[发明专利]一种密度修正型多参数瓦斯流量计及密度修正方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种瓦斯流量计，特别涉及一种密度修正型多参数瓦斯流量计及密度修正方法。

背景技术

瓦斯（煤层气）是一种与煤共生共存的非常规天然气资源，煤矿瓦斯是煤矿井下发生煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸事故的有害源。另外，瓦斯对环境污染特别严重，其主要成分CH4 的温室效应是CO2的26倍，对臭氧层的破坏是CO2的7倍，由此可见，煤矿瓦斯既是矿产资源，又具有一定的危害性。

开采并利用煤矿瓦斯能实现煤与煤矿瓦斯两种资源安全高效的开发，从根本上消除煤层开采中造成的煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等灾害，保护生命安全的同时，又能获得清洁能源。2011年10月16日国家发展改革委、国家安全监管总局、国家能源局、国家煤矿安监局组织制定了《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，煤矿企业必须建立一整套的瓦斯抽采监测系统，对煤矿瓦斯要实行“先抽后采、综合治理”，强化和规范了煤矿瓦斯抽采，实现煤矿瓦斯抽采达标。

煤矿瓦斯抽采及利用已成为一种必然，然而，由于煤矿瓦斯抽采环境苛刻，具有高负压、高湿度、固体杂质多、流量范围大，小流量低，目前，用于煤矿瓦斯抽采的流量计主要有孔板流量计、旋进漩涡流量计、V椎流量计、瓦斯抽放多参数测定仪，以上几种都不能完全适用于煤矿瓦斯抽采环境，都或多或少的存在一定的缺陷：孔板流量计是传统的流量计，流量范围小，压损大，安装不方便，旋进漩涡流量计主要用于瓦斯抽放支管道，用于钻孔易堵，用于总管压损过大，V锥流量计，压损大，具有一定隐患，逐渐退出瓦斯抽采计量仪表行列，瓦斯抽放多参数测定仪，测量精度低，不确定性高，没有经过标准装置的标定，不属于流量计。现有瓦斯抽采计量装置在使用过程中，只对瓦斯总量进行了计量，未对瓦斯浓度进行修正，瓦斯气体主要成分为甲烷气体，不同煤矿环境具有不同的甲烷浓度，并且随着抽采时间的延长，甲烷浓度有所下降，瓦斯利用率的计算以及对瓦斯抽采情况的判定，何时停止瓦斯抽采以及对抽采人力、物力等资源的配备均取决于对瓦斯纯量的评估，因此，具有密度修正型的瓦斯流量计显得尤为重要。     

发明内容

    本发明的目的在于提供了一种密度修正型多参数瓦斯流量计及密度修正方法，针对瓦斯抽采计量的现状及现有流量计的局限性，本发明对瓦斯流量、温度、压力、浓度监测的同时，使瓦斯浓度参与运算，对瓦斯密度进行修正，从而实现瓦斯纯量的计量；具有安装简单方便、多参数计量、压损小、密度修正、计量精度高，实用性强的特点。    

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种密度修正型多参数瓦斯流量计，包括中间呈管道通孔的仪表壳体，所述的仪表壳体上安装有流量传感器固定架、传感器固定架和浓度传感器；其中所述的流量传感器固定架上安装有流量传感器和微差压变送器，且使所述的流量传感器的测量端位于仪表壳体中间的管道通孔内；所述的流量传感器上安装有流量传感器探头，所述的传感器固定架上安装有压力传感器、温度传感器和流量积算仪，且使所述的压力传感器、温度传感器的测量端分别位于仪表壳体中间的管道通孔内；所述的浓度传感器的测量端也位于仪表壳体中间的管道通孔内；所述的流量传感器探头通过信号线与流量传感器相连，所述的流量传感器通过信号线与微差压变送器相连；所述的微差压变送器通过信号线与流量积算仪相连；所述的流量积算仪通过信号线分别与压力传感器、温度传感器和浓度传感器相连。

一种密度修正型多参数瓦斯流量计的密度修正方法，包括如下步骤：首选将安装有流量传感器、压力传感器、温度传感器、浓度传感器、流量积算仪的仪表壳体通过法兰安装在瓦斯抽放管道上，然后抽放瓦斯通过仪表壳体时，以上四种传感器分别采集流量信号、压力信号、温度信号、浓度信号，传送到流量积算仪，流量积算仪内硬件和软件程序完成对以上四种信号的运算处理，输出混合流量（工况、标况）、瓦斯纯量（工况、标况）压力、温度、混合总量（工况、标况）、瓦斯纯总量（工况、标况），通过对瓦斯浓度的检测并参与运算，实现瓦斯纯流量的修正，瓦斯纯量和瓦斯纯总量为经过密度修正的瓦斯流量和瓦斯总量；以上输出信号，直接显示在流量积算仪上的显示屏上，同时可以远程输送到井下监控分站，和地面监控系统。