張磊

摘要：能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗精細(xì)化管理，提高能源利用效率的基礎(chǔ)保障，企業(yè)的能源計(jì)量是企業(yè)對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，而計(jì)量和數(shù)據(jù)是管理工作的基礎(chǔ)。穩(wěn)定、準(zhǔn)確的流量測(cè)量數(shù)據(jù)，能夠適應(yīng)工況變化且維護(hù)檢定方便的流量計(jì)量?jī)x表是企業(yè)追求的目標(biāo)。能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)是把分布在各處的多臺(tái)計(jì)量?jī)x表實(shí)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量?jī)x表的實(shí)時(shí)在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集和在線(xiàn)管理，為了滿(mǎn)足計(jì)量工作更高的要求，流量測(cè)量?jī)x表的更新改造工作越來(lái)越受到重視。

關(guān)鍵詞：能源計(jì)量信息管理系統(tǒng)；節(jié)能降耗；在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集；在線(xiàn)管理

引言

我市的九羊鋼鐵廠(chǎng)是一個(gè)有著近50年發(fā)展歷史的冶金生產(chǎn)的老企業(yè)，由于資金投入等多方面原因，改造前使用的能源計(jì)量?jī)x表主要是孔板式差壓流量計(jì)和少量的彎管流量計(jì)。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、使用可靠、安裝方便等特點(diǎn)，被大量廣泛應(yīng)用于各種水（生活水、冷卻水、循環(huán)水等）、蒸汽（低壓蒸汽、中壓蒸汽、高壓蒸汽等）、空氣、氮?dú)獾饶茉戳康臏y(cè)量。但這并不能就概括它性能優(yōu)良，事實(shí)上孔板流量計(jì)具有一些固有的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)原理和使用流量范圍造成的，在實(shí)際使用環(huán)境經(jīng)常會(huì)發(fā)生偏離設(shè)計(jì)規(guī)定，有些缺點(diǎn)難以避免。

1.企業(yè)能源計(jì)量分析

孔板流量計(jì)由節(jié)流件、取壓裝置和差壓變送器組成，引壓管常需（2～15）m，對(duì)于易凍介質(zhì)需要蒸汽伴熱，回路徑密封。通過(guò)多年對(duì)孔板流量計(jì)安裝、調(diào)試、維護(hù)和檢修等工作的認(rèn)識(shí)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題和故障進(jìn)行分析，總結(jié)主要存在以下缺陷：

1.1安裝條件要求苛刻，不同心、不垂直都會(huì)造成附加的測(cè)量誤差；過(guò)大的直管段要求在許多實(shí)際應(yīng)用中很難滿(mǎn)足。

1.2不耐磨損的性能特點(diǎn)使它不能長(zhǎng)周期、高精度運(yùn)行，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中必須定期檢查，而修理更換在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件下又很難得到保證和滿(mǎn)足?？装暹M(jìn)口圓柱形部分的邊緣因磨損，尖銳部分變圓后，應(yīng)重新制作或擴(kuò)大銳孔。運(yùn)行中介質(zhì)對(duì)孔板的腐蝕和磨損很難保證孔板表面光潔度不變，同樣，運(yùn)行中介質(zhì)對(duì)孔板的侵蝕和磨損很難保證孔板入口銳角不受損傷，孔板入口銳角的損傷所造成的測(cè)量誤差將更為嚴(yán)重。

1.3安裝方法的局限性使它在測(cè)量諸如蒸汽流量時(shí)容易發(fā)生泄漏，因?yàn)橥ǔ２捎玫氖欠ㄌm盤(pán)夾緊式的，而焊接式孔板流量計(jì)雖然可以解決泄漏的問(wèn)題，但常規(guī)檢查和修理就無(wú)法進(jìn)行。

1.4孔板流量計(jì)由于必須使用引壓管，由于長(zhǎng)時(shí)間使用，就會(huì)出現(xiàn)漏點(diǎn)，一旦出現(xiàn)漏點(diǎn)就必須在正常生產(chǎn)時(shí)加以處理，漏出的介質(zhì)增加了消耗，也污染了環(huán)境，有時(shí)漏的厲害就會(huì)耽誤正常生產(chǎn)。

1.5孔板取壓口或環(huán)室被臟物、膠狀物堵塞，由于引壓管內(nèi)無(wú)法流動(dòng)，當(dāng)在臟介質(zhì)及帶有粉末顆粒狀介質(zhì)中使用時(shí)，由于顆粒介質(zhì)不斷積聚會(huì)引起引壓管堵塞。

1.6在冬天寒冷季節(jié)中使用時(shí)，若伴熱不佳會(huì)發(fā)生凍結(jié)，不僅使測(cè)量不準(zhǔn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)凍壞差壓變送器的膜盒，而且伴熱容易造成差壓變送器元器件老化。

2.通過(guò)能源計(jì)量?jī)x表改造，打造計(jì)量信息管理平臺(tái)

