瓦斯抽(chou)采準确(què)計量是(shi)瓦斯抽(chou)采達标(biāo)評價的(de)前提。由(yóu)于抽采(cai)環境極(ji)端惡劣(liè)，高塵、高(gao)濕、高負(fu)壓，多數(shù)瓦斯流(liú)🌍量傳感(gǎn)器使用(yong)🛀中存在(zai)種種問(wen)題，常常(cháng)需要進(jin)行現場(chǎng)🐇比對，而(ér)孔闆流(liú)量計 是(shi)最傳統(tǒng)的現場(chǎng)比對基(ji)準。通過(guo)煤礦瓦(wa)斯抽采(cǎi)檢測計(jì)量儀器(qì)的技術(shu)應用及(jí)研究，在(zai)流量傳(chuán)感器應(yīng)用過程(chéng)中，發現(xiàn)孔闆㊙️流(liú)量計因(yīn)其結構(gòu)簡單、性(xìng)能穩定(dìng)、操作方(fang)便，在煤(méi)礦瓦🔞斯(sī)抽采檢(jian)測計🔞量(liang)領域得(de)以普遍(bian)應用，應(yīng)用其他(ta)檢測流(liu)量✔️的傳(chuan)感器😍時(shí)還常常(cháng)以孔闆(pǎn)測量結(jie)果作爲(wei)基準[1]。在(zai)煤礦瓦(wa)斯抽采(cai)計量✉️領(lǐng)域，煤礦(kuàng)普💘遍選(xuan)擇标準(zhǔn)孔闆作(zuò)爲瓦斯(si)抽采流(liú)量的計(ji)量手段(duàn)，目前多(duo)依靠☀️人(ren)工定期(qī)觀測“U”型(xing)差壓計(jì)的差壓(ya)水柱高(gao)度、用🌐光(guāng)學瓦檢(jian)儀檢測(ce)📧瓦斯濃(nóng)度、用“U”型(xíng)差壓計(jì)的差壓(yā)水銀柱(zhu)高度測(cè)量負壓(yā)、用氣壓(ya)表測量(liang)當地大(da)氣壓、通(tong)過公式(shì)人工計(jì)算管道(dao)瓦斯标(biāo)🥵況流量(liang)。但多個(gè)用戶因(yīn)種種🔴原(yuán)因，并不(bú)能正确(què)使用孔(kǒng)闆🔴流量(liang)計測量(liang)瓦斯流(liú)量，緻使(shǐ)測量結(jie)果誤差(chà)特别大(dà)，無法與(yu)其他測(ce)量方式(shì)對比，根(gēn)本不⛷️能(neng)作爲檢(jian)測結果(guo)計量瓦(wa)斯流量(liang)[2-3]。常見問(wen)題有孔(kǒng)闆選型(xing)、孔闆制(zhì)造、孔闆(pǎn)安裝位(wèi)置⛷️選取(qǔ)和安裝(zhuang)不符✏️合(he)要求、孔(kǒng)闆計算(suan)等4類[4]。
1孔(kong)闆在選(xuǎn)型中的(de)問題
　　常(chang)見孔闆(pan)流量計(ji)的量程(cheng)比爲1:3～1:4。在(zai)此之間(jian)的流量(liang)值測量(liàng)正确性(xing)相對高(gāo)。低于測(cè)量下限(xiàn)孔闆自(zì)身誤差(chà)和人工(gong)讀🏃🏻取誤(wu)差加大(dà)，高于測(ce)量上限(xian)，孔闆自(zì)身誤差(chà)加大，同(tong)時流體(ti)流過孔(kong)闆的永(yong)久壓力(lì)損失随(suí)流體的(de)速度平(ping)方急劇(ju)增大，導(dǎo)緻抽采(cǎi)效率降(jiàng)低，能耗(hao)🏃🏻‍♂️加大。人(ren)工孔闆(pan)的理想(xiang)水柱高(gāo)差爲10～100mm。孔(kong)闆生産(chan)商常⛷️常(chang)通過調(diao)整孔闆(pan)開孔比(bǐ)控制水(shuǐ)柱高差(cha)範圍☂️[5]。
　　用(yòng)戶在選(xuan)擇孔闆(pǎn)時，如果(guǒ)不清楚(chǔ)選型原(yuan)則，将導(dǎo)緻要☔麽(me)在孔闆(pǎn)的測量(liàng)下限，要(yào)麽在孔(kong)闆測量(liàng)上限，嚴(yan)重影♉響(xiǎng)計量精(jing)🌈度。
　　因此(cǐ)選擇孔(kong)闆需要(yao)根據檢(jiǎn)測的流(liu)量大小(xiao)設計合(hé)适的水(shui)柱差壓(ya)範圍。煤(méi)礦瓦斯(sī)抽采水(shui)柱差壓(yā)一般靠(kao)人工觀(guan)測，常📐以(yǐ)mm爲分度(dù)值，即肉(rou)眼能分(fèn)辨的刻(ke)度線爲(wèi)毫米。由(you)于瓦斯(si)抽采流(liu)量是随(suí)時波動(dòng)的，加之(zhī)玻璃管(guǎn)内水柱(zhu)液面爲(wèi)凹面，所(suo)以水柱(zhu)高差頂(ding)多能估(gū)讀到小(xiǎo)數點後(hòu)1位。因此(ci)5mm以下的(de)水柱高(gao)差應避(bì)免作爲(wèi)計量依(yi)據。
　　事實(shí)上，多個(ge)煤礦用(yòng)戶因選(xuan)型不當(dāng)，或實際(jì)瓦斯抽(chou)采量比(bǐ)預期小(xiao)得多時(shi)，孔闆水(shuǐ)柱高差(cha)在0～1mm，甚至(zhi)在0.2mm以下(xia)，觀測工(gōng)😍直接把(bǎ)水柱高(gāo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻差計作(zuo)1mm。導緻誤(wu)差特别(bie)大。
　　在其(qí)他參數(shu)相同前(qian)提下，0.5mm水(shuǐ)柱高被(bei)讀作1mm水(shuǐ)柱高的(de)誤差，經(jing)計算約(yuē)大實際(ji)值41.4％，即：

