溫泉井計量設備安裝研究

摘要：目前溫泉井普遍有釋出氣體的現象，以至井頭所安裝的計量設備產生誤差，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量設施，分別測試及討論其對計量設備產生的誤差大小與排氣效果，并提出改善建議。

關鍵詞：溫泉井；計量設備；設備安裝；排氣設施；水表安裝 文獻標識碼：A

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

1 計量設備錯誤及正確的安裝方法

1.1 錯誤的安裝方法

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

1.2 正確的安裝方法

計量要正確，首先須將設備安裝于正確位置。如圖1所示，水表須與管路彎曲段有一定管徑倍數的距離，且需滿管方能達成。

2 計量實驗與結果

2.1 水中氣體影響計量的確認試驗

試驗結果如圖2，經由排氣閥可排除氣體約9NL/min，將排氣閥封閉使無法排氣，由水表求得未排氣的水流顯示增量為+6.6%，相當于39.7L/min，兩者差距達30.7L/min，流量計因而產生的水量增量達氣體釋出量的4倍，可見電子式水表確實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結果

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。

經計算溶氣飽和度，組合2約為46.66%，組合3約為14.16%，組合4約為61.34%。

各井排氣比經整理可知，組合1系直接于彎管處安裝排氣閥，并無法獲得排氣的效果，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 計量影響

3.1 排氣閥及管內壓力的影響

計算得水表內呈現負壓狀態，且低于可量測范圍，實際亦未量出，可能系因氣體釋出，管內呈平衡狀態，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結果。

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

3.2 排氣閥數量對排氣量的影響

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，則可得到排除達總氣體量58.00%的效果，因此排氣閥的數量增加一倍，排氣呈現明顯的提升效果，但仍然無法達到接近完全排除的目標。

3.3 安裝位置對排氣量的影響

采安裝于井頭彎管-直管處，結果組合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 安裝位置對計量設備的影響

由各項試驗之計量設備的安裝位置可區分為兩類：一類為安裝于井口至儲水槽間，其中組合3產生誤差達25%（v/v），組合5a誤差則高達140%（v/v）；另一類為儲水槽之后，組合5b釋氣已幾乎可達99.9%以上，對于計量設備的誤差影響，實質已低于本試驗所采用的設備精度。

由兩者的差異比較可推論，對于含氣量大的溫泉水，由于儲水槽具有充分的釋氣空間、水力停留時間及排氣通道，溫泉水進入儲槽后可以充分釋出，因此計量設備的精度就得以避免受到水中氣體產生的影響。

4 結語

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

問題。

參考文獻

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作者簡介：朱永峰（1980-），男，長沙市望城區質量技術監督局工程師，在職研究生。

（責任編輯：黃銀芳）