煤矿瓦斯管道流量检测技术适应性研究

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煤矿瓦斯抽采率是考核矿井瓦斯抽采是否达标的判断依据,是矿井生产能力核定的重要约束性指标,关系着煤炭企业的安全生产。然而,煤矿现场瓦斯抽采输送工况条件恶劣,抽放管内介质气体随着抽采的持续,自身组分和特性复杂多变,管道内流量的大小波动频繁且含有大量脏污介质和水汽。要对瓦斯流量准确计量必须根据矿井不同抽采区域瓦斯流量的特点而选择合适的检测技术和仪表。本文在此背景下对当前气体流量检测技术进行分析研究,筛选出适合于煤矿不同抽采区域内瓦斯流量计量的检测技术和仪表,以达到准确计量的目的。并对一些仪表进行改进,以提高其测量性能。  论文首先介绍了国内外气体流量检测技术和煤矿瓦斯流量检测技术的发展,分析了当前气体流量检测技术的原理,并结合矿井不同抽采区域管道瓦斯流量的工况特点,选择了基于伯努利方程的差压式流量计、速度式流量检测技术中的涡街流量计和热交换原理的热式质量流量计进行下一阶段的适应性研究。其次,运用计算流体力学软件对差压式流量计进行仿真,重点分析其压损、防堵防污性能,在此过程中对威力巴流量计的取压孔大小进行改进。然后,通过实验室测试和现场试验,从测量精度、压损、防污防堵和信号稳定性等方面考察各种试验流量仪表的适应性。  最后验证了改进后的威力巴具有更好的测量性能和现场适应能力,得出了V型锥流量计适合于测量精度和运行稳定性要求较高的主管流量计量,威力巴流量计适用于要求压损低的支管流量计量,而热式质量流量计适用于低流速管路流量计量的结论。
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