2孔(kǒng)闆制造(zao)誤差造(zào)成的誤(wù)差
　　 标準(zhǔn)孔闆 制(zhì)造尺寸(cun)及公差(chà)國家有(you)相應的(de)标準。煤(méi)礦一般(ban)選擇的(de)标準🈲孔(kong)闆由制(zhì)造商提(ti)供。實際(ji)上部分(fen)制造商(shang)在加💁工(gōng)孔闆時(shí)認爲孔(kong)闆🆚簡單(dān)，煤礦用(yong)戶也不(bu)具備🧑🏽‍🤝‍🧑🏻檢(jian)驗和🔞試(shì)驗條件(jian)，常常尺(chi)寸和🙇🏻形(xing)位公😄差(cha)控制不(bu)嚴格，也(yě)不具備(bei)标定條(tiáo)件，尺寸(cun)超差嚴(yán)重，進口(kǒu)處倒角(jiǎo)誤差較(jiao)大[6]，也能(neng)通過驗(yàn)收，導緻(zhi)制造造(zào)🔅成孔闆(pǎn)誤差。
3孔(kong)闆安裝(zhuang)位置選(xuan)擇造成(chéng)的誤差(chà)
标準孔(kǒng)闆安裝(zhuāng)有一定(dìng)的要求(qiu)[7-8]：
1）直管段(duan)要求，按(an)計算書(shū)計算出(chu)安裝孔(kǒng)闆時要(yao)求的前(qián)後直管(guǎn)🔴段長度(du)，通常爲(wèi)前20D後10D（D是(shì)指孔闆(pan)的通徑(jing)）安裝節(jiē)✔️流裝置(zhi)[9-10]。
2）直流件(jiàn)裝置在(zài)管道中(zhong)，其前端(duān)面必需(xu)與管道(dao)軸線垂(chuí)直💋，允♻️許(xǔ)的最大(da)不垂直(zhi)度不得(de)超越±1°。
3）節(jie)流件裝(zhuang)置在管(guǎn)道中後(hòu)，其開孔(kǒng)必需與(yu)管道同(tóng)心，其允(yǔn)許的最(zui)大不同(tóng)心度ε不(bú)得超越(yuè)：ε≤0.015D（1/β－1）。
4）墊片不(bú)能用太(tài)厚的材(cái)料，最好(hǎo)不超過(guo)0.5mm，墊片不(bu)能突出(chu)管壁内(nèi)，否則會(hui)引起很(hěn)大的測(ce)量誤差(chà)。
5）調節流(liú)量用的(de)閥門，應(yīng)裝在節(jiē)流件前(qián)後最小(xiǎo)直管段(duàn)⭐長度✊以(yǐ)外。現場(chang)孔闆常(chang)常因位(wei)置狹小(xiǎo)，造成前(qián)後水平(píng)直管🎯段(duan)長度滿(mǎn)足不了(le)前20D後10D的(de)要求，閥(fa)門的位(wei)置距離(li)孔闆也(ye)🔴不滿足(zu)要求。由(you)于井下(xià)管道安(ān)裝條件(jian)差，直流(liu)件、節流(liú)件及墊(nian)片使用(yòng)誤差會(huì)超過要(yao)求。導緻(zhì)孔闆測(cè)量誤差(cha)加大。安(ān)裝方式(shi)及要求(qiú)如圖1。

