摘要:瓦斯抽(chou)采計量爲煤礦采(cǎi)掘工作面抽采效(xiao)果分析和瓦斯抽(chou)采達标評判提供(gòng)基礎數據,采用合(he)适的流量計量🈲工(gōng)具能夠起到事半(ban)功倍的效果。孔闆(pan)流量計
以操作簡(jiǎn)易、計量準确的優(yōu)點被廣泛應用于(yu)礦井瓦斯抽采計(ji)量工作。受瓦斯抽(chou)采管路中惡劣的(de)計🤟量環境及其他(ta)因素🍉影響,孔闆流(liu)量計在使用過程(chéng)會出現數據波動(dong),存在計量誤差的(de)問題。結合孔闆流(liu)量計計💛量的方法(fa)和步驟,對誤差來(lái)源深入分析,得出(chu)安裝、流體雜質阻(zu)塞、附屬物選擇、人(rén)工操作等📧方面造(zao)成的流量計量誤(wu)差原因,采取有針(zhēn)對性的措施以減(jian)少系統💯、環境和人(rén)爲誤差🥵影響。瓦斯(sī)抽采計量誤差的(de)減少和消除,有效(xiào)提高了📱瓦斯抽采(cǎi)計量的正确率,是(shì)提高災害防治效(xiào)果和效益的重要(yao)🧑🏾🤝🧑🏼手段,是安全生産(chan)的重要保證。
0引言(yan)
瓦斯抽采工作是(shi)一項環節精細、工(gong)序複雜的系統工(gong)🥰程,在整個工藝流(liu)程中出現任何細(xi)小差錯,都将造成(cheng)前功盡棄,抽采零(líng)效果。抽采流量計(ji)量是瓦斯抽采的(de)🌍一個關鍵環節,是(shi)衡量抽采鑽孔施(shī)工、封孔質量的重(zhòng)要标準。鄭煤集團(tuan)楊河煤業的瓦斯(sī)抽采㊙️系統幹、支管(guǎn)路均采用孔闆流(liú)量計計量管道氣(qì)體🔞流量,孔闆流量(liàng)計具有結構簡單(dān)、維修方便、性能穩(wen)定、使用可靠的特(tè)點,被廣泛應用于(yu)煤礦瓦斯抽采☀️計(ji)量工作。
标準孔闆(pǎn)流量計
被廣泛應(yīng)用于天然氣貿易(yì)計算,占天然氣貿(mào)易計🔞量的㊙️50%左右🆚。其(qí)原因在于标準孔(kǒng)闆流量計的結構(gou)簡單,操🔴作方♌便、技(jì)術成熟、性能穩定(dìng)且無需标定。這些(xie)優點使得标準㊙️孔(kong)闆流量計在✏️燃氣(qi)管道的計量中被(bei)大量使㊙️用。
1孔闆流(liu)量計計量原理
孔(kong)闆流量計爲
差壓(yā)式流量計
,該流量(liang)計是以伯努利方(fang)程和流動連續性(xìng)方程爲原理,當被(bei)測介質流經節流(liu)件時,在其兩側産(chǎn)生差壓,差壓與🌍流(liú)量有對應關系,因(yīn)此通過測量差壓(yā)的♍方法,就可以測(ce)🌏得工況流量[1221]。孔闆(pǎn)流量計是在流體(tǐ)經過的管道内安(ān)裝節流裝置,即孔(kong)闆。節流件造成其(qi)前後局部收縮,流(liú)速增加,在其上、下(xia)側産生了壓力降(jiàng),即壓差,流體流動(dong)的流量越大,在節(jiē)流件前後産生的(de)壓力差就越大,通(tong)過節流件(孔闆)前(qian)後的壓力降計算(suàn)流體流量的裝置(zhi)[3],其結構原理如圖(tú)1所示👄。
2孔闆(pǎn)瓦斯流量計的安(an)裝要求
