摘要(yao):針對煤礦(kuàng)管道瓦斯(si)計量現狀(zhuang)通過對V 錐(zhuī)流量計 的(de)特點分析(xī)并結合管(guǎn)道瓦斯自(zi)身特點,得(de)出V錐流量(liàng)計😄更适☔合(hé)于管道瓦(wǎ)斯計量。重(zhòng)點介紹了(le)V錐流量計(ji)算公式中(zhōng)的🤩系數k.差(cha)壓值△p、密度(dù)ρ本身的測(cè)量誤差對(duì)流量計算(suan)結果的影(yǐng)響并通過(guò)計算💘不同(tóng)狀況下☎️的(de)系數h.差壓(yā)值△p、密度ρ的(de)誤差大小(xiao)變化分析(xī)其本身⁉️對(duì)測量結果(guo)的影響得(de)出🥰系數k影(ying)響最大引(yǐn)入實時密(mi)度測量更(geng)容易提高(gāo)測量正确(que)率的結論(lun)。
　　瓦斯抽放(fàng)是防治煤(mei)礦瓦斯災(zāi)害事故的(de)根本措施(shī)🧡瓦斯抽🔞放(fàng)👅監控及利(lì)用是确保(bǎo)瓦斯抽放(fang)安全、提高(gao)瓦斯抽放(fang)💜效率和瓦(wa)斯利用率(lǜ)的重要途(tu)徑和有效(xiao)⭕手段。瓦斯(sī)利用爲瓦(wa)斯抽放系(xi)統帶來了(le)廣闊的市(shi)場,并對流(liú)量的測量(liang)亦有了要(yao)✨求。流量測(ce)量裝置配(pei)⭐備在井下(xia)移動泵、地(dì)面抽放泵(bèng)的正壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻側(cè)和負壓側(cè),目前主要(yào)使用的是(shì)孔闆流量(liang)計和渦街(jiē)流量計調(diào)查發現這(zhè)2款測量裝(zhuang)置本身存(cun)在很大不(bu)足闆流量(liàng)計✏️測量精(jīng)度差而且(qiě)對泵的抽(chou)放效率有(you)很大影響(xiǎng), 渦街流量(liàng)計 本身對(dui)振動非常(chang)敏感煤礦(kuang)的工況條(tiáo)件很大程(chéng)度上♊影📞響(xiǎng)了渦🈲街測(cè)量的正确(que)率同時這(zhe)2種流量計(jì)的安裝需(xu)要很長的(de)直管段😘很(hen)多時候工(gōng)況條件難(nan)以滿足。目(mu)前煤礦急(ji)需--種測量(liang)精度高長(zhang)🌍期穩定性(xìng)好安裝維(wei)護方便的(de)測✌️量設備(bèi)。V錐流量計(ji)以🌈其獨特(tè)的性能非(fēi)常适合于(yu)煤礦瓦斯(sī)抽放環境(jing)。
1.V錐流量計(jì)在瓦斯管(guan)道氣體測(ce)量方面的(de)特點
　　通過(guò)對瓦斯管(guǎn)路抽放氣(qì)體和瓦斯(sī)抽放泵現(xian)場作業環(huan)境☁️的🧡分析(xī)結合V錐流(liu)量傳感器(qì)本身的特(tè)性分析,V錐(zhui)流量傳感(gan)器是一款(kuǎn)💞非常适合(hé)瓦斯管道(dào)氣體🈲測量(liàng)的流量計(ji)🥰,它的以下(xià)特點決定(dìng)了它非常(chang)适用于瓦(wa)斯管道氣(qì)體的測量(liang)。
(1)±0.5%的測量精(jing)度(在多數(shu)标定的V錐(zhui)流量計中(zhōng)流出系數(shù)的不确⛷️定(dìng)度不超過(guo)0.4%)。這樣高的(de)精度是孔(kong)闆等傳統(tong)差壓儀表(biǎo)💰所不🔴能相(xiàng)❓比的;量程(cheng)比10~15:1。
