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煤气流量计在煤矿环境应用适应分析
点击次数:533 发布时间:2014-08-04

1.煤矿管道瓦斯气体特点分析
煤层气所含成分复杂,是多种气体介质的混合体,这就导致了其气体特性(如密度、雷诺数、膨胀系数等)比较复杂,而且矿井下各个抽采点的煤层气特性也有可能不一样,某一抽采点随着抽采的持续,其气体特性也可能变化。
另外,气体中含有脏污介质和水汽,易对某些流量计量仪表产生堵塞和腐蚀,使之不能正常工作。
而且一天之中或某个时间段内煤层气流量变化比较大,且井下管道管径跨度较大,因此,要求流量计量仪表具有较大的量程比。
2.煤气传感器性能特点
(1)独特的传感器结构。子弹头截面形状的传感器能产生的压力分布,固定的流体分离点;位于传感器侧后两边、流体分离点之前的低压取压孔可以生成稳定的差压信号。
(2)可测量多种介质,如空气、煤气、液体等,且传感器耐高温和腐蚀。
(3)测量精度为±1%,量程比大于10∶1。
(4)传感器通过流体流过的整个剖面,由多个取压孔取压,所测量的信号反映了平均速度的真实信号,因此,即使直管段不够或流体波动大,测量也非常准确。
(5)压损低。孔板节流件所产生的压损为测量差压值的60%,而煤气传感器的压损仅为差压值的3%。
3.防堵性能分析
煤气流量计由于其独特的传感器结构,相较其他均速管流量计,其防堵性能大大增加。图1、图2分别为用Fluent流场模拟软件仿真的煤气流量计在管道中的压力云图和速度流线图。模拟管径为DN250,流体介质为空气,流速为0~10m/s。

从图1可看出,传感器前部迎流面压力zui高,为高压区,后部为低压区。从图2可看出,流体在传感器侧面与传感器后部交界处分离,在后部出现漩涡状。在高压区,高压取压孔附近的流速为零,杂质不能进入取压孔。在传感器后部由于涡街力的作用形成涡流,对于其他低压取压孔在传感器后部的均速管,很快就会被涡流带来的杂质堵塞。而煤气传感器低压取压孔位于传感器侧后两边,在流体分离点前部。因此,这种结构设计从本质上防止了堵塞并能产生一个稳定的低压信号。
 

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