孔闆前後(hou)管件必須平直,其(qi)中孔闆前10D,後5D,其中(zhōng)D爲管道的直徑。管(guǎn)道内孔闆前後不(bú)得有積水,積渣和(hé)雜物等。與孔闆連(lian)接的管道👉必須平(píng)直,防止漏氣的橡(xiang)膠墊不得偏離✂️管(guǎn)道内徑,以防止流(liu)體在經過孔闆前(qian)改變其🌈原來的層(ceng)流狀态。孔💋闆不宜(yí)安裝在傾斜巷道(dào)中,也不🔴可安裝在(zài)巷道低窪處或靠(kao)近龍門處,即便該(gāi)段巷🈲道爲平直巷(xiàng)道。在孔闆安裝段(duan)前宜安裝放水除(chú)雜裝置,以減少或(huò)降低水或雜物等(deng)對孔闆🔅的影響。
3孔(kong)闆流量計誤差來(lai)源分析
3.1孔闆選取(qu)及安裝影響因素(su)
孔闆流量計的選(xuan)用規格應與可能(neng)通過該孔闆處的(de)流量應🐆當相适應(ying),若孔闆流量計選(xuan)型不當,過大或過(guò)小均可導緻測試(shì)結果失真。孔闆系(xì)數選取不當也能(neng)造成計量結果偏(piān)差較大。另外,孔闆(pan)方向安⛱️裝錯誤也(yě)能夠導緻無法計(jì)量。
3.2孔闆處積水、積(jī)渣影響因素
(1)孔闆(pǎn)處産生積水的原(yuán)因分析。有煤層内(nèi)含水、煤層内縫隙(xì)✏️與其他各種水源(yuán)相連、煤層注水或(huo)人工放水不徹底(dǐ)、自動放水器失靈(ling)等,抽采管道内會(huì)産生一定積水,進(jìn)而導緻測試濃度(dù)🌐降低。多次試驗表(biao)明,當孔闆與抽采(cai)箱、集抽器直接🤟相(xiang)連時,水對測試結(jié)🏃♀️果的影響在10%~40%;在主(zhu)管路、分支管路的(de)孔闆中,水對測🌍試(shi)結果的影響在5%~20%。
(2)孔(kǒng)闆處産生積渣的(de)原因分析。鑽孔施(shi)工完成後初期抽(chōu)采時,一般由于孔(kǒng)内的煤岩粉清除(chú)不幹淨、正常抽采(cai)時期煤層受外界(jiè)擾動或自身不同(tong)程度的埸孔等會(huì)将部分煤岩🔆粉抽(chou)入抽采管道内,管(guan)道内的煤岩粉和(hé)積水混🤞合在一起(qi)在經過孔闆時受(shou)阻✏️而逐步沉積在(zài)孔闆處。孔闆處的(de)積水、積渣使孔闆(pǎn)的有效截面變小(xiao),從而使流體在經(jing)過孔闆處之前流(liu)速已經呈線性增(zēng)加,即孔闆的有效(xiào)作用降低壓力差(cha)絕對值降低,即測(ce)量結果會比實💞際(jì)值偏小。
(3)孔闆前後(hou)雜物影響原因分(fèn)析。人員在安裝抽(chōu)采管道時常常由(you)于趕工期或粗心(xīn)大意,未将管道内(nei)的📧雜物,如煤岩塊(kuài)💋等清🌂理幹🥵淨,雜物(wù)在負壓的作用下(xià)通過孔🥰闆時受孔(kong)闆阻擋而沉積在(zài)孔闆處,此時孔闆(pǎn)的同心圓的面積(ji)減小,從而使流經(jing)孔🔞闆的流體流速(sù)增大,壓力差絕對(dui)值增大,導緻測量(liàng)結果比實際結果(guo)偏大。
3.3旁通管控制(zhì)閥門影響因素
正(zheng)常情況下孔闆流(liu)量計的旁通閥門(mén)處于常開狀态,隻(zhi)有在測👈量時才關(guān)閉。由于閥門本身(shen)質量問題或頻繁(fán)開關導緻閥門失(shi)❄️靈或關不嚴。此時(shí)多數流㊙️體經過孔(kǒng)闆而一部分流體(ti)則經過旁通管控(kong)制閥☔門直接繞過(guo)孔闆,即🥵通過孔闆(pǎn)的有效流🤩體流量(liang)減少,導緻測量結(jie)果偏小。