(2)在使用(yong)安裝時,隻(zhī)需要極短(duǎn)的直管段(duan)甚至不需(xū)要♻️前面1(0)~3D後(hòu)面👌0~1D。(在調節(jiē)閥後安裝(zhuang)時需要3D的(de)直管,D爲管(guan)路直徑)。
(3)具(jù)有極高的(de)測量靈敏(mǐn)度(分辨率(lǜ))負壓端約(yuē)25Pa的壓力(水(shui)柱☁️高度還(hái)不到普通(tōng)玻璃闆的(de)厚度)就可(ke)以檢測到(dao)。因而除了(le)測量大流(liu)量外還可(kě)測量極小(xiao)的流量如(rú)煙道氣等(děng)。
(4)V錐體被設(she)計成吹掃(sao)型結構,因(yin)而具有自(zì)清潔功能(néng)🚩,因此不會(hui)堆積截留(liú)流體中挾(jia)帶的任何(he)髒污物、凝(ning)固體、固體(tǐ)、氣液等。非(fei)常适👨‍❤️‍👨合測(ce)量髒污的(de)流體。
(5)流體(ti)流過具有(yǒu)特殊形狀(zhuàng)結構的V錐(zhuī)體時,會在(zai)其節流✨邊(biān)🛀🏻緣處形成(chéng)邊界層效(xiào)應,因此極(ji)大地減少(shao)了磨損的(de)可能性,因(yin)此V錐型流(liu)量計投入(ru)使用.後除(chú)極特殊條(tiáo)件外,它的(de)✔️節流邊是(shi)不會被磨(mó)損得,也可(ke)以說是免(miǎn)拆卸标定(ding)的。
(6)無可動(dòng)部件不含(han)任何電器(qì)件是-個純(chún)機械體具(ju)有不怕震(zhen)🌈動、耐高溫(wēn)、高壓、防腐(fǔ)等特點。也(yě)就是說:它(tā)既有傳統(tong)差💃🏻壓式儀(yi)表的結構(gou)簡單、牢固(gu)可靠之特(tè)點又具有(you)傳統差壓(ya)式所不具(ju)備的各項(xiàng)優越性能(neng)。
(7)壓損小,相(xiang)比于孔闆(pǎn)流量計和(he)渦街流量(liang)計有明顯(xian)的節能效(xiao)果。
2V錐流量(liang)計測量結(jié)果的誤差(chà)計算
2.1測試(shi)數據及誤(wu)差處理方(fāng)法
　　對3台V流(liu)量傳感器(qi)進行了測(cè)試經過實(shi)流标.定系(xi)數k:爲8690。表1爲(wei)實流标定(dìng)時所測得(de)的參數。

　　結(jié)合以上标(biao)定數據分(fen)析各變量(liàng)對流量計(ji)算值的影(ying)響并計算(suan)出各變量(liang)對計算值(zhí)影響的大(dà)小，從而可(kě)以有針對(duì)性的處🏃理(lǐ)生産和測(cè)量過程中(zhōng)引入的誤(wù).差提高數(shù)據👌的正确(què)率。并重點(dian)觀察引入(rù)甲烷濃度(du)測量對真(zhen)實值的影(yǐng)響。
　　首先選(xuan)取測試條(tiáo)件在這裏(li)對标準狀(zhuàng)況及其工(gong)況簡單加(jia)以說明标(biāo)準狀況通(tong)常是指溫(wen)度爲0C(273.15K)和壓(yā)強爲101.325kPa的情(qing)況;工況是(shì)指工業現(xian)場設備在(zài)現場工作(zuò)時所處的(de)環境狀況(kuàng)需現場測(ce)量。爲了更(geng)貼近實際(ji)使用環境(jing)選取工況(kuang)狀況進行(háng)計算在溫(wēn)度㊙️爲20C大氣(qi)壓力爲101.325.kPa狀(zhuang)況下空氣(qi)的密度爲(wei)1.2041kg/m',甲烷密度(dù)0.6669kg/m'狀況,工況(kuang)下體積流(liu)量Qv的計算(suàn)式')如下:

式(shi)中
k---系數;
C---流(liú)出系數;.