　　實際工(gong)作中，由(yóu)于人工(gōng)孔闆監(jian)測靠人(rén)工每隔(gé)一段時(shí)間讀數(shù)1次，把每(měi)次計算(suan)出的數(shù)據作爲(wei)這個時(shi)間段的(de)平均流(liú)量，而實(shí)際瓦斯(si)抽采過(guo)程中抽(chou)采參數(shù)随時存(cun)在波動(dòng)，1個瞬時(shí)流量代(dài)表1個波(bō)👌動流量(liang)，畢竟存(cún)在較大(dà)誤差；多(duō)個煤礦(kuàng)逐步使(shǐ)用在線(xiàn)流量傳(chuán)感器連(lian)續監測(cè)計量瓦(wǎ)斯抽采(cai)參數；考(kao)慮到在(zai)線流量(liàng)📐傳感器(qi)也也需(xū)要周期(qī)校準，一(yī)般仍保(bao)留人工(gōng)孔闆🔞流(liu)量計做(zuo)🙇🏻周期比(bǐ)🈲對用。常(chang)見有以(yǐ)下2種安(an)裝方式(shi)（圖2、圖3）。


　　比(bi)較2種布(bu)置方式(shì)，可以分(fen)析出後(hòu)者存在(zai)一定的(de)問題💁：
1）2種(zhong)流量檢(jiǎn)測方式(shì)做對比(bi)時必須(xū)先做其(qí)中1個，後(hòu)做另外(wài)1個，無法(fǎ)做到同(tong)步。
2）氣流(liu)經過的(de)路徑不(bu)同，沿程(chéng)和局部(bu)阻力損(sǔn)失不一(yi)樣🛀🏻，造🈲成(chéng)💚同樣的(de)抽采條(tiao)件，經過(guo)2種流量(liang)計的流(liu)量大小(xiǎo)不同。
3）做(zuo)孔闆計(ji)量時，隻(zhī)能關閉(bì)在線流(liu)量傳感(gan)器前端(duān)的閥🔅門(mén)，在線流(liu)量傳感(gǎn)器監測(cè)流量爲(wèi)0，且持續(xu)1個孔闆(pan)對比時(shi)間，造成(cheng)抽采量(liang)計量損(sǔn)失。
4）需要(yào)開閉至(zhi)少上下(xià)2個閥門(men)，增加了(le)現場人(ren)員的工(gong)作量。
而(er)前者即(ji)串聯式(shi)布置，不(bú)存在上(shang)述問題(tí)，因此推(tuī)薦串聯(lian)布㊙️置㊙️方(fāng)式。
4孔闆(pan)計算
　　孔(kǒng)闆計算(suàn)在煤礦(kuàng)瓦斯抽(chou)采檢測(cè)領域一(yi)直有多(duō)個方法(fǎ)，但基本(běn)✔️歸結2大(dà)類：
1）MT/T642—1996管道(dào)瓦斯抽(chou)放綜合(he)參數測(cè)定儀技(ji)術條件(jian)規定了(le)瓦斯抽(chou)采💜标🔱準(zhǔn)狀況混(hun)合流量(liang)計量計(jì)算公式(shi)爲[11]：

