瓦(wa)斯抽(chou)采準(zhun)确計(ji)量是(shi)瓦斯(si)抽采(cai)達标(biao)評價(jia)的前(qian)提。由(you)于抽(chou)采☁️環(huan)境極(ji)端惡(e)劣，高(gao)塵、高(gao)濕、高(gao)負壓(ya)，多數(shu)瓦🧑🏾‍🤝‍🧑🏼斯(si)流量(liang)傳感(gan)器使(shi)用中(zhong)存在(zai)種種(zhong)問題(ti)，常常(chang)需要(yao)進⛷️行(hang)現場(chang)比對(dui)，而孔(kong)闆流(liu)量計(ji) 是最(zui)傳統(tong)的現(xian)場比(bi)對基(ji)準。通(tong)過煤(mei)礦瓦(wa)斯抽(chou)采檢(jian)♋測計(ji)量儀(yi)器的(de)技術(shu)應用(yong)及研(yan)究，在(zai)流量(liang)傳感(gan)器應(ying)用過(guo)程中(zhong)，發現(xian)孔闆(pan)流量(liang)計因(yin)其結(jie)構簡(jian)單、性(xing)能穩(wen)定、操(cao)作方(fang)便，在(zai)煤礦(kuang)瓦斯(si)抽采(cai)檢測(ce)計量(liang)領域(yu)得以(yi)普遍(bian)應用(yong)，應用(yong)其他(ta)檢測(ce)流量(liang)的傳(chuan)感器(qi)時還(hai)常常(chang)以孔(kong)闆測(ce)量結(jie)果作(zuo)爲基(ji)準[1]。在(zai)煤礦(kuang)瓦斯(si)抽采(cai)計量(liang)領域(yu)，煤礦(kuang)普遍(bian)選擇(ze)标準(zhun)孔闆(pan)⚽作爲(wei)瓦斯(si)抽采(cai)🐇流量(liang)的計(ji)量手(shou)段，目(mu)前多(duo)依靠(kao)人工(gong)定期(qi)☎️觀測(ce)“U”型差(cha)壓計(ji)的差(cha)壓水(shui)柱高(gao)度、用(yong)光學(xue)瓦檢(jian)儀檢(jian)測瓦(wa)斯濃(nong)度、用(yong)“U”型差(cha)壓計(ji)的差(cha)壓水(shui)銀柱(zhu)高度(du)測量(liang)負壓(ya)、用氣(qi)☎️壓表(biao)✊測量(liang)當地(di)大氣(qi)壓、通(tong)過公(gong)式人(ren)工計(ji)算管(guan)道瓦(wa)斯标(biao)況流(liu)量。但(dan)多個(ge)用戶(hu)因種(zhong)種原(yuan)因，并(bing)不能(neng)正确(que)使用(yong)孔闆(pan)流量(liang)計測(ce)量瓦(wa)斯流(liu)量，緻(zhi)使測(ce)量結(jie)果誤(wu)差特(te)别大(da)，無法(fa)與其(qi)他測(ce)量方(fang)式對(dui)比，根(gen)本不(bu)能作(zuo)爲檢(jian)測結(jie)果計(ji)量瓦(wa)斯流(liu)量[2-3]。常(chang)見問(wen)題有(you)孔闆(pan)選型(xing)、孔闆(pan)制造(zao)、孔闆(pan)安裝(zhuang)位置(zhi)選取(qu)和安(an)裝不(bu)符合(he)要求(qiu)、孔闆(pan)計算(suan)等4類(lei)[4]。
1孔闆(pan)在選(xuan)型中(zhong)的問(wen)題