ε---壓(ya)縮系數液(ye)體ε=1;
β---直徑比(bǐ);
D---管道内徑(jing),mm;
d---錐體最大(dà)處直徑.mm。
　　Qv是(shì)一個含有(you)多元變量(liang)的計算公(gōng)式其中系(xi)數k、差壓值(zhi)△p、密度p都是(shi)其中的變(bian)量,而系數(shù)k又受到多(duo)種因素的(de)影響在這(zhè)裏把系數(shu)k當做單獨(du)的變量處(chu)理這樣更(gèng)有利于誤(wu)差分析。因(yīn)此式(1)是🐆一(yi)個含👨‍❤️‍👨有3個(ge)自變量的(de)函數。
的估(gū)算計算出(chū)k、Op和p所産生(sheng)的誤差對(duì)真實值的(de)影響。
　　在實(shi)際的生産(chan)和測量過(guò)程中k、△p和ρ3個(ge)數都會産(chǎn)生不同🛀🏻程(cheng)度的誤差(cha),由于測量(liàng)手段及工(gōng)具的有限(xian)不可👉能得(dé)🔞到真實值(zhi),因此隻能(neng)估算出測(ce)量值與真(zhen)實值的誤(wu)差在這裏(lǐ)将系數k所(suo)産生的誤(wu)差估算爲(wei)10%,△p所産生的(de)誤差估算(suàn)爲5%密度ρ産(chǎn)生的影響(xiang)是計算的(de)重點瓦斯(si)抽放管路(lu)作業時密(mi)度本身随(suí)着瓦斯抽(chou)放進度不(bú)斷變化,因(yīn)此設置2種(zhǒng)情況,一種(zhong)情況是在(zài)測量過程(cheng)中不🏃‍♀️斷對(duì)甲烷的測(ce)量調整密(mi)度參數提(ti)高其正确(que)率,綜合測(cè)量工具等(děng)方面的影(yǐng)響将誤差(cha)擴大,相對(duì)誤差限爲(wèi)2%;另-種情況(kuang)是不進行(hang)密度計算(suan)🏃和修正這(zhè)樣産生的(de)誤差相對(dui)☁️較大。
　　例如(ru):工況下空(kōng)氣的密度(dù)爲1.2041kg/m3,甲烷密(mì)度0.6669kg/m3,甲烷含(hán)量是20%時🏃‍♂️,瓦(wa)斯氣體密(mi)度爲1.09666kg/m3;
　　甲烷(wán)含量是40%時(shi)瓦斯氣體(ti)密度爲0.98922kg/m3;甲(jia)烷含量接(jie)近于0時，瓦(wǎ)斯氣體密(mì)度爲1.2041kg/m3則:甲(jiǎ)烷含量40%的(de)甲烷密度(dù)與甲烷含(han)量20%的甲烷(wan)密度所産(chǎn)生的誤差(chà)爲0.10744;甲烷含(hán)量0%的甲烷(wan)密度與甲(jia)烷含量20%的(de)甲烷密度(dù)所産生的(de)誤差爲0.10744。
相(xiàng)對誤差限(xian)爲:0.10744+1.09666=9.8%。
利用公(gōng)式計算誤(wu)差e(A*)爲:

≈2499.005+11735.424=21.29%
　　同理(lǐ)可以進行(hang)系數k、差壓(yā)△p、密度ρ誤差(chà)均爲10%時的(de)誤差計💜算(suan);系🧡數k誤差(chà)10%、密度ρ誤差(chà)2%時的誤差(cha)計算;系數(shu)k誤差5%、密度(dù)ρ誤2%時的誤(wù)差計㊙️算結(jie)果見表2。
2.3誤(wu)差結果統(tǒng)計分析

　　從(cóng)表2中可以(yi)看出。在系(xì)數k差壓△ρ、密(mì)度ρ本身存(cún)在10%誤差的(de)🛀🏻情況下,相(xiang)對誤差限(xiàn)達到了23.90%;而(er)在估算的(de)系數k誤差(cha)10%、差📱壓△ρ誤差(cha)5%、密度ρ誤差(cha)9.8%的🐆誤差情(qíng)況下相對(duì)誤差限是(shì)21.29%;在提高技(jì)術❓及其工(gong)藝的情🛀況(kuang)下系數k:誤(wu)差5%、差壓💁△ρ誤(wu)差2%、密度ρ誤(wu)差2%時相對(dui)誤差限爲(wèi)8.83%。可以得出(chu)如下結論(lùn):
