溫泉井計(jì)量設(shè)備安裝研究

摘要：目前溫泉井普遍有釋出氣體的現(xiàn)象，以至井頭所安裝的計(jì)量設(shè)備產(chǎn)生誤差，又因釋出之氣體可能有害，兩者均有待改善。文章以溫泉井頭的排氣及計(jì)量設(shè)施，分別測(cè)試及討論其對(duì)計(jì)量設(shè)備產(chǎn)生的誤差大小與排氣效果，并提出改善建議。

關(guān)鍵詞：溫泉井；計(jì)量設(shè)備；設(shè)備安裝；排氣設(shè)施；水表安裝 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TB93 文章編號(hào)：1009-2374（2015）28-0073-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.035

1 計(jì)量設(shè)備錯(cuò)誤及正確的安裝方法

1.1 錯(cuò)誤的安裝方法

常見水表安裝錯(cuò)誤造成計(jì)量不正確的原因如下：（1）常見流量過(guò)低造成不感計(jì)量或計(jì)量異常；（2）水量計(jì)常見流量過(guò)高造成故障異常；（3）防漏墊圈部分蓋住流通管路而破壞流場(chǎng)分布；（4）水量計(jì)法蘭與管道法蘭間的接合處出現(xiàn)泄漏；（5）水量計(jì)方向裝反或傾斜；（6）水量計(jì)安裝管路未固定妥當(dāng)；（7）水量計(jì)安裝現(xiàn)場(chǎng)前后直管段長(zhǎng)度不足，以致造成計(jì)量誤差；（8）水量計(jì)受氣體干擾造成不感測(cè)；（9）通常抽水井馬達(dá)在抽不到水時(shí)，水中含太多空氣而產(chǎn)生氣泡，氣泡環(huán)繞包覆了傳感器或電極，會(huì)造成流量不感測(cè)或計(jì)量不精確。

1.2 正確的安裝方法

計(jì)量要正確，首先須將設(shè)備安裝于正確位置。如圖1所示，水表須與管路彎曲段有一定管徑倍數(shù)的距離，且需滿管方能達(dá)成。

2 計(jì)量實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

2.1 水中氣體影響計(jì)量的確認(rèn)試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果如圖2，經(jīng)由排氣閥可排除氣體約9NL/min，將排氣閥封閉使無(wú)法排氣，由水表求得未排氣的水流顯示增量為+6.6%，相當(dāng)于39.7L/min，兩者差距達(dá)30.7L/min，流量計(jì)因而產(chǎn)生的水量增量達(dá)氣體釋出量的4倍，可見電子式水表確實(shí)受到管中氣體的影響引致誤差，故未安裝排氣閥水表的誤差將頗為可觀。

2.2 不同組合的排氣試驗(yàn)結(jié)果

考慮深部地層之地下水溶存氣體將受到地溫、靜水壓的影響，假設(shè)地面溫度20℃，地溫梯度為1.8℃/100m換算不同深度下的地溫（并即視為水溫），并以理想氣體方程式計(jì)算氣體于不同深度靜水壓（含地面大氣壓1.0kg/cm2）下的體積壓縮比，甲烷氣體溶解度3.3%（v/v），換算成各深度下氣水比的理論上限，再與各井的總釋氣量比較，即可得知釋氣能力及該地層中地下水含氣量的飽和度。

經(jīng)計(jì)算溶氣飽和度，組合2約為46.66%，組合3約為14.16%，組合4約為61.34%。

各井排氣比經(jīng)整理可知，組合1系直接于彎管處安裝排氣閥，并無(wú)法獲得排氣的效果，而組合5a、2及3，搭配三通管安裝1組排氣閥的效果亦在5%以下，組合4安裝二套三通管及排氣閥則效果明顯改善。

3 計(jì)量影響

3.1 排氣閥及管內(nèi)壓力的影響

計(jì)算得水表內(nèi)呈現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)，且低于可量測(cè)范圍，實(shí)際亦未量出，可能系因氣體釋出，管內(nèi)呈平衡狀態(tài)，亦可能因壓力太小，已低于可量度的下限，因此并不影響本試驗(yàn)結(jié)果。

但溶存溫泉水之氣體至常壓下大量釋出，管內(nèi)為負(fù)壓，更增加溫泉水溶存氣體釋出的趨勢(shì)，因此不論就安全上或計(jì)量正確上的理由，更應(yīng)重視排氣的需求。