　　常(chang)見孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的量(liang)程比(bi)爲1:3～1:4。在(zai)此之(zhi)間的(de)流量(liang)值測(ce)量正(zheng)⭐确性(xing)相對(dui)高。低(di)于測(ce)量下(xia)限孔(kong)闆自(zi)身誤(wu)差和(he)人工(gong)讀取(qu)誤差(cha)加大(da)，高于(yu)測量(liang)上限(xian)，孔闆(pan)自身(shen)誤差(cha)加大(da)，同時(shi)流體(ti)流過(guo)🈲孔闆(pan)的💁永(yong)久壓(ya)㊙️力損(sun)失随(sui)流體(ti)的速(su)度平(ping)方急(ji)劇增(zeng)大，導(dao)緻抽(chou)采效(xiao)率降(jiang)低，能(neng)耗加(jia)大。人(ren)工孔(kong)闆的(de)理想(xiang)水柱(zhu)高差(cha)爲10～100mm。孔(kong)闆生(sheng)産商(shang)常🙇‍♀️常(chang)通過(guo)調整(zheng)孔闆(pan)開孔(kong)比控(kong)制👄水(shui)柱高(gao)差範(fan)圍[5]。
　　用(yong)戶在(zai)選擇(ze)孔闆(pan)時，如(ru)果不(bu)清楚(chu)選型(xing)原則(ze)，将導(dao)緻✏️要(yao)麽在(zai)👌孔闆(pan)的測(ce)量下(xia)限，要(yao)麽在(zai)孔闆(pan)測量(liang)上限(xian)，嚴重(zhong)影響(xiang)計量(liang)精度(du)。
　　因此(ci)選擇(ze)孔闆(pan)需要(yao)根據(ju)檢測(ce)的流(liu)量大(da)小設(she)計合(he)适的(de)水柱(zhu)差壓(ya)範圍(wei)。煤礦(kuang)瓦斯(si)抽采(cai)水柱(zhu)差壓(ya)一般(ban)靠人(ren)工觀(guan)測，常(chang)以mm爲(wei)分度(du)值，即(ji)肉眼(yan)能分(fen)辨的(de)刻度(du)線爲(wei)毫米(mi)。由于(yu)瓦斯(si)抽采(cai)流量(liang)是随(sui)時波(bo)動的(de)，加之(zhi)玻璃(li)管内(nei)水柱(zhu)液面(mian)爲凹(ao)面，所(suo)以水(shui)柱高(gao)差頂(ding)多能(neng)👈估讀(du)到小(xiao)數點(dian)後1位(wei)。因此(ci)5mm以下(xia)的水(shui)柱高(gao)差應(ying)避免(mian)🔞作爲(wei)計量(liang)依據(ju)。
　　事實(shi)上，多(duo)個煤(mei)礦用(yong)戶因(yin)選型(xing)不當(dang)，或實(shi)際瓦(wa)斯抽(chou)采量(liang)比😘預(yu)期🤩小(xiao)得多(duo)時，孔(kong)闆水(shui)柱高(gao)差在(zai)0～1mm，甚至(zhi)在0.2mm以(yi)☀️下，觀(guan)測工(gong)直接(jie)把水(shui)柱高(gao)差計(ji)作1mm。導(dao)緻誤(wu)差特(te)别大(da)👅。
　　在其(qi)他參(can)數相(xiang)同前(qian)提下(xia)，0.5mm水柱(zhu)高被(bei)讀作(zuo)1mm水柱(zhu)高的(de)🚶誤差(cha)，經計(ji)💋算約(yue)大實(shi)際值(zhi)41.4％，即：

2孔(kong)闆制(zhi)造誤(wu)差造(zao)成的(de)誤差(cha)
　　 标準(zhun)孔闆(pan) 制造(zao)尺寸(cun)及公(gong)差國(guo)家有(you)相應(ying)的标(biao)準。煤(mei)礦一(yi)般選(xuan)擇的(de)标🔴準(zhun)孔闆(pan)由制(zhi)造商(shang)提供(gong)。實際(ji)上部(bu)分制(zhi)造商(shang)在加(jia)工孔(kong)闆時(shi)認爲(wei)孔闆(pan)♉簡單(dan)，煤礦(kuang)用戶(hu)也不(bu)具備(bei)🈚檢驗(yan)和試(shi)驗條(tiao)件，常(chang)常💋尺(chi)寸和(he)🤞形位(wei)公差(cha)控制(zhi)不嚴(yan)格，也(ye)不具(ju)備标(biao)定條(tiao)件，尺(chi)寸超(chao)差嚴(yan)重，進(jin)💃🏻口處(chu)倒角(jiao)🙇‍♀️誤差(cha)較大(da)[6]，也🈲能(neng)通過(guo)驗收(shou)，導緻(zhi)制造(zao)造成(cheng)孔闆(pan)誤差(cha)。
