CGWZ-100循环自激式流量计在煤矿瓦斯监测中的应用

　　0　引言

　　加快煤矿瓦斯抽采利用,是贯彻落实科学发展观,推进煤矿安全发展、清洁发展、节约发展的必然要求。提高煤矿瓦斯 抽采利用是增加能源供给的有效措施,是减少环境污染的重要举措[1]。近年来,国家研究采取了一系列促进煤矿瓦斯抽采利用的重大政策措施,目前国内的煤炭 生产企业纷纷立项,实施煤层气开发利用项目[2]。

　　煤层气输送量的准确计量是煤层气抽采利用项目中的重要环节,而气体输送计量装备有几十至上百种。每种流量计都有其突出的特点和不足,而每一种被测介质都有其自身的特点和局限性。这一现状造成了没有一个流量计能够涵盖所有计量领域的局面,煤层气管道瓦斯的计量尤为如此。

　　1　管道瓦斯计量现状

　　煤层气管道瓦斯气具有湿度大、粉尘多、现场条件恶劣、处理工艺简陋及维护能力弱等一系列特点,这些特点决定了适 用于煤层气管道瓦斯输送计量的计量装备很少。当前,我国煤矿现场使用的瓦斯管道流量检测装备主要有孔板流量计、涡街流量计和皮托管流量计等。孔板流量计是 较早用于测量气体流量的流量计,也是现用流量计中用量最大、应用范围最广的流量计之一,它无可转动部件、耐脏污介质能力强、成本低、精度高、安装方便、操 作简单,属于差压式流量计中的一种。涡街流量计也是目前在用流量计中用量比较大的一种,它同样也无可转动部件、耐脏污介质能力强、安装拆卸方便、测量量程 比宽、永久性压损小。皮托管流量计也属于煤矿较为常用的一种流量计,它是通过测量管道内某点流体的动压与静压之差来测量流量的,它测量范围宽、测量下限 低、点流速测量准确度高、永久性压损小。

　　但是实践证明,上述流量计在煤矿现场使用过程中测量效果都不理想,或多或少地存在一些问题。孔板流量计存在以下 问题:永久性压力损失大,会给用户带来额外投入;容易在节流件前段堆积杂质,使管道流通面积减小,测量精度下降;节流件边缘易磨损,流出系数变化,调校周 期短。因此,必须保证其具有足够的直管段,才能确保流量计测量的精度等。涡街流量计只适用于高流速介质的测量,对于小流量的瓦斯抽放管道将无法测量。要测 量低流速介质流量,就需要缩小输气管道,提高通过涡街流量计的气体流速,但这会带来额外永久性压损以及变径投资及安装问题。另外,涡街流量计还对周围环境 振动很敏感,同时也有很苛刻的安装直管段要求。

　　标准皮托管流量计的测量范围为0.3~16m/s,输出差压为0.16~573Pa,在0.46m/s时,其输 出差压为0.46 Pa。要准确测量管道介质的流速,必须选择能够稳定测量0.1 Pa的微差压,这对差压传感器的性能要求很高,且这种流量计前端取压孔极其微小,很容易被堵塞,因此,不适合长时间在线测量。