孔(kǒng)闆流量計(jì)在(zài)瓦(wǎ)斯抽放測量中(zhōng)應用 發布時間:2018-04-23
摘要該文(wén)介紹了孔闆流量計(jì) 的工(gōng)作原理、構(gòu)造、安裝、取壓方式、實際(jì)測量及(jí)存在(zài)問題(tí)等幾(jǐ)個方(fāng)面,便(biàn)于使(shǐ)用孔(kǒng)闆流量(liàng)計(jì)進行(háng)計量的煤(méi)礦工作人員了解、熟(shú)悉、掌握并正确安裝、使用(yòng)孔闆(pǎn)流量計,可(kě)以提高瓦斯抽(chōu)放流量的測量(liàng)精度,減(jiǎn)少誤差(chà)。孔闆流量計因(yīn)爲結構(gòu)簡單,加工安裝方便,性(xìng)能穩定可靠,使(shǐ)用期限(xiàn)長,價格低等原因而在(zài)煤礦(kuàng)瓦斯抽放(fàng)流量測量(liàng)方面得到了最爲廣(guǎng)泛的應用(yòng)。 1孔闆流量計的工作(zuò)原理 當氣體通過管道内(nèi)的節(jiē)流件一(yī)标準孔闆時(shí),氣流束将(jiāng)在此處(chù)形(xíng)成局(jú)部收(shōu)縮,導(dǎo)緻流(liú)速加快,壓力降低,因(yīn)而(ér),氣(qì)流在孔闆兩(liǎng)側便形成差壓,在(zài)其他(tā)條件一定的(de)情(qíng)況下(xià),氣體(tǐ)的流(liú)量越大,形(xíng)成的差壓(yā)也越大,因(yīn)此,可根據(jù)差壓(yā)的大小來确定(dìng)氣體流量(liàng)的大(dà)小j。這(zhè)種測量流(liú)量的方法(fǎ)是以(yǐ)能量(liàng)守(shǒu)恒(héng)定律(lǜ)和流動(dòng)連續性方程(chéng)爲基礎的(de)。 2孔闆流量計的(de)構造 目前,煤礦(kuàng)最常用的(de)孔闆(pǎn)流量計的孔(kǒng)闆(pǎn)是中(zhōng)心突然收(shōu)縮式節流(liú)裝置(zhì):即流體(tǐ)流人節流裝(zhuāng)置後,預先(xiān)沒有(yǒu)流(liú)經(jīng)任何(hé)預收(shōu)縮件(jiàn)而突(tū)遇節(jiē)流件并在(zài)管軸(zhóu)中心線附(fù)近形成收縮的(de)節流裝置(zhì)。現以(yǐ)蔣家(jiā)河煤礦使用的(de)标準孔闆(pǎn)流量計來(lái)說明(míng)其構(gòu)造。其由孔(kǒng)闆、取(qǔ)壓嘴(zuǐ)和鋼管組成,具(jù)體構(gòu)造如圖1所示。 3孔闆流量計(jì)的安裝(zhuāng)要(yào)求 (1)在抽放瓦斯(sī)管路中安裝孔闆時(shí),孔闆(pǎn)的孔(kǒng)口必須與管(guǎn)道同心(xīn),其端面(miàn)與(yǔ)管道軸線垂直,偏心(xīn)度<1-2%。 (2)安裝孔(kǒng)闆的(de)管道(dào)内(nèi)壁,在孔(kǒng)闆前後距離2d的(de)範圍内,不應有(yǒu)凹凸(tū)不(bú)平(píng),焊縫(féng)和墊(niàn)片等。 (3)節流裝置應安裝在兩(liǎng)段具有等直(zhí)徑的圓形(xíng)橫(héng)截面的(de)直管(guǎn)段之(zhī)間,在此中(zhōng)間,除了取壓孔、測溫(wēn)tl~'f,無規定之外的(de)障礙(ài)和連接支(zhī)管。直管段(duàn)毗鄰孔闆的上(shàng)遊10d(d爲(wèi)上遊測量管内徑,下同(tóng))或流動(dòng)調整器後和下遊4d的直管部分(fèn)需機加工,并符合本标準規定(dìng)。 (4)要經常(cháng)清(qīng)理孔闆前後的污物和積水,孔(kǒng)闆鏽(xiù)蝕要更換。 (5)抽放(fàng)瓦斯(sī)量有較大(dà)變化時,應(yīng)根據(jù)流量(liàng)大(dà)小(xiǎo)更(gèng)換(huàn)相應的孔(kǒng)闆。 (6)每個孔闆流量計(jì)的孔(kǒng)闆(pǎn)系數都(dōu)會有所不(bú)同,因(yīn)此,對礦井使(shǐ)用的所有孔闆流(liú)量計需(xū)要(yào)編号(hào)并記(jì)錄與其相(xiàng)對應的孔(kǒng)闆系(xì)數,以便于(yú)正确(què)計算(suàn)抽(chōu)放(fàng)瓦斯(sī)流量。 4孔闆(pǎn)流量(liàng)計的取壓方式(shì) 孔闆(pǎn)流量計的(de)取壓方式(shì)主要(yào)有法(fǎ)蘭取(qǔ)壓、角接取壓和徑距(jù)取壓(yā)三種。蔣家(jiā)河煤礦使用的(de)标準孔闆流量(liàng)計采用徑距取(qǔ)壓,原(yuán)理如圖2所示。取壓(yā)口的間(jiān)距是取壓口中(zhōng)心線與孔闆(pǎn)某一規定端(duān)面之(zhī)間的距離,上遊(yóu)取壓(yā)口間(jiān)距爲(wèi)管道直(zhí)徑d,下遊(yóu)取壓口間(jiān)距爲d/2,故又(yòu)稱爲d和d/2取(qǔ)壓。 5孔闆(pǎn)流量計(jì)在使用中産品(pǐn)誤差的主(zhǔ)要原(yuán)因 (1)孔闆前後直(zhí)管段不符合要(yào)求。孔闆前後直(zhí)管段的作用是(shì)爲了保(bǎo)證管道内流體(tǐ)的流動(dòng)穩定,但(dàn)由于直(zhí)管段長度不夠(gòu)或工藝管道上(shàng)常有(yǒu)拐彎(wān)、分叉(chā)、彙合(hé)等阻(zǔ)力件出現,使流體由穩定(dìng)變(biàn)爲擾動(dòng),從而導(dǎo)緻測量誤差。 (2)孔闆片上(shàng)下遊(yóu)面(miàn)受(shòu)損或(huò)孔闆法(fǎ)蘭墊片(piàn)凸出管道内。在(zài)運輸(shū)孔闆(pǎn)或施(shī)工人員安(ān)裝孔(kǒng)闆的(de)過程中,容易造(zào)成上(shàng)下遊面受(shòu)損或(huò)孔闆(pǎn)法蘭墊片凸出(chū)管道(dào)内(nèi),從而導(dǎo)緻測量(liàng)誤(wù)差。 (3)孔闆上下遊(yóu)面反(fǎn)裝。由(yóu)于施工人(rén)員粗(cū)心(xīn),将孔闆反裝,緻使(shǐ)氣體(tǐ)流向與(yǔ)孔闆方(fāng)向不(bú)一緻(zhì),從而(ér)導緻測量誤差(chà)。 (4)不同孔闆流量計之間(jiān)孔(kǒng)闆錯(cuò)裝。在拆卸(xiè)維修或組裝孔闆流量(liàng)計(jì)時,若孔闆(pǎn)外徑尺寸一緻(zhì),稍不注意(yì)就會(huì)出現錯裝,導緻(zhì)孔闆流(liú)量計與(yǔ)自身(shēn)孔(kǒng)闆系數(shù)不符,從(cóng)而(ér)導緻測量誤差(chà)。 (5)孔闆(pǎn)變形或結垢。孔闆在(zài)運輸(shū)、安裝(zhuāng)過程中(zhōng),由于施(shī)工人(rén)員責(zé)任心不強,有可(kě)能造(zào)成孔(kǒng)闆(pǎn)變形;孔(kǒng)闆流量計長時間使用後,孔闆(pǎn)内表面(miàn)會(huì)結垢(gòu),使得孔(kǒng)闆(pǎn)開口(kǒu)尺寸變(biàn)小,造成測量(liàng)誤差。 (6)孔闆的孔口與(yǔ)管道(dào)不同(tóng)心(xīn)。組裝孔闆流(liú)量計時,由(yóu)于施(shī)工人員不(bú)負責任,有可能(néng)造成孔闆(pǎn)的孔(kǒng)口與(yǔ)管道不同(tóng)心,導(dǎo)緻(zhì)測(cè)量誤差。 (7)孔闆流量計管道内積水。