3孔闆(pan)安裝(zhuang)位置(zhi)選擇(ze)造成(cheng)的誤(wu)差
标(biao)準孔(kong)闆安(an)裝有(you)一定(ding)的要(yao)求[7-8]：
1）直(zhi)管段(duan)要求(qiu)，按計(ji)算書(shu)計算(suan)出安(an)裝孔(kong)闆時(shi)要求(qiu)的前(qian)後直(zhi)管段(duan)長度(du)，通常(chang)爲前(qian)20D後10D（D是(shi)指孔(kong)闆的(de)通徑(jing)）安裝(zhuang)節流(liu)裝置(zhi)[9-10]。
2）直流(liu)件裝(zhuang)置在(zai)管道(dao)中，其(qi)前端(duan)面必(bi)需與(yu)管道(dao)軸線(xian)垂直(zhi)✂️，允許(xu)⚽的🈲最(zui)大不(bu)垂直(zhi)度不(bu)得超(chao)越±1°。
3）節(jie)流件(jian)裝置(zhi)在管(guan)道中(zhong)後，其(qi)開孔(kong)必需(xu)與管(guan)道同(tong)心，其(qi)允許(xu)的最(zui)大不(bu)同心(xin)度ε不(bu)得超(chao)越：ε≤0.015D（1/β－1）。
4）墊(nian)片不(bu)能用(yong)太厚(hou)的材(cai)料，最(zui)好不(bu)超過(guo)0.5mm，墊片(pian)不能(neng)突出(chu)管壁(bi)内，否(fou)則會(hui)引起(qi)很大(da)的測(ce)量誤(wu)差。
5）調(diao)節流(liu)量用(yong)的閥(fa)門，應(ying)裝在(zai)節流(liu)件前(qian)後最(zui)小直(zhi)管段(duan)長度(du)以外(wai)。現場(chang)孔闆(pan)常常(chang)因位(wei)置狹(xia)小，造(zao)成前(qian)後水(shui)平直(zhi)管段(duan)長度(du)滿足(zu)不了(le)前20D後(hou)10D的要(yao)求，閥(fa)門的(de)位置(zhi)距離(li)孔闆(pan)也不(bu)滿足(zu)💰要求(qiu)。由♊于(yu)井下(xia)管道(dao)安裝(zhuang)條件(jian)差，直(zhi)流件(jian)、節流(liu)件及(ji)墊片(pian)使用(yong)誤差(cha)會超(chao)過要(yao)求💋。導(dao)緻孔(kong)闆測(ce)量誤(wu)差加(jia)大。安(an)裝方(fang)式及(ji)要求(qiu)如圖(tu)1。

　　實際(ji)工作(zuo)中，由(you)于人(ren)工孔(kong)闆監(jian)測靠(kao)人工(gong)每隔(ge)一段(duan)時間(jian)讀🌈數(shu)🔴1次💞，把(ba)每次(ci)計算(suan)出的(de)數據(ju)作爲(wei)這個(ge)時間(jian)😘段的(de)平均(jun)流量(liang)，而實(shi)際瓦(wa)斯抽(chou)采過(guo)程中(zhong)抽采(cai)參數(shu)随時(shi)存在(zai)波動(dong)，1個瞬(shun)時流(liu)量代(dai)表1個(ge)波動(dong)流量(liang)，畢竟(jing)存在(zai)較大(da)誤差(cha)；多個(ge)煤礦(kuang)逐步(bu)⛷️使用(yong)在線(xian)流量(liang)傳感(gan)器連(lian)續監(jian)測計(ji)量瓦(wa)斯抽(chou)采參(can)數；考(kao)慮到(dao)在線(xian)流量(liang)傳感(gan)器也(ye)也⛹🏻‍♀️需(xu)要周(zhou)期校(xiao)準，一(yi)般仍(reng)保留(liu)人工(gong)孔闆(pan)流量(liang)計做(zuo)周期(qi)比對(dui)用。常(chang)見有(you)以下(xia)2種安(an)裝方(fang)式（圖(tu)⭐2、圖3）。


