温泉井计量设备安装研究

摘要：目前温泉井普遍有释出气体的现象，以至井头所安装的计量设备产生误差，又因释出之气体可能有害，两者均有待改善。文章以温泉井头的排气及计量设施，分别测试及讨论其对计量设备产生的误差大小与排气效果，并提出改善建议。

关键词：温泉井；计量设备；设备安装；排气设施；水表安装 文献标识码：A

中图分类号：TB93 文章编号：1009-2374（2015）28-0073-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.035

1 计量设备错误及正确的安装方法

1.1 错误的安装方法

常见水表安装错误造成计量不正确的原因如下：（1）常见流量过低造成不感计量或计量异常；（2）水量计常见流量过高造成故障异常；（3）防漏垫圈部分盖住流通管路而破坏流场分布；（4）水量计法兰与管道法兰间的接合处出现泄漏；（5）水量计方向装反或倾斜；（6）水量计安装管路未固定妥当；（7）水量计安装现场前后直管段长度不足，以致造成计量误差；（8）水量计受气体干扰造成不感测；（9）通常抽水井马达在抽不到水时，水中含太多空气而产生气泡，气泡环绕包覆了传感器或电极，会造成流量不感测或计量不精确。

1.2 正确的安装方法

计量要正确，首先须将设备安装于正确位置。如图1所示，水表须与管路弯曲段有一定管径倍数的距离，且需满管方能达成。

2 计量实验与结果

2.1 水中气体影响计量的确认试验

试验结果如图2，经由排气阀可排除气体约9NL/min，将排气阀封闭使无法排气，由水表求得未排气的水流显示增量为+6.6%，相当于39.7L/min，两者差距达30.7L/min，流量计因而产生的水量增量达气体释出量的4倍，可见电子式水表确实受到管中气体的影响引致误差，故未安装排气阀水表的误差将颇为可观。

2.2 不同组合的排气试验结果

考虑深部地层之地下水溶存气体将受到地温、静水压的影响，假设地面温度20℃，地温梯度为1.8℃/100m换算不同深度下的地温（并即视为水温），并以理想气体方程式计算气体于不同深度静水压（含地面大气压1.0kg/cm2）下的体积压缩比，甲烷气体溶解度3.3%（v/v），换算成各深度下气水比的理论上限，再与各井的总释气量比较，即可得知释气能力及该地层中地下水含气量的饱和度。

经计算溶气饱和度，组合2约为46.66%，组合3约为14.16%，组合4约为61.34%。

各井排气比经整理可知，组合1系直接于弯管处安装排气阀，并无法获得排气的效果，而组合5a、2及3，搭配三通管安装1组排气阀的效果亦在5%以下，组合4安装二套三通管及排气阀则效果明显改善。

3 计量影响

3.1 排气阀及管内压力的影响

计算得水表内呈现负压状态，且低于可量测范围，实际亦未量出，可能系因气体释出，管内呈平衡状态，亦可能因压力太小，已低于可量度的下限，因此并不影响本试验结果。

但溶存温泉水之气体至常压下大量释出，管内为负压，更增加温泉水溶存气体释出的趋势，因此不论就安全上或计量正确上的理由，更应重视排气的需求。

3.2 排气阀数量对排气量的影响

释气效果之组合5a（1.01%）、组合2（0.92%）、组合3（2.69%），得知仅安装一组排气阀可得到排除达总气体量0.92～2.69%的效果，而组合4为两组排气阀，则可得到排除达总气体量58.00%的效果，因此排气阀的数量增加一倍，排气呈现明显的提升效果，但仍然无法达到接近完全排除的目标。

3.3 安装位置对排气量的影响

采安装于井头弯管-直管处，结果组合1（0%）、组合5a（1.01%），而组合2及组合3均采安装于井头三通处，结果组合2（0.92%）、组合3（2.69%），得知变更安装位置，有改善释气效果迹象，仍不明显。

3.4 安装位置对计量设备的影响

由各项试验之计量设备的安装位置可区分为两类：一类为安装于井口至储水槽间，其中组合3产生误差达25%（v/v），组合5a误差则高达140%（v/v）；另一类为储水槽之后，组合5b释气已几乎可达99.9%以上，对于计量设备的误差影响，实质已低于本试验所采用的设备精度。

由两者的差异比较可推论，对于含气量大的温泉水，由于储水槽具有充分的释气空间、水力停留时间及排气通道，温泉水进入储槽后可以充分释出，因此计量设备的精度就得以避免受到水中气体产生的影响。

4 结语

温泉井有释气现象，普遍造成计量设备失准情形，经不同实证所得到的经验，可摘要结论及如下：（1）由释气效果之试验组合1及组合5a均采安装于井头弯管-直管处，结果组合1（0%）、组合5a（1.01%），而试验组合2及组合3均采安装于井头三通处，结果组合2（0.92%）、组合3（2.69%），排气效果皆不明显；（2）试验组合4安装两组排气阀，排除达总气体量58.00%，有明显改善释气的效果；（3）计量设备安装于储水槽之后，经足够的水力停留时间，组合5b释气已几乎可达99.9%以上，且水表误差极低；（4）利用储水槽开口释气可解决因释气不全造成的水表失准

问题。

参考文献

[1] 陈鹏霄，谭德宝，胡明.长江流域大型取水动态计量监控系统试点研究[J].人民长江，2006，（7）.

[2] 金玲，谢艳芳，李建国，吴剑.浅析欧标委有关河流水文形态标准化方法的经验[A].中国水利学会2010学术年会论文集（下册）[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].中国水利学会2010学术年会论文集（下册）[C].2010.

[4] 王涛，邱海波.缺水性地区供水河道水源污染风险分析[A].中国水利学会2010学术年会论文集（下册）[C].2010.

[5] 王兵，王学明，董丽，赵红学.艾依河水环境保护初步探讨[A].中国水利学会2010学术年会论文集（下册）[C].2010.

[6] 马广岳，张桂艳，李霞.东平湖风景区生物——生态修复途径探讨[A].中国水利学会2010学术年会论文集（下册）[C].2010.

作者简介：朱永峰（1980-），男，长沙市望城区质量技术监督局工程师，在职研究生。

（责任编辑：黄银芳）