　　式中(zhong)：QH爲管道(dao)混合氣(qi)體流量(liang)，m3/min；Kk爲孔闆(pan)系數，Pa-0.5m3/min；△hk爲(wei)孔闆前(qian)後端壓(yā)差👉，Pa；δx爲瓦(wǎ)斯濃度(du)校正系(xi)數；δp爲壓(ya)力校正(zheng)系數；δT爲(wèi)溫度校(xiao)正系數(shu)；x爲混合(hé)🔞氣體中(zhong)瓦斯濃(nong)度，％；pJ爲管(guan)道🌐内氣(qì)體絕對(duì)壓力，Pa；t爲(wèi)氣體溫(wēn)度，℃。

　　式中(zhong)：Qc爲标況(kuang)純流量(liàng)。
　　這是業(yè)内通用(yong)的計算(suàn)公式。
2）在(zai)很多煤(mei)礦用戶(hù)，常常使(shi)用該公(gōng)式的簡(jiǎn)易公式(shì)計算混(hun)🔅合流量(liang)，如下：

　　采(cǎi)用該公(gōng)式，如果(guǒ)用于測(cè)量常壓(ya)下通風(feng)管路，誤(wu)差倒不(bu)太💜大。但(dàn)是用在(zai)瓦斯抽(chou)采的負(fu)壓側，計(ji)算出的(de)流量值(zhi)與🈲實際(jì)标況流(liu)量值偏(piān)差将很(hěn)大。
5案例(li)
案例：某(mǒu)礦地面(miàn)泵站使(shǐ)用孔闆(pǎn)流量計(jì)，孔闆水(shui)柱差壓(ya)💛爲225mmH2O（1mmH2O=9.8Pa），管道(dào)負壓爲(wei)－28.4kPa，濃度23％，溫(wēn)度18℃；當地(dì)大氣壓(yā)爲94kPa，管道(dao)爲DN600，孔闆(pǎn)系數爲(wèi)10.6176。試🏒計算(suan)标況混(hun)合流量(liang)和純流(liú)量？
計算(suàn)過程如(ru)下：
1）絕壓(yā)
pJ＝當地大(da)氣壓－管(guan)道負壓(ya)＝94－28.4＝65.6kPa
2）壓力修(xiū)正系數(shù)。

　　以下将(jiang)壓力、濃(nong)度及溫(wēn)度在流(liú)量計算(suan)中不修(xiu)正引起(qi)的流量(liang)誤差做(zuò)一彙總(zong)（表1）。