　　比(bi)較2種(zhong)布置(zhi)方式(shi)，可以(yi)分析(xi)出後(hou)者存(cun)在一(yi)定的(de)問🌂題(ti)：
1）2種流(liu)量檢(jian)測方(fang)式做(zuo)對比(bi)時必(bi)須先(xian)做其(qi)中1個(ge)，後做(zuo)另外(wai)1個，無(wu)法做(zuo)到同(tong)步。
2）氣(qi)流經(jing)過的(de)路徑(jing)不同(tong)，沿程(cheng)和局(ju)部阻(zu)力損(sun)失不(bu)一樣(yang)，造成(cheng)同樣(yang)的抽(chou)采條(tiao)件，經(jing)過2種(zhong)流量(liang)計的(de)流量(liang)大小(xiao)不同(tong)。
3）做孔(kong)闆計(ji)量時(shi)，隻能(neng)關閉(bi)在線(xian)流量(liang)傳感(gan)器前(qian)端的(de)㊙️閥門(men)，在線(xian)🏒流量(liang)傳感(gan)器監(jian)測流(liu)量爲(wei)0，且持(chi)續1個(ge)孔闆(pan)對比(bi)時間(jian)，造成(cheng)🚶‍♀️抽采(cai)量計(ji)量損(sun)失。
4）需(xu)要開(kai)閉至(zhi)少上(shang)下2個(ge)閥門(men)，增加(jia)了現(xian)場人(ren)員的(de)工作(zuo)量❓。
而(er)前者(zhe)即串(chuan)聯式(shi)布置(zhi)，不存(cun)在上(shang)述問(wen)題，因(yin)此推(tui)薦串(chuan)聯布(bu)置方(fang)式。
4孔(kong)闆計(ji)算
　　孔(kong)闆計(ji)算在(zai)煤礦(kuang)瓦斯(si)抽采(cai)檢測(ce)領域(yu)一直(zhi)有多(duo)個方(fang)法，但(dan)🈲基本(ben)歸結(jie)2大類(lei)：
1）MT/T642—1996管道(dao)瓦斯(si)抽放(fang)綜合(he)參數(shu)測定(ding)儀技(ji)術條(tiao)件規(gui)定了(le)瓦斯(si)抽采(cai)标準(zhun)狀況(kuang)混合(he)流量(liang)計量(liang)計算(suan)公式(shi)爲[11]：

　　式(shi)中：QH爲(wei)管道(dao)混合(he)氣體(ti)流量(liang)，m3/min；Kk爲孔(kong)闆系(xi)數，Pa-0.5m3/min；△hk爲(wei)孔闆(pan)前後(hou)端壓(ya)差，Pa；δx爲(wei)瓦斯(si)濃度(du)校正(zheng)系數(shu)；δp爲壓(ya)力校(xiao)正系(xi)數；δT爲(wei)溫度(du)校正(zheng)系數(shu)；x爲混(hun)合氣(qi)體中(zhong)瓦斯(si)濃度(du)，％；pJ爲管(guan)道内(nei)氣體(ti)💃絕對(dui)壓力(li)，Pa；t爲氣(qi)體溫(wen)度，℃。

　　式(shi)中：Qc爲(wei)标況(kuang)純流(liu)量。
　　這(zhe)是業(ye)内通(tong)用的(de)計算(suan)公式(shi)。
2）在很(hen)多煤(mei)礦用(yong)戶，常(chang)常使(shi)用該(gai)公式(shi)的簡(jian)易公(gong)式計(ji)算混(hun)合流(liu)量，如(ru)下：

　　采(cai)用該(gai)公式(shi)，如果(guo)用于(yu)測量(liang)常壓(ya)下通(tong)風管(guan)路，誤(wu)差倒(dao)不太(tai)🥰大。但(dan)是用(yong)在瓦(wa)斯抽(chou)采的(de)負壓(ya)側，計(ji)算出(chu)的流(liu)量值(zhi)與實(shi)際标(biao)況流(liu)量值(zhi)偏差(cha)将很(hen)大。
