矿用流量计

矿用流量计是专为矿山、煤矿等特殊工业环境设计和使用的流量测量仪表,用于监测矿井水、压风(压缩空气)、瓦斯抽采气体、注浆液、液压油、洗煤水等介质的流量。

环境要求

  1.防爆要求:矿井下(尤其煤矿)存在瓦斯(CH?)、煤尘等可燃性气体或粉尘,必须使用符合国家防爆标准的设备。

  2.主要防爆形式:

  本质安全型(Ex ia/ib):能量限制在安全范围内,不会引燃爆炸性气体。

  隔爆型(Ex d):外壳能承受内部爆炸压力,并阻止火焰向外传播。

  3.矿用防爆标志:在中国,需取得“MA”(煤矿安全标志)或“KA”(非煤矿山安全标志)认证,并符合《GB 3836爆炸性环境》系列标准。

  4.防护等级高:井下环境潮湿、多尘,设备需具备高防护等级,通常要求IP65或IP68,防尘防水。

  5.抗干扰能力强:井下电磁环境复杂,设备应具备良好的抗电磁干扰(EMI)能力。

  6.结构坚固耐用:能承受运输、安装和使用过程中的振动与冲击。

  7.信号传输安全:输出信号通常为本质安全型(如4-20mA、RS485、CAN总线等),便于接入矿用监控系统。

常用类型

  根据测量介质和工况,常用的矿用流量计类型如下:

  1.矿用气体流量计

  应用场景:瓦斯抽采管道、压风系统、通风巷道风量监测。

  常用类型:

  差压式流量计(如孔板、V锥):

  优点:结构简单、成本低、标准化。

  要求:需配备矿用防爆差压变送器和三阀组。

  适用:洁净气体,如压风、瓦斯干管。

  热式气体质量流量计:

  优点:直接测量质量流量,无需温压补偿;量程比宽;无活动部件。

  适用:瓦斯抽采(湿气)、风量监测,尤其适合低流速测量。

  涡街流量计:

  优点:无导压管,免维护。

  注意:需确保介质洁净,避免探头挂污。

  输出信号:4-20mA(本安)、HART、RS485(Modbus RTU)、CANopen。

  2.矿用水流量计

  应用场景:矿井排水、喷雾降尘、注水、洗煤水计量。

  常用类型:

  电磁流量计:

  最常用:适用于导电液体(如水、矿浆、洗煤水)。

  优点:无压损、不受密度/粘度影响、测量范围宽。

  要求:必须选用矿用防爆型,电极和衬里材料需耐腐蚀(如316L、哈氏合金、PTFE、F46)。

  超声波流量计(外夹式或插入式):

  优点:非接触测量,安装方便,可用于大管径。

  适用:临时监测、无法停机安装的场合。

  注意:对管道材质、内壁结垢敏感。

  3.矿用液体流量计(非水介质)

  应用场景:液压支架液压油、注浆液(水泥浆、化学浆液)。

  常用类型:

  椭圆齿轮流量计或腰轮流量计:

  优点:测量精度高,适合高粘度液体。

  适用:液压油计量。

  科里奥利质量流量计:

  优点:直接测量质量流量和密度,精度极高。

  适用:高要求的注浆计量、贸易结算。

  缺点:成本高,需防爆认证。

关键参数

  1.防爆等级:必须明确标注(如Ex ib I Mb,适用于煤矿井下)。

  2.防护等级:IP65、IP67或IP68。

  3.输出信号:本安型4-20mA、RS485(Modbus)、CAN、脉冲等。

  4.供电电源:DC 12V、24V本质安全电源,或交流220V(用于地面控制柜)。

  5.测量精度:一般为±0.5%~±2.0%FS,高精度场合可达±0.2%。

  6.环境温度:-10°C~+50°C(井下),部分型号可扩展。

  7.材质要求:外壳为不锈钢或铸铝,耐腐蚀;传感器材料与介质兼容。

注意事项

  1.安装位置:

  避免振动剧烈、电磁干扰强的区域。

  气体流量计安装时注意流体方向,避免冷凝水积聚。

  电磁流量计应安装在管道满管处,避免顶部安装以防气泡聚集。

  2.接地要求:

  电磁流量计必须良好接地,确保测量稳定性和安全。

  3.信号传输:

  使用矿用阻燃屏蔽电缆,屏蔽层可靠接地。

  长距离传输时加装信号隔离器或中继器。

  4.定期维护:

  检查传感器是否堵塞、腐蚀或结垢。

  定期校准,确保测量精度。

  检查防爆面是否完好,密封圈是否老化。

应用案例

  1.瓦斯抽采站:使用热式或差压式气体流量计监测瓦斯抽采量,数据上传至安全监控系统。

  2.主排水泵房:电磁流量计监测排水量,实现自动控制和能耗统计。

  3.压风系统:涡街或V锥流量计监测压风管道流量,优化空压机运行。

  4.综采工作面:电磁流量计用于喷雾降尘系统的水量控制。

  5.注浆站:科里奥利或椭圆齿轮流量计精确计量注浆量,保障工程安全。

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