　　因此(ci)，對于瓦(wa)斯抽采(cǎi)用人工(gong)孔闆計(ji)量比對(dui)，标況流(liu)量計算(suan)👄必須考(kao)慮壓力(lì)、濃度、溫(wēn)度的修(xiū)正系數(shù)。
作爲在(zài)線計量(liang)的各種(zhong)流量傳(chuán)感器，一(yī)般要求(qiú)流量誤(wu)差不大(dà)于±3％F.S.。如不(bú)對孔闆(pǎn)按照标(biao)準公式(shì)計算，其(qi)偏♍差将(jiāng)動辄在(zai)10％以上，将(jiang)💔失去對(duì)比意義(yì)。
6人工對(duì)比常見(jiàn)問題
　　煤(méi)礦瓦斯(sī)抽采計(jì)量常常(cháng)需要對(dui)比多種(zhong)儀器的(de)測量值(zhi)，以掌握(wo)傳感器(qì)的運行(hang)穩定性(xing)和精度(du)。
由于瓦(wa)斯抽采(cai)工況的(de)波動性(xìng)，對比工(gōng)作應遵(zūn)循同🌐點(diǎn)同時🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)原✍️則，即(jí)應将2種(zhǒng)以上傳(chuan)感器安(ān)裝在相(xiang)近位置(zhì)，同時進(jìn)行✨取樣(yang)和對比(bi)，才能得(dé)到較真(zhēn)實的對(dui)比結果(guo)❌。
　　由于孔(kǒng)闆流量(liang)計算涉(she)及到壓(yā)力和濃(nong)度修正(zhèng)，因此⭕應(yīng)準确測(cè)😘量瓦斯(si)的濃度(du)和壓力(li)。
測量瓦(wǎ)斯濃度(dù)常見的(de)問題有(yǒu)：
1）管道内(nèi)濃度低(di)于10％，卻選(xuǎn)擇高濃(nóng)度光學(xue)瓦斯鑒(jian)定器測(cè)🐅量，造成(cheng)🔞測量量(liang)程誤差(chà)。
2）高負壓(ya)狀态應(yīng)用抽氣(qi)筒多次(ci)抽取氣(qì)樣，卻用(yòng)常壓下(xia)使用的(de)橡膠吸(xī)氣球取(qu)氣，造成(cheng)取樣誤(wu)差。
3）差壓(yā)較小時(shi)，用水銀(yín)柱而不(bú)是用水(shuǐ)柱測量(liàng)差壓，造(zao)成❗誤差(cha)。
4）估計而(ér)非測量(liang)當地大(da)氣壓，計(ji)算管道(dào)氣體絕(jué)壓時形(xíng)成誤差(chà)🤩。
7孔闆維(wéi)護中存(cún)在的問(wen)題
孔闆(pan)處于完(wan)好狀态(tai)是孔闆(pǎn)準确計(ji)量的前(qian)提。但現(xian)場維護(hu)㊙️經常存(cún)在以下(xia)幾個問(wen)題：
1）孔闆(pǎn)系數因(yin)管理不(bu)善被記(ji)錯誤用(yòng)。
2）由于瓦(wa)斯抽采(cai)管道塵(chén)大、水大(dà)，孔闆前(qián)端常積(ji)水、積塵(chen)、積存大(da)量💃雜物(wu)，使得孔(kǒng)闆系數(shù)嚴重失(shi)真。
3）孔闆(pan)一旦安(an)裝，大部(bù)分會在(zài)井下長(zhang)期使用(yòng)。孔闆在(zai)瓦斯🚶中(zhong)塵㊙️粒及(jí)碎煤屑(xiè)的長期(qī)高速沖(chong)刷之下(xià)，孔闆内(nei)孔前緣(yuan)🥰的銳角(jiǎo)将會被(bèi)打磨成(cheng)圓角，孔(kǒng)闆表面(mian)的🐕粗糙(cao)度💃将會(hui)變大，将(jiang)會造成(chéng)孔闆系(xi)數顯著(zhe)變化。但(dan)💜用戶做(zuo)不到定(dìng)期在實(shi)驗室裏(li)重新核(he)定☂️孔闆(pan)系數🐪。常(cháng)用進廠(chang)時孔闆(pan)廠家提(ti)供的原(yuán)始孔闆(pǎn)系數進(jìn)行👌計算(suan)。
上述情(qing)況造成(chéng)孔闆計(jì)量流量(liang)誤差加(jia)大。
8結語(yǔ)
　　孔闆計(jì)量瓦斯(si)流量結(jié)構簡單(dān)，成本低(di)，計量穩(wěn)定；但真(zhēn)正用好(hǎo)✔️，做到長(zhǎng)期準确(que)計量，需(xu)要嚴格(ge)按照技(jì)術☎️規範(fan)選型、安(an)裝、使用(yong)，同時要(yào)掌握準(zhun)确的孔(kǒng)闆系數(shu)，計算必(bì)須進行(háng)🔅各種修(xiu)正。管理(li)㊙️上必須(xu)進行正(zhèng)常維護(hu)，定期清(qīng)理孔闆(pan)及管道(dào)内的🔞積(jī)塵、雜物(wu)，對于容(róng)易積水(shui)的孔闆(pan)位置，應(ying)安裝自(zi)動放水(shuǐ)器☂️。定期(qī)進行孔(kong)❄️闆系數(shù)的驗證(zheng)。對于超(chao)過一定(ding)年限的(de)孔闆，應(yīng)及時報(bào)廢處理(lǐ)。因此應(ying)引起瓦(wa)斯抽采(cai)檢💰測專(zhuān)業人員(yuán)的高度(dù)重視。

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