5案(an)例
案(an)例：某(mou)礦地(di)面泵(beng)站使(shi)用孔(kong)闆流(liu)量計(ji)，孔闆(pan)水柱(zhu)差壓(ya)‼️爲225mmH2O（1mmH2O=9.8Pa），管(guan)道負(fu)🔱壓爲(wei)－28.4kPa，濃度(du)23％，溫度(du)18℃；當地(di)大氣(qi)壓爲(wei)94kPa，管道(dao)爲DN600，孔(kong)闆系(xi)數爲(wei)10.6176。試計(ji)算标(biao)況混(hun)合流(liu)量和(he)純流(liu)量？
計(ji)算過(guo)程如(ru)下：
1）絕(jue)壓
pJ＝當(dang)地大(da)氣壓(ya)－管道(dao)負壓(ya)＝94－28.4＝65.6kPa
2）壓力(li)修正(zheng)系數(shu)。

　　以下(xia)将壓(ya)力、濃(nong)度及(ji)溫度(du)在流(liu)量計(ji)算中(zhong)不修(xiu)正引(yin)起🔞的(de)流🌈量(liang)❤️誤差(cha)做一(yi)彙總(zong)（表1）。

　　因(yin)此，對(dui)于瓦(wa)斯抽(chou)采用(yong)人工(gong)孔闆(pan)計量(liang)比對(dui)，标況(kuang)流量(liang)計算(suan)必須(xu)考慮(lü)壓力(li)、濃度(du)、溫度(du)的修(xiu)正系(xi)數。
作(zuo)爲在(zai)線計(ji)量的(de)各種(zhong)流量(liang)傳感(gan)器，一(yi)般要(yao)求流(liu)量誤(wu)差不(bu)📐大于(yu)♈±3％F.S.。如不(bu)對孔(kong)闆按(an)照标(biao)準公(gong)式計(ji)算，其(qi)偏差(cha)将動(dong)辄🔅在(zai)10％以💯上(shang)，将失(shi)去對(dui)比意(yi)義。
6人(ren)工對(dui)比常(chang)見問(wen)題
　　煤(mei)礦瓦(wa)斯抽(chou)采計(ji)量常(chang)常需(xu)要對(dui)比多(duo)種儀(yi)器的(de)測量(liang)值，以(yi)掌握(wo)傳感(gan)器的(de)運行(hang)穩定(ding)性和(he)精度(du)。
由于(yu)瓦斯(si)抽采(cai)工況(kuang)的波(bo)動性(xing)，對比(bi)工作(zuo)應遵(zun)循同(tong)點同(tong)時⭐的(de)原則(ze)，即應(ying)将2種(zhong)以上(shang)傳感(gan)器安(an)裝在(zai)相近(jin)🈲位置(zhi)，同時(shi)進行(hang)🏃🏻取樣(yang)和對(dui)比，才(cai)能得(de)到較(jiao)真實(shi)的對(dui)比結(jie)果。
　　由(you)于孔(kong)闆流(liu)量計(ji)算涉(she)及到(dao)壓力(li)和濃(nong)度修(xiu)正，因(yin)此應(ying)準确(que)測量(liang)瓦斯(si)的濃(nong)度和(he)壓力(li)。
測量(liang)瓦斯(si)濃度(du)常見(jian)的問(wen)題有(you)：
1）管道(dao)内濃(nong)度低(di)于10％，卻(que)選擇(ze)高濃(nong)度光(guang)學瓦(wa)斯鑒(jian)定器(qi)測量(liang)🛀，造🛀🏻成(cheng)測量(liang)量程(cheng)誤差(cha)。
2）高負(fu)壓狀(zhuang)态應(ying)用抽(chou)氣筒(tong)多次(ci)抽取(qu)氣樣(yang)，卻用(yong)常壓(ya)下使(shi)🥰用⭕的(de)橡膠(jiao)吸氣(qi)球取(qu)氣，造(zao)成取(qu)樣誤(wu)差。
