孔板流量計(jì)在瓦斯抽放測(cè)量中應(yīng)用 發(fā)布時(shí)間：2018-04-23
摘要該文介紹了孔板流量計(jì)的工作原理、構(gòu)造、安裝、取壓方式、實(shí)際測(cè)量及存在問題等幾個(gè)方面，便于使用孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量的煤礦工作人員了解、熟悉、掌握并正確安裝、使用孔板流量計(jì)，可以提高瓦斯抽放流量的測(cè)量精度，減少誤差。孔板流量計(jì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工安裝方便，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)，價(jià)格低廉等原因而在煤礦瓦斯抽放流量測(cè)量方面得到了最為廣泛的應(yīng)用。 1孔板流量計(jì)的工作原理 當(dāng)氣體通過管道內(nèi)的節(jié)流件一標(biāo)準(zhǔn)孔板時(shí)，氣流束將在此處形成局部收縮，導(dǎo)致流速加快，壓力降低，因而，氣流在孔板兩側(cè)便形成差壓，在其他條件一定的情況下，氣體的流量越大，形成的差壓也越大，因此，可根據(jù)差壓的大小來確定氣體流量的大小J。這種測(cè)量流量的方法是以能量守恒定律和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的。 2孔板流量計(jì)的構(gòu)造 目前，煤礦最常用的孔板流量計(jì)的孔板是中心突然收縮式節(jié)流裝置：即流體流人節(jié)流裝置后，預(yù)先沒有流經(jīng)任何預(yù)收縮件而突遇節(jié)流件并在管軸中心線附近形成收縮的節(jié)流裝置�，F(xiàn)以蔣家河煤礦使用的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來說明其構(gòu)造。其由孔板、取壓嘴和鋼管組成，具體構(gòu)造如圖1所示。 3孔板流量計(jì)的安裝要求 (1)在抽放瓦斯管路中安裝孔板時(shí)，孔板的孔口必須與管道同心，其端面與管道軸線垂直，偏心度<1-2％。 (2)安裝孔板的管道內(nèi)壁，在孔板前后距離2D的范圍內(nèi)，不應(yīng)有凹凸不平，焊縫和墊片等。 (3)節(jié)流裝置應(yīng)安裝在兩段具有等直徑的圓形橫截面的直管段之間，在此中間，除了取壓孔、測(cè)溫TL~'F，無規(guī)定之外的障礙和連接支管。直管段毗鄰孔板的上游10D(D為上游測(cè)量管內(nèi)徑，下同)或流動(dòng)調(diào)整器后和下游4D的直管部分需機(jī)加工，并符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 (4)要經(jīng)常清理孔板前后的污物和積水，孔板銹蝕要更換。 (5)抽放瓦斯量有較大變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)流量大小更換相應(yīng)的孔板。 (6)每個(gè)孔板流量計(jì)的孔板系數(shù)都會(huì)有所不同，因此，對(duì)礦井使用的所有孔板流量計(jì)需要編號(hào)并記錄與其相對(duì)應(yīng)的孔板系數(shù)，以便于正確計(jì)算抽放瓦斯流量。 4孔板流量計(jì)的取壓方式 孔板流量計(jì)的取壓方式主要有法蘭取壓、角接取壓和徑距取壓三種。蔣家河煤礦使用的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)采用徑距取壓，原理如圖2所示。取壓口的間距是取壓口中心線與孔板某一規(guī)定端面之間的距離，上游取壓口間距為管道直徑D，下游取壓口間距為D/2，故又稱為D和D/2取壓。 5孔板流量計(jì)在使用中產(chǎn)品誤差的主要原因 (1)孔板前后直管段不符合要求�？装迩昂笾惫芏蔚淖饔檬菫榱吮ＷC管道內(nèi)流體的流動(dòng)穩(wěn)定，但由于直管段長(zhǎng)度不夠或工藝管道上常有拐彎、分叉、匯合等阻力件出現(xiàn)，使流體由穩(wěn)定變?yōu)閿_動(dòng)，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。 (2)孔板片上下游面受損或孔板法蘭墊片凸出管道內(nèi)。在運(yùn)輸孔板或施工人員安裝孔板的過程中，容易造成上下游面受損或孔板法蘭墊片凸出管道內(nèi)，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。 (3)孔板上下游面反裝。由于施工人員粗心，將孔板反裝，致使氣體流向與孔板方向不一致，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。 (4)不同孔板流量計(jì)之間孔板錯(cuò)裝。在拆卸維修或組裝孔板流量計(jì)時(shí)，若孔板外徑尺寸一致，稍不注意就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裝，導(dǎo)致孔板流量計(jì)與自身孔板系數(shù)不符，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。 (5)孔板變形或結(jié)垢�？装逶谶\(yùn)輸、安裝過程中，由于施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，有可能造成孔板變形；孔板流量計(jì)長(zhǎng)時(shí)間使用后，孔板內(nèi)表面會(huì)結(jié)垢，使得孔板開口尺寸變小，造成測(cè)量誤差。 (6)孔板的孔口與管道不同心。組裝孔板流量計(jì)時(shí)，由于施工人員不負(fù)責(zé)任，有可能造成孔板的孔口與管道不同心，導(dǎo)致測(cè)量誤差。 (7)孔板流量計(jì)管道內(nèi)積水。管道積水，會(huì)改變孔板流量計(jì)計(jì)量裝置的幾何特性，從而影響流量計(jì)量的準(zhǔn)確性。 6孔板流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用 以蔣家河煤礦201工作面回風(fēng)順槽2號(hào)鉆場(chǎng)為例來說明孔板流量計(jì)在實(shí)際中的使用方法。2號(hào)鉆場(chǎng)共布置了4個(gè)鉆孔，鉆孔φ113mm，封孔管φ75mm，采用φ80彈簧軟管與1個(gè)φ133mm鋼管分路器相連，然后通過放水箱、孔板流量計(jì)與φ152mm彈簧軟管相連，最后與回風(fēng)順槽φ400mmPVC抽放管路相連進(jìn)行瓦斯抽放。如圖3所示。 6.1測(cè)定前需準(zhǔn)備的儀器儀表 (1)U型壓差計(jì)(測(cè)量孔板流量計(jì)孔板前后端差壓即兩個(gè)取壓嘴之間差壓Ah。差壓值宜在滿量程的10～90％范圍內(nèi))。 (2)U型負(fù)壓計(jì)(測(cè)量管道內(nèi)的氣體抽放負(fù)壓，KPa)。 (3)光學(xué)礦用瓦斯檢測(cè)儀(測(cè)量管道內(nèi)的瓦斯?jié)舛葂)。 6.2測(cè)量方法 孔板流量計(jì)上面兩個(gè)取壓嘴與U型壓差計(jì)兩個(gè)管端口利用橡膠軟管連接，然后讀出差壓值(單位mmh2o柱)；U型負(fù)壓計(jì)一個(gè)管El用膠管與D/2取壓嘴相連，另一個(gè)管口敞開，讀出管內(nèi)負(fù)壓值(單位KPa)；光學(xué)瓦斯檢測(cè)儀用橡膠軟管與瓦斯?jié)舛葯z查孔連接，測(cè)量出管道內(nèi)瓦斯?jié)舛?％)。如圖4所示。 經(jīng)測(cè)定，2號(hào)鉆場(chǎng)孔板壓差300mmH2o柱，負(fù)壓20KPa，瓦斯?jié)舛?.7％，孔板系數(shù)出廠給定值為0.4763。 63抽放管路瓦斯混合量簡(jiǎn)易算法 式中： 7結(jié)束語 利用孔板流量計(jì)等儀器、儀表對(duì)瓦斯抽放管路內(nèi)瓦斯?jié)舛�、壓力或差壓、流量等參�?shù)進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過計(jì)算就可以判定工作面抽采率或礦井抽采率是否達(dá)標(biāo)，并對(duì)瓦斯抽采的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)論就可以知道現(xiàn)有抽采系統(tǒng)存在哪些問題，進(jìn)而選擇先進(jìn)、適用的瓦斯抽采方法和工藝，設(shè)計(jì)瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的工藝方案，實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采達(dá)標(biāo)。
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