3.4連接膠管(guǎn)微漏氣影響因素(sù)
連接測試孔和U型(xing)壓差計玻璃管的(de)橡膠管存在人體(ti)察覺不到的微量(liàng)漏氣,究其原因:①橡(xiàng)膠管選材不當。常(chang)用的孔闆測試孔(kong)有外徑爲2mm和外徑(jing)爲4mm的2種,U型壓差計(jì)測試孔外徑爲4mm。配(pèi)套橡膠管材質和(he)彈性不同,造成橡(xiàng)膠管兩端的連接(jiē)部🌂位存在人體察(chá)覺不到的輕微漏(lou)氣,造成測試結果(guǒ)偏小。②橡膠管老化(hua),長👉期未更換。橡膠(jiāo)管長期使用,受井(jǐng)下環境(溫度👈、濕度(du)等)影響會産生龜(gui)裂、腐化、硬度增強(qiáng)而彈性下降等🤞現(xian)象。此時會産生人(ren)🛀🏻體察覺不到的輕(qīng)微漏氣,導緻測量(liàng)結果比實際值偏(piān)小。③測試孔受損。受(shou)井下條件限制、搬(ban)運孔闆時損壞或(huò)維護不到位等情(qíng)況,導緻測試孔脫(tuō)焊、變形等,此時連(lián)接橡膠管時亦産(chǎn)生漏🈚氣,從而導緻(zhi)測試結果偏小。經(jing)現場多次試驗,微(wei)量漏氣影響測量(liàng)結果比真值偏小(xiǎo)5%~10%。
4減小及消除誤差(cha)的措施
在孔闆流(liu)量計使用過程中(zhōng)要規範各項操作(zuo),選取與抽采流量(liàng)相匹配的流量計(jì),消除孔闆選取及(ji)安裝影響因✔️素。孔(kǒng)闆安裝後要定期(qi)維護、保養,在抽采(cai)📧系統的合适位🌈置(zhi)加裝除渣放水器(qi),定期除渣放水🌈,安(ān)排專業人員清除(chu)孔闆前後的積水(shui)、積渣,避免孔🔱闆前(qián)後的積水、積渣影(ying)響流量計量精度(dù)。在旁通管控制閥(fá)門使用過程中要(yào)注意閥門的靈活(huó)程度及開閉情況(kuàng),發現控🏒制閥門💋閉(bì)合不嚴🈲或存在故(gu)障要及🎯時更換,另(lìng)外采用㊙️電磁自控(kòng)閥門也能夠消除(chu)此類誤差。操作人(rén)員要選取合适的(de)橡膠管,消除橡膠(jiāo)管與U型壓差計玻(bō)璃管之間的漏氣(qì)現象。在操作人🌈員(yuán)測試過程中要觀(guān)察橡🥵膠管的使用(yòng)情況,若發現🏃老化(huà)、龜裂等現象,要及(ji)時更換橡膠管。再(zai)者,在流量🤩計使用(yong)過程中應重視操(cao)作人員的業☁️務素(sù)質培訓🔞,增強測試(shi)人員♍的觀察分析(xi)能力,對🛀瓦斯抽采(cǎi)系✂️統💋特别是與計(ji)量相關的各種裝(zhuang)置或配件進行巡(xun)查,發現問題及時(shí)處理或更換,确保(bao)在抽采計量中測(cè)試的結果真實可(ke)靠。
5結語
影響
孔闆(pan)瓦斯流量計
計量(liang)出現誤差的主要(yào)原因是由各種情(qing)況下産生的漏氣(qì),孔闆流量計選取(qǔ)、安裝、維護等問題(tí)和測試人員的不(bu)規範操作等造成(cheng)的。在日常的瓦斯(sī)抽采計量工作中(zhōng)應❌當選取。
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