3）差(cha)壓較(jiao)小時(shi)，用水(shui)銀柱(zhu)而不(bu)是用(yong)水柱(zhu)測量(liang)差壓(ya)，造成(cheng)誤差(cha)🔴。
4）估計(ji)而非(fei)測量(liang)當地(di)大氣(qi)壓，計(ji)算管(guan)道氣(qi)體絕(jue)壓時(shi)形🐅成(cheng)誤♍差(cha)。
7孔闆(pan)維護(hu)中存(cun)在的(de)問題(ti)
孔闆(pan)處于(yu)完好(hao)狀态(tai)是孔(kong)闆準(zhun)确計(ji)量的(de)前提(ti)。但現(xian)場維(wei)護經(jing)👅常存(cun)在以(yi)下幾(ji)個問(wen)題：
1）孔(kong)闆系(xi)數因(yin)管理(li)不善(shan)被記(ji)錯誤(wu)用。
2）由(you)于瓦(wa)斯抽(chou)采管(guan)道塵(chen)大、水(shui)大，孔(kong)闆前(qian)端常(chang)積水(shui)、積塵(chen)、積存(cun)❗大量(liang)雜物(wu)，使得(de)孔闆(pan)系數(shu)嚴重(zhong)失真(zhen)。
3）孔闆(pan)一旦(dan)安裝(zhuang)，大部(bu)分會(hui)在井(jing)下長(zhang)期使(shi)用。孔(kong)闆在(zai)瓦斯(si)中塵(chen)粒🐆及(ji)碎煤(mei)屑的(de)長期(qi)高速(su)沖刷(shua)之下(xia)，孔闆(pan)内孔(kong)前緣(yuan)的銳(rui)角将(jiang)會被(bei)打磨(mo)成圓(yuan)角，孔(kong)闆表(biao)面的(de)粗糙(cao)度将(jiang)會變(bian)大，将(jiang)會造(zao)成孔(kong)闆系(xi)數顯(xian)著變(bian)化。但(dan)用戶(hu)做不(bu)到定(ding)期在(zai)實驗(yan)室裏(li)重新(xin)核定(ding)孔闆(pan)系數(shu)🌐。常用(yong)進廠(chang)時孔(kong)闆廠(chang)家提(ti)♌供的(de)原始(shi)孔闆(pan)系數(shu)進行(hang)計算(suan)。
上述(shu)情況(kuang)造成(cheng)孔闆(pan)計量(liang)流量(liang)誤差(cha)加大(da)。
8結語(yu)
　　孔闆(pan)計量(liang)瓦斯(si)流量(liang)結構(gou)簡單(dan)，成本(ben)低，計(ji)量穩(wen)定；但(dan)㊙️真正(zheng)🏃🏻用好(hao)，做到(dao)長期(qi)準确(que)計量(liang)，需要(yao)嚴格(ge)按照(zhao)技術(shu)規範(fan)選型(xing)、安裝(zhuang)🛀、使用(yong)，同時(shi)🐉要掌(zhang)握準(zhun)确的(de)孔闆(pan)系數(shu)，計算(suan)必須(xu)進行(hang)🈲各種(zhong)修正(zheng)。管理(li)上必(bi)須🐉進(jin)行正(zheng)常維(wei)護，定(ding)期清(qing)理孔(kong)闆及(ji)管道(dao)内的(de)積塵(chen)、雜物(wu)，對于(yu)容易(yi)積水(shui)的孔(kong)闆位(wei)置，應(ying)安裝(zhuang)自動(dong)放水(shui)器。定(ding)期進(jin)行孔(kong)👄闆系(xi)數的(de)驗證(zheng)。對于(yu)超過(guo)一定(ding)♋年限(xian)的孔(kong)闆，應(ying)及時(shi)報廢(fei)處理(li)。因此(ci)應引(yin)起瓦(wa)斯抽(chou)采檢(jian)測專(zhuan)業人(ren)員的(de)高度(du)重視(shi)。

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