(1)在k、△p、ρ誤差均(jun)爲10%時hs系數(shu)産生的誤(wù)差對最終(zhong)計算結果(guo)影🌐響✉️最大(dà)其次爲密(mì)度ρ差壓△p最(zui)小。
(2)利用估(gū)算的密度(dù)計算工況(kuàng)流量時隻(zhī)考慮甲烷(wan)氣體濃🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度(dù)變化20%的情(qing)況下,誤差(chà)依舊非常(cháng)大相對誤(wù)差限可⚽以(yǐ)達到21.29%。
(3)在k、△p、ρ誤(wù)差分别爲(wei)5%、2%、2%時即利用(yong)密度的調(diào)整來進一(yī)步提高數(shù)值正确率(lü)的情況下(xià)相對誤差(chà)限可以達(dá)到8.83%。
(4)系數k減(jian)小誤差是(shì)最爲有效(xiao)的提高數(shu)據正确率(lü)的🙇‍♀️方式⛷️通(tōng)過💃系數k從(cóng)10%的誤差提(tí)高到5%的誤(wu)差,可将相(xiàng)對誤差🔞限(xiàn)從15.58%提高🤟到(dào)8.83%。
(5)通過引入(ru)甲烷濃度(dù)測量修正(zheng)密度數據(ju)是行之有(you)效的提高(gāo)數據正确(que)率的方法(fǎ),甲烷濃度(dù)的測量使(shi)得誤差可(ke)以從9.8%減小(xiǎo)🐆爲2%以内測(ce)量結果的(de)相對誤差(cha)❗限可以從(cong)21.29%提高到1558%。
(6)從(cóng)生産和技(jì)術的可操(cao)作性方面(mian)進行對比(bǐ),引入甲烷(wan)濃度修正(zhèng)密度數據(jù)是易于實(shí)現且非常(cháng)有效的提(tí)高數據正(zheng)确率的方(fang)式👌。
3結語
　　針(zhēn)對V錐流量(liang)計在煤礦(kuang)管道瓦斯(si)計量方面(mian)的應用現(xian)🔞狀,重點介(jiè)紹了V錐流(liú)量計算公(gong)式中系數(shu)k、差壓值△p、密(mi)度ρ本身的(de)測量誤差(cha)對流量計(ji)算結果的(de)影響并🔅通(tōng)過計⛷️算不(bu)同狀況下(xià)的系數k、差(cha)壓值;△p、密度(dù)p的誤差大(dà)小變化分(fen)析其本身(shēn)對測量結(jié)果的影🚶響(xiǎng)得出k系❓數(shu)影響最大(da)引入實時(shí)密❓度測量(liang)更容🈚易提(tí)高測量🐇正(zhèng)确率的結(jié)論。并通過(guo)對生産⛹🏻‍♀️加(jiā)工V錐體的(de)工藝改進(jìn)以及通🔱過(guò)引入瓦斯(si)濃度測量(liang)校正密度(du)值進而使(shǐ)得流量測(ce)量的正👌确(què)率大大的(de)提高。
　　V錐流(liú)量計現已(yǐ)在山西遼(liáo)甯、黑龍江(jiāng)等地開始(shǐ)使用⭐其😍測(cè)量的正确(què)率和穩定(dìng)性較之前(qian)流量計有(yǒu)明顯提高(gao)⭐節能效果(guo)顯著。與此(cǐ)🐉同時随着(zhe)測量數據(ju)的進一步(bu)豐富将進(jin)一步提高(gāo)V錐流量計(ji)的性能,使(shi).得其測量(liàng)正确率進(jin)一步提高(gao)推進V錐流(liú)量計💋的國(guó)家标❗準化(hua)進程。

以上(shàng)内容源于(yu)網絡，如有(you)侵權聯系(xi)即删除!