摘要該文(wen)介紹了孔闆流(liu)量計
的工作原(yuan)理、構造、安裝、取(qu)壓方式、實際測(ce)量及存在問題(tí)等幾⚽個方面,便(bian)于使用孔闆流(liu)量計進行計量(liang)的煤礦工作人(ren)員了解、熟悉、掌(zhang)握并正确安裝(zhuāng)、使用🌍孔闆流🈲量(liàng)計,可以提高瓦(wa)斯抽🧡放流量的(de)測量精度,減少(shǎo)誤差。孔闆流量(liang)計因爲結構簡(jiǎn)單,加工安裝方(fāng)便,性能穩定可(kě)靠,使用期限長(zhǎng),價格低等原因(yin)而在煤礦瓦斯(si)抽放流量測量(liàng)方面♋得到了最(zui)爲廣泛的應用(yòng)。
1孔闆流量計的(de)工作原理
當氣(qì)體通過管道内(nei)的節流件一标(biao)準孔闆時,氣流(liú)束将🔴在此💋處形(xing)成局部收縮,導(dǎo)緻流速加快,壓(yā)力降低,因而,氣(qì)流在孔闆🔅兩側(ce)便形成差壓,在(zài)其他條件一定(ding)的情況下,氣體(ti)的流量越大,形(xíng)成的差壓也越(yuè)大,因此,可根據(jù)差壓✨的大小來(lai)确定氣體流量(liàng)的大小J。這種測(ce)量🔴流量的方法(fa)💋是以能量守恒(héng)定律和流動連(lián)續性方程爲基(jī)礎的。
2孔闆流量(liàng)計的構造
目前(qian),煤礦最常用的(de)孔闆流量計的(de)孔闆是中心突(tū)然收縮式節💃流(liú)裝置:即流體流(liu)人節流裝置後(hou),預先沒有流經(jing)任何預收縮件(jiàn)而突遇節流件(jiàn)并在管軸中心(xin)線附近形成收(shou)縮的節流裝置(zhì)。現以蔣家河煤(méi)礦使用的🌍标準(zhǔn)孔闆流量計來(lái)🎯說明其構造。其(qi)由孔📞闆、取壓嘴(zui)和鋼管組成,具(jù)體構造如圖1所(suǒ)示。
3孔闆流(liu)量計的安裝要(yao)求
(1)在抽放瓦斯(si)管路中安裝孔(kong)闆時,孔闆的孔(kǒng)口必須與管道(dao)同心,其端面與(yu)管道軸線垂直(zhí),偏心度<1-2%。
(2)安裝孔(kǒng)闆的管道内壁(bi),在孔闆前後距(jù)離2D的範圍内,不(bu)🐪應有✏️凹❄️凸不平(píng),焊縫和墊片等(děng)。
(3)節流裝置應安(an)裝在兩段具有(you)等直徑的圓形(xíng)橫截⭕面的直管(guan)段之間,在此中(zhōng)間,除了取壓孔(kong)、測溫TL~'F,無規定之(zhī)外的障礙和連(lian)接支管。直管段(duàn)毗鄰孔闆的上(shàng)遊10D(D爲上遊測量(liang)管内徑,下同)或(huo)流動調整器後(hòu)和下遊4D的直管(guǎn)部分需機加工(gong),并符合本标準(zhun)規定。
(4)要經常清(qīng)理孔闆前後的(de)污物和積水,孔(kong)闆鏽蝕要㊙️更換(huàn)。
(5)抽放瓦斯量有(you)較大變化時,應(ying)根據流量大小(xiǎo)更換相㊙️應的孔(kǒng)闆。
(6)每個孔闆流(liú)量計的孔闆系(xì)數都會有所不(bú)同,因此,對礦💁井(jǐng)使用的所有孔(kong)闆流量計需要(yào)編号并記錄與(yǔ)其相對應的孔(kǒng)闆系數,以便于(yu)正确計算抽放(fàng)瓦斯流量。
4孔闆(pǎn)流量計的取壓(yā)方式
孔闆流量(liang)計的取壓方式(shi)主要有法蘭取(qu)壓、角接取壓和(hé)徑距取壓三種(zhǒng)。蔣家河煤礦使(shǐ)用的标準孔闆(pan)流量計采用徑(jing)距取壓,原理如(ru)圖2所示。取壓口(kou)的間☔距是取👨❤️👨壓(yā)口中心線與🤩孔(kong)闆某一規定端(duan)面之間的距離(li),上遊取壓口間(jian)🌈距爲管道直徑(jing)D,下遊取壓口間(jiān)距爲D/2,故又稱爲(wèi)D和D/2取壓。
5孔闆流(liu)量計在使用中(zhōng)産品誤差的主(zhu)要原因
(1)孔闆前(qian)後直管段不符(fu)合要求。孔闆前(qian)後直管段的作(zuo)用是爲了保證(zhèng)管道内流體的(de)流動穩定,但由(yóu)于直管🏃🏻♂️段長度(du)不夠或🈲工藝管(guan)道上常有拐彎(wān)、分叉、彙合等阻(zu)力件出現,使流(liu)體由穩定變爲(wèi)擾動,從而導☎️緻(zhì)測量誤差。
