矿用弯管流量计的研制

　　0 引 言

　　目前，用于煤矿瓦斯抽采计量的流量计量装置主要有差压流量计和涡街流量计。

　　差压流量计，如孔板流量计由于可靠性高，维护方便，在煤矿大量使用，但同时也存在计量阻力损失严重的问题，并且由于其节流孔径较小，极易发生管路堵塞，而且测量范围窄，精度较低。这类流量计由于产生差压必须由节流装置产生，因此，对管道将产生一定的阻力，对抽放系统是有影响的。

　　涡街流量计，这种流量计的抗振性能差，对测量脏污介质适应性差，直管段要求高、耐温性能差。

　　由于煤矿抽采瓦斯气体是含有较多煤渣、水分等杂质成分的多相流体，在气体流动冲击和腐蚀下，孔板和涡街等流量计的检测元件极易浸蚀，降低其计量精度。如果流体所含杂质成分较多，流速较快，这种浸蚀程度会更严重，计量精度会在较短时间内发生“飘移”，抗干扰能力差。

　　由于以上流量计都各有利弊，一种流量计也不能满足各种情况的需要，因此迫切需要开发一种新型式的流量计以满足煤矿瓦斯抽放计量的需要。

　　1 弯管流量计的基本原理[1]

　　弯管流量计是最简单的差压式流量计，利用流体的惯性原理测量流量。其传感器是由90°标准弯管加工处理而成的没有任何节流件和插入件。它是一个空弯管，两端与工艺管道直接连接。

　　弯管流量传感器结构如图1 所示。

　　其工作原理是：流体流经弯曲管道时，由于基于惯性原理的离心作用，在弯管的内、外两侧会引起压力的变化，即外侧压力增大，内侧压力减小，根据伯努利方程，推导可得流经管道的流体平均流速与这一内外侧压差关系：其差压值大小与流经工艺管道内流体流量平方成正比。当弯管传感器的几何结构尺寸确定后，只要测取弯管45°截面的内、外侧压差△P 和流体密度就可以确定流体的平均流速V ，从而得知检测流量。

　　弯管流量计的优点：

　　(1)结构简单;

　　(2)耐磨性好，对微量磨损不敏感;

　　( 3 ) 可测量容易脏污、堵塞传感器的流体;

　　( 4 ) 量程范围宽、直管段要求不严格，适应性强;

　　(5)可采用直接焊接法进行安装;

　　(6)精度高、重复性好;

　　( 7 ) 无任何附加节流件或插入件，可大大降低流体在管道内输送的动力消耗，节约能源。

　　弯管流量计一般采用焊接方法进行安装，取消了一般流量计所固有的连接法兰及紧固件。解决了普通流量计存在的易泄漏的难题，使用户安全生产更有保证，生产操作费用也大大降低。目前从弯管流量计在液体、气体和蒸汽的流量测量应用中证实，它的技术性能、结构、适用范围、性能价格比及应用效益等方面，显示出无比的优越性。而且一般情况下，管道系统都有弯头，弯管流量计在安装时代替传统弯头既可以起连接作用，又可以计量管道流量，可谓一举两得。