管(guǎn)道積水,會(huì)改變(biàn)孔闆(pǎn)流(liú)量計(jì)計(jì)量裝置的幾何特性(xìng),從而影響(xiǎng)流量計量(liàng)的準(zhǔn)确性(xìng)。 6孔闆流量(liàng)計的實際應(yīng)用(yòng) 以蔣家(jiā)河煤礦(kuàng)201工作面(miàn)回(huí)風順(shùn)槽2号鑽(zuàn)場爲例(lì)來說明孔(kǒng)闆流(liú)量計在實(shí)際中(zhōng)的使(shǐ)用方(fāng)法。2号鑽場(chǎng)共(gòng)布置了(le)4個鑽孔,鑽(zuàn)孔φ113mm,封(fēng)孔管φ75mm,采用φ80彈簧(huáng)軟管與1個φ133mm鋼管(guǎn)分路器相(xiàng)連,然(rán)後通過放水箱、孔闆(pǎn)流量計與φ152mm彈(dàn)簧軟管(guǎn)相連(lián),最後與回(huí)風順(shùn)槽φ400mmpvc抽放管(guǎn)路相連進行瓦斯抽放。如(rú)圖(tú)3所(suǒ)示。 6.1測(cè)定前需準(zhǔn)備的儀(yí)器儀表(biǎo) (1)u型壓(yā)差計(測量(liàng)孔闆(pǎn)流量計孔(kǒng)闆前(qián)後(hòu)端差壓(yā)即兩個(gè)取(qǔ)壓嘴(zuǐ)之間差壓(yā)ah。差壓(yā)值宜在滿量程(chéng)的10~90%範(fàn)圍(wéi)内)。 (2)u型負(fù)壓計(測量(liàng)管(guǎn)道(dào)内的氣體抽放(fàng)負壓(yā),kpa)。 (3)光(guāng)學(xué)礦用(yòng)瓦斯(sī)檢測儀(測(cè)量管道内(nèi)的瓦(wǎ)斯濃度x)。 6.2測量方(fāng)法 孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)上面(miàn)兩個取壓(yā)嘴與u型壓差計兩(liǎng)個管端口利(lì)用橡膠軟(ruǎn)管連(lián)接,然(rán)後讀出差(chà)壓值(zhí)(單(dān)位mmh2o柱);u型負壓(yā)計一個管(guǎn)el用膠管與(yǔ)d/2取壓嘴相連,另一個(gè)管口敞(chǎng)開,讀出(chū)管内負壓值(單(dān)位kpa);光(guāng)學瓦(wǎ)斯檢測儀(yí)用橡膠軟(ruǎn)管與瓦斯(sī)濃(nóng)度(dù)檢查孔連接,測(cè)量出管道内瓦(wǎ)斯濃(nóng)度(%)。如圖4所(suǒ)示。 經測(cè)定,2号(hào)鑽場(chǎng)孔闆壓差300mmh2o柱,負(fù)壓20kpa,瓦斯濃(nóng)度1.7%,孔(kǒng)闆系數出(chū)廠給(gěi)定值爲0.4763。 63抽放管(guǎn)路瓦(wǎ)斯混(hùn)合量(liàng)簡易(yì)算法(fǎ) 式中(zhōng): 7結束語 利(lì)用孔闆流量(liàng)計(jì)等儀(yí)器、儀表對瓦斯(sī)抽放(fàng)管路内瓦斯濃度、壓力或(huò)差壓、流量等參(cān)數進(jìn)行測量,經(jīng)過計算就可以(yǐ)判定工(gōng)作面抽(chōu)采率或礦井抽(chōu)采率是(shì)否達标(biāo),并對瓦斯抽采(cǎi)的效果進行評(píng)價,依據評(píng)價結論就(jiù)可以知道(dào)現有抽采系統(tǒng)存在(zài)哪些問題(tí),進而選擇先進、适用(yòng)的瓦斯抽采方(fāng)法和(hé)工藝(yì),設計瓦斯(sī)抽采達标的工(gōng)藝方(fāng)案,實(shí)現(xiàn)瓦斯抽(chōu)采達标。
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