水工程，該工程完全靠自流且中間沒有任何調(diào)節(jié)庫，完全靠閘門監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)長距離跨流域調(diào)度運行。流量、水位的精準(zhǔn)穩(wěn)定監(jiān)測是保障工程安全及運行安全的核心。

解決方案：

1.沿線所有節(jié)制閘安裝超聲波時差法流量計，保障進出口水量平衡。

2.沿線所有節(jié)制閘、工作閘、分水口安裝壓感式水位計，保障閘前后水位穩(wěn)定。

3.沿線所有分水口安裝超聲波時差法流量計，保障分水口門貿(mào)易精準(zhǔn)計量。    

4.沿線所有強排泵站安裝壓感式水位計，保障岸堤強排泵站安全運行。

2.1解決了南水北調(diào)中線北段冰期運行的難題。

項目背景：由于北方冬季溫度低，早晨有凝霜現(xiàn)象。溫度傳感器無法反應(yīng)真實水溫。致使融冰閘、碎冰閘無法按要求啟動，對長距離輸水安全運行具有極大挑戰(zhàn)。

解決方案：

南水北調(diào)中線京石段閘控系統(tǒng)接入超聲波流量計，水下?lián)Q能器不間斷發(fā)射超聲波信號。依據(jù)國際章程ISO9014——超聲波在水中傳播的速度與水溫溫度的高低呈正向關(guān)系，因此設(shè)備傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)可實時反應(yīng)實際水溫，以此作為融冰閘、碎冰閘啟動依據(jù)。2023年3月，央視欄目《朝聞天下·傳感中國》報道，水下的8聲道超聲波流量計對水流實時感知，確保了南水度過重重難關(guān)輸送到千家萬戶，直接受益人口達1.5億+。

3.1解決了南水北調(diào)無法停水，設(shè)備帶水安裝及檢修的難題。

項目背景：

南水北調(diào)東中線及各省市配套工程自2014年12月12日正式通水以來，惠及沿線各省市生活用水及農(nóng)業(yè)用水，該工程自經(jīng)運行無法停水，對設(shè)備的安裝及檢修產(chǎn)生極大困難。

解決方案：

1.清萬水自主研發(fā)超聲波換能器帶水安裝支架，采用不停水作業(yè)的模式，順利完成于水深超過7.5米，邊破延伸長度超高40米斷面的8超聲波流量計的安裝工作。本次安裝解決了通水狀態(tài)線下的換能器模擬對準(zhǔn)及安裝、不涉水作業(yè)的安全施工方案、大流量沖擊下穩(wěn)固安裝等難題。

2.清萬水自主研發(fā)超聲波換能器帶水檢修工具，針對明渠、管道、涵洞、漸變面安裝在不同工況下的超聲波流量計均有帶水檢修的技術(shù)及方案，可以在保證正常供水的情況下，對設(shè)備進行相關(guān)的養(yǎng)護、檢修工作，確保流量計精準(zhǔn)、穩(wěn)定運行。

4.1 解決了南水北調(diào)多點位流量計全時段運維工作難題。

項目背景：

南水北調(diào)中線超聲波流量計運維實施365*24全時段當(dāng)?shù)鼗\維服務(wù)，運維人員需要到現(xiàn)場對每臺超聲波流量計及壓感水位計進行運行維護工作。超聲波流量計單站操作，無法多站聯(lián)動。惡劣天氣時，如現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)問題，無法保證到現(xiàn)場處理問題的時效性，同時也對人員安全產(chǎn)生威脅。

解決方案：成功應(yīng)用流量計遠(yuǎn)程智能診斷維護平臺，此平臺連接沿線所有流量計設(shè)備，可實現(xiàn)多站點聯(lián)合運維調(diào)控，異站點問題解決，同時兼?zhèn)鋽?shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)報送、數(shù)據(jù)存儲、異常報警記錄、運行維護記錄等功能。大大地提高了運行維護效率，實現(xiàn)無人值守。

5.1解決了南水北調(diào)東線泵站不規(guī)則斷面精準(zhǔn)測量的難題。

項目背景：

南北北調(diào)東線是亞洲最大的泵站集群的引調(diào)水工程，泵站因泵后管道短，沒有合適安裝位置，泵站流道斷面不規(guī)則、流態(tài)不穩(wěn)定，致使大部分?jǐn)嗝鏌o法使用測流設(shè)備進行穩(wěn)定監(jiān)測。

解決方案：清萬水采用CFD模擬仿真技術(shù)，還原流道進口真實進水流態(tài)，通過精準(zhǔn)的定位與埋設(shè)施工技術(shù)，最大程度上減少換能器對流態(tài)的影響，實現(xiàn)泵站流道不規(guī)則斷面流量在線監(jiān)測。

6.1解決了高低溫惡劣工況下設(shè)備平穩(wěn)運行的難題。

項目背景：南水北調(diào)中線室外主機冬季低溫時運行環(huán)境溫度達到﹣20°，夏季高溫時主機運行溫度達到85°。高低溫的惡劣工況對設(shè)備平穩(wěn)運行、使用壽命、測量精度產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)。

解決方案：

在主機運行溫度達到過熱時，超聲波流量計配備的自動溫控系統(tǒng)實時采集主機溫度開啟散熱模式，保證主機在溫和的溫度下持續(xù)運行。在低溫環(huán)境下，硬件性能耐寒防凝霜，清萬水的超聲波流量計仍然能穩(wěn)定準(zhǔn)確的測量。

7.1解決了測流井積水后的穩(wěn)定運行的難題。

項目背景：南水北調(diào)各省市配套工程大部分為管道輸水，超聲波流量計采用管道外插式將換能器安裝在測流井內(nèi)，因降雨或農(nóng)田灌溉的影響，容易在井內(nèi)形成積水，積水最深時淹沒測流管道及換能器。對超聲波流量計運行產(chǎn)生影響。

解決方案：

清萬水自主研發(fā)的換能器具備IP68的防護等級，通過柔性粘合的裝配技術(shù)，使得換能器發(fā)射面與殼體在不同環(huán)境溫度下皆能保持緊密的粘合，有效隔絕外界環(huán)境影響因素，達到防水防塵的使用效果，保證設(shè)備全天候工作，為客戶節(jié)省了后期檢修維護費用。