工业设计论文瓦斯抽放漏点检测理论与应用

　　【摘要】本文介绍了瓦斯综合抽放测控系统的硬件构成和软件实现，重点对瓦斯综合抽放测控系统的数据存储，数据处理和网络发布进行了研究。瓦斯综合抽放测控系统由测控终端系统、数据中转系统和测控中心系统构成：测控终端利用多路转换器实现了对多路模拟信号的快速采集，利用触摸屏技术实现了对多个信号的显示，利用工业以太网实现了对大容量数据的实时传输，利用PLC控制器实现了对测控终端报警器的控制。

　　【关键词】煤矿瓦斯抽放,监控系统,抽放参数,工业设计论文投稿

　　漏点前后两段管道在漏点处具有相同的负压，根据压力梯度曲线模型，将管道微分，每一小段可以认为是不可压缩的一维定长流动。漏点监测功能实现。对与泄漏的判断，泄漏捕捉既要迅速，也要准确，否则会因为误判而造成人员物资的浪费。所以在判断漏点时，主要是依据出入口流量情况，在出入口流量差值突然增大到2m3以上时，再观察出口和入口的负压，如果发生泄漏，两端负压会有明显的下降。但传感器抖动等因素依然可能造成误判，故在捕捉到第一个泄漏信号时，没有立即报警，而是记录报警次数。在第二秒时重新判断，若此时负压或者流量差有任意一条恢复，则记录次数清零，认为传感器抖动造成误判。只有连续记录泄漏超过5次（即5秒）后判断泄漏，在主界面报警，泄漏报警指示灯由灰色变成红色，并调入漏点计算程序。利用VB编写瓦斯抽放漏点检测VB程序。首先要读入泄漏后已经稳定时的出入口负压、流量和温度，并根据流量值计算此时管道雷诺数和摩擦系数λ，以上参数都为固定值。主管道在两个压力变送器之间的实际距离38.4m，采用微元法计算，所以将主管道分为0.2m一段的微元管段，共192段（因为转弯处两个弯头之间的连接直管小段长20cm，以0.2m一段方便计算）。建立两个双整形数组p1（192）和p2（192）用于存放推算的各管段入口负压值，其中p1（0）和p2（0）存放的是报警时入口和出口压力传感器10秒平均值。而后进入FOR循环递推计算，根据上一段的负压和起始温度可以计算下一段的空气密度ρ值，而后计算0.2m长的管段的阻力损失，而后用上一段入口负压值加上本段沿程阻力损失即可得到本段入口负压值，程序如下：

　　ROU1=p1（i-1）*0.0034701/（t+273.15）‘ROU1为入口管段气体密度

　　mm1=ROU1*（（v2/1.824）^2）*nmt1*0.2/0.0507‘mm1为入口管段阻力损失

　　p1（i）=p1（i-1）+mm1

　　若是在经过弯头时还要加上弯头局部损失和重力势能损失（管道分两层），每段计算完成还要将微元管段负压值写入Excel表以便作图。192段全部计算结束后，就要计算两条压力梯度曲线交点。入口压力梯度曲线是负压在不断增加，而出口压力梯度曲线是负压在减少，所以应将其中一条曲线与另一条倒序比较，即让两条曲线趋同为增长趋势。而由于计算抽样点为离散非连续，所以只能将两条曲线相对应的点一对一对计算差值，记录其中差值绝对值的最小值和此时的距离坐标值。用距离坐标值乘以0.2即为泄漏距离。计算结束后，将泄漏距离在主界面泄漏指示灯旁边显示，并重新打开泄漏判断程序，捕捉出入口流量差值。若管道漏点修复，则流量差值减小，5秒消除抖动判断后，泄漏指示灯变灰色，泄漏距离显示消失，修复消除抖动方法和泄漏判断相同。程序编写完成后，分别打开漏点2小球阀和漏点4小球阀进行泄漏报警定位实验。

　　研究展望：

　　（1）软件和硬件的设计有待于进一步完善，可以充分发挥软件功能，进一步减少硬件系统的开支，节约建设成本。（2）该系统目前设计以监测为主，控制为辅，可针对现场实际加强控制端的设计，实现系统自动化监测与人为控制的完美结合。（3）从瓦斯抽放监控系统的发展历史来看，瓦斯抽放监测从整个安全监测系统中剥离独立研究，丰富功能，但最终还是要并入安全监测系统中去。

　　参考文献

　　[1]缪协兴，钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报，2009，26（1）：1-14.

　　[2]王杰，邵昊，吴海卫.国内瓦斯抽放监控系统在使用中的局限性分析[J].煤矿现代化，2009，5：31.

　　[3]刘西青.论国内煤矿瓦斯监测监控系统现状与发展[J].山西焦煤科技，2006，3（3）：37-41.