(2)孔闆(pǎn)片上下遊面受(shòu)損或孔闆法蘭(lan)墊片凸出管道(dao)内。在運輸孔闆(pan)或施工人員安(an)裝孔闆的過程(chéng)中,容✏️易造成上(shang)🧑🏾🤝🧑🏼下遊🔆面受損或(huò)孔闆法蘭墊片(pian)凸出管道内,從(cóng)而導緻測量誤(wu)差。
(3)孔闆上下遊(yóu)面反裝。由于施(shī)工人員粗心,将(jiang)孔闆反🤩裝,緻使(shi)💔氣體流向與孔(kǒng)闆方向不一緻(zhì),從而導緻測量(liang)誤差。
(4)不同孔闆(pan)流量計之間孔(kǒng)闆錯裝。在拆卸(xiè)維修或組裝🚶孔(kong)闆流量計時,若(ruò)孔闆外徑尺寸(cùn)一緻,稍不注意(yì)就會出現錯裝(zhuang),導緻❌孔闆流量(liang)計與自身孔闆(pan)系數不符,從而(ér)導緻🏃🏻♂️測量誤差(cha)。
(5)孔闆變形或結(jié)垢。孔闆在運輸(shū)、安裝過程中,由(yóu)于施工人員責(ze)任心不強,有可(kě)能造成孔闆變(bian)形;孔闆流量計(ji)長時間使用後(hou),孔闆内表面會(huì)結垢,使得孔闆(pǎn)開口尺寸變小(xiao),造成測量誤差(cha)🔞。
(6)孔闆的孔口與(yu)管道不同心。組(zu)裝孔闆流量計(ji)時,由于施工⛷️人(ren)員不負責任,有(you)可能造成孔闆(pǎn)的孔口與🌈管道(dào)不同心,導緻測(cè)♈量誤差。
(7)孔闆流(liu)量計管道内積(jī)水。管道積水,會(hui)改變孔闆流量(liàng)計❓計量裝置的(de)幾何特性,從而(er)影響流量計量(liang)的準确性。
6孔闆(pan)流量計的實際(ji)應用
以蔣家河(hé)煤礦201工作面回(huí)風順槽2号鑽場(chang)爲例來說明孔(kǒng)闆⛱️流量計在實(shí)際中的使用方(fāng)法。2号鑽場共布(bù)置了✏️4個鑽孔,鑽(zuan)孔φ113mm,封孔管φ75mm,采用(yong)φ80彈簧軟管與1個(ge)φ133mm鋼管分路器相(xiàng)連,然後通過放(fàng)水箱、孔闆流量(liàng)計與φ152mm彈簧軟管(guǎn)相連,最後與回(hui)風順槽φ400mmPVC抽放管(guan)路相連進行瓦(wǎ)斯抽放。如圖3所(suo)示。
6.1測定前(qián)需準備的儀器(qì)儀表
(1)U型壓差計(ji)(測量孔闆流量(liang)計孔闆前後端(duān)差壓即兩個取(qu)壓嘴之間差壓(yā)Ah。差壓值宜在滿(man)量程的10~90%範圍内(nèi))。
(2)U型負壓計(測量(liang)管道内的氣體(tǐ)抽放負壓,KPa)。
(3)光學(xué)礦用瓦斯檢測(ce)儀(測量管道内(nèi)的瓦斯濃度x)。
6.2測(cè)量方法
孔闆流(liu)量計上面兩個(gè)取壓嘴與U型壓(ya)差計兩個管端(duān)口利用橡🏃♂️膠軟(ruǎn)管連接,然後讀(dú)出差壓值(單位(wèi)mmh2o柱);U型負壓計一(yī)個管El用膠管與(yǔ)D/2取壓嘴相連,另(lìng)一個管口敞開(kāi),讀出管内負壓(yā)🏃♀️值(單位🤟KPa);光學瓦(wa)斯檢測儀用橡(xiang)膠軟管與瓦斯(sī)濃度檢查孔連(lián)接,測量出管道(dao)内💛瓦斯濃度(%)。如(ru)圖4所示。
經測定,2号(hao)鑽場孔闆壓差(cha)300mmH2o柱,負壓20KPa,瓦斯濃(nong)度1.7%,孔闆系🧑🏽🤝🧑🏻數出(chū)廠給🈲定值爲0.4763。
63抽(chou)放管路瓦斯混(hun)合量簡易算法(fa)
式中:
7結束語
利(lì)用孔闆流量計(ji)等儀器、儀表對(dui)瓦斯抽放管路(lu)内瓦斯濃💯度、壓(yā)力或差壓、流量(liàng)等參數進行測(cè)量,經過計算就(jiù)可以判定工作(zuo)面💯抽采率或礦(kuang)井抽采率是否(fǒu)達标,并對瓦😍斯(si)抽采的效果進(jin)行評價,依據評(píng)價結論就可以(yǐ)知道現🙇♀️有抽采(cai)系統存在哪些(xie)問題,進而選擇(ze)先進、适用的瓦(wa)斯抽采方法和(he)工藝,設計瓦斯(sī)抽采達标的工(gong)藝方案,實現瓦(wa)斯抽采達标。
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