3.2 排氣閥數(shù)量對(duì)排氣量的影響

釋氣效果之組合5a（1.01%）、組合2（0.92%）、組合3（2.69%），得知僅安裝一組排氣閥可得到排除達(dá)總氣體量0.92～2.69%的效果，而組合4為兩組排氣閥，則可得到排除達(dá)總氣體量58.00%的效果，因此排氣閥的數(shù)量增加一倍，排氣呈現(xiàn)明顯的提升效果，但仍然無(wú)法達(dá)到接近完全排除的目標(biāo)。

3.3 安裝位置對(duì)排氣量的影響

采安裝于井頭彎管-直管處，結(jié)果組合1（0%）、組合5a（1.01%），而組合2及組合3均采安裝于井頭三通處，結(jié)果組合2（0.92%）、組合3（2.69%），得知變更安裝位置，有改善釋氣效果跡象，仍不明顯。

3.4 安裝位置對(duì)計(jì)量設(shè)備的影響

由各項(xiàng)試驗(yàn)之計(jì)量設(shè)備的安裝位置可區(qū)分為兩類：一類為安裝于井口至儲(chǔ)水槽間，其中組合3產(chǎn)生誤差達(dá)25%（v/v），組合5a誤差則高達(dá)140%（v/v）；另一類為儲(chǔ)水槽之后，組合5b釋氣已幾乎可達(dá)99.9%以上，對(duì)于計(jì)量設(shè)備的誤差影響，實(shí)質(zhì)已低于本試驗(yàn)所采用的設(shè)備精度。

由兩者的差異比較可推論，對(duì)于含氣量大的溫泉水，由于儲(chǔ)水槽具有充分的釋氣空間、水力停留時(shí)間及排氣通道，溫泉水進(jìn)入儲(chǔ)槽后可以充分釋出，因此計(jì)量設(shè)備的精度就得以避免受到水中氣體產(chǎn)生的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

溫泉井有釋氣現(xiàn)象，普遍造成計(jì)量設(shè)備失準(zhǔn)情形，經(jīng)不同實(shí)證所得到的經(jīng)驗(yàn)，可摘要結(jié)論及如下：（1）由釋氣效果之試驗(yàn)組合1及組合5a均采安裝于井頭彎管-直管處，結(jié)果組合1（0%）、組合5a（1.01%），而試驗(yàn)組合2及組合3均采安裝于井頭三通處，結(jié)果組合2（0.92%）、組合3（2.69%），排氣效果皆不明顯；（2）試驗(yàn)組合4安裝兩組排氣閥，排除達(dá)總氣體量58.00%，有明顯改善釋氣的效果；（3）計(jì)量設(shè)備安裝于儲(chǔ)水槽之后，經(jīng)足夠的水力停留時(shí)間，組合5b釋氣已幾乎可達(dá)99.9%以上，且水表誤差極低；（4）利用儲(chǔ)水槽開口釋氣可解決因釋氣不全造成的水表失準(zhǔn)

問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳鵬霄，譚德寶，胡明.長(zhǎng)江流域大型取水動(dòng)態(tài)計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)試點(diǎn)研究[J].人民長(zhǎng)江，2006，（7）.

[2] 金玲，謝艷芳，李建國(guó)，吳劍.淺析歐標(biāo)委有關(guān)河流水文形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化方法的經(jīng)驗(yàn)[A].中國(guó)水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].2010.

[3] Noh，Jaekyoung.Improvement of Flow Duration Curves in Downstream Reach Followed by Operations of Bakgog and Miho Irrigation Reservoirs to be Heightened[A].中國(guó)水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].2010.

[4] 王濤，邱海波.缺水性地區(qū)供水河道水源污染風(fēng)險(xiǎn)分析[A].中國(guó)水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].2010.

[5] 王兵，王學(xué)明，董麗，趙紅學(xué).艾依河水環(huán)境保護(hù)初步探討[A].中國(guó)水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].2010.

[6] 馬廣岳，張桂艷，李霞.東平湖風(fēng)景區(qū)生物——生態(tài)修復(fù)途徑探討[A].中國(guó)水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].2010.

作者簡(jiǎn)介：朱永峰（1980-），男，長(zhǎng)沙市望城區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局工程師，在職研究生。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）