節(jié)能降耗源于準(zhǔn)確計(jì)量。近年來(lái)，隨著企業(yè)改革的進(jìn)一步深入，對(duì)能源計(jì)量?jī)x表的改造也加快了步伐，對(duì)直接影響鋼鐵生產(chǎn)裝置能耗的各種、煤炭、油、水、汽、氣計(jì)量成立能源計(jì)量改造小組，在計(jì)量處、設(shè)備處、生產(chǎn)調(diào)度部門(mén)等公司相關(guān)部門(mén)的大力支持配合下，查圖紙，下現(xiàn)場(chǎng)，跑管線(xiàn)，通過(guò)掌握大量第一手資料，周密計(jì)算、廣泛查閱有關(guān)資料，對(duì)能源計(jì)量?jī)x表進(jìn)行科學(xué)選型。從2010年以來(lái)，企業(yè)先后投資近2000萬(wàn)元，對(duì)上料系統(tǒng)、水系統(tǒng)，蒸汽系統(tǒng)，空、氮?dú)?、氧氣系統(tǒng)等的計(jì)量進(jìn)行完善和改造更新，徹底改變了該廠(chǎng)原有的孔板流量計(jì)統(tǒng)治能源計(jì)量天下的落后局面。

2.1完善大口徑水流量測(cè)量?jī)x表，提高監(jiān)測(cè)可靠度

在該廠(chǎng)，各裝置使用的大量工業(yè)用水絕大部分作為冷卻用循環(huán)水使用。由于這些循環(huán)水管線(xiàn)直徑較大，過(guò)去大量采用孔板式差壓流量計(jì)，可是由于冶金企業(yè)循環(huán)水的特殊性，孔板流量計(jì)無(wú)法長(zhǎng)周期穩(wěn)定準(zhǔn)確運(yùn)行，而且每次的孔板檢修工作量非常大，既耗時(shí)又費(fèi)力。而超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量流量的儀表，它利用超聲波在流體中的傳播特性來(lái)測(cè)量流體的流速和流量，以獨(dú)特的技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行智能跟蹤，在電路設(shè)計(jì)上采用多微處理器及超大規(guī)模集成電路，充分考慮了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜情況，外卡式及插入式探頭的結(jié)構(gòu)形式使它在不停水的管道上方便地得到應(yīng)用，準(zhǔn)確度等級(jí)高（1.0級(jí)），且性能穩(wěn)定，保證儀表長(zhǎng)期可靠高精度的測(cè)量。針對(duì)超聲波流量計(jì)尤其適用于大管徑（最大可測(cè)Φ1500mm管徑）流量測(cè)量及可在工藝不停水的條件下安裝的特點(diǎn)，我們采用了先進(jìn)的超聲波流量計(jì)替代過(guò)去的孔板流量計(jì)，經(jīng)過(guò)攻關(guān)徹底解決了長(zhǎng)周期穩(wěn)定準(zhǔn)確測(cè)量大管徑的循環(huán)水、生活水等的流量問(wèn)題，使該廠(chǎng)噸鋼耗水量逐年下降。實(shí)現(xiàn)噸鋼耗新水2.67立方米，工業(yè)水重復(fù)利用率達(dá)到100%，領(lǐng)先行業(yè)水平。

2.2擴(kuò)大使用彎管流量計(jì)的范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱風(fēng)、氮?dú)?、氧氣、CO氣體的計(jì)量，大大促進(jìn)了裝置降本增效

該廠(chǎng)，空氣、氮?dú)鈴V泛用于生產(chǎn)裝置的置換、管線(xiàn)吹掃、氮封、定壓、攪拌、密封及儀表動(dòng)力等諸多方面，但是由于以前企業(yè)的粗放型管理模式，生產(chǎn)裝置的空、氮?dú)馐褂么蠖鄾](méi)有計(jì)量手段，完全按照分?jǐn)偭窟M(jìn)行裝置核算，沒(méi)有科學(xué)依據(jù)。隨著管理精細(xì)化及裝置降本增效工作的進(jìn)一步深入，完善空、氮?dú)獾挠?jì)量就成了我們急需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。由于該廠(chǎng)空、氮?dú)獾臏y(cè)量點(diǎn)多面廣，管徑在DN50～DN350之間，具備停車(chē)安裝的時(shí)間非常有限。為了便于安裝、維護(hù)和集中管理，經(jīng)過(guò)科學(xué)選型，選用彎管流量計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱風(fēng)、氮?dú)?、氧氣、CO氣體的測(cè)量。由于彎管流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；耐磨性能好，免維護(hù)；穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)；量程比大，測(cè)量準(zhǔn)確度高；直管段要求低（一般為前5D后2D）；可進(jìn)行直接焊接式安裝，把現(xiàn)場(chǎng)原有管線(xiàn)改造成彎管傳感器等，它的這些特點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)。在彎管流量計(jì)的安裝、調(diào)試以及使用過(guò)程中，是一種非常符合工廠(chǎng)實(shí)際的流量測(cè)量裝置。所有的彎管流量計(jì)都是一次性設(shè)定參數(shù)，一次開(kāi)表成功。用于測(cè)量各支線(xiàn)氧氣的16臺(tái)彎管流量計(jì)的測(cè)量值總和與接收氮?dú)饪偙頊y(cè)量值的相對(duì)差值在-0.5%～-1.0%之間，完全達(dá)到了預(yù)期的測(cè)量目的。目前，噸鋼耗氧量在30立方米，大大促進(jìn)了車(chē)間降本增效工作的深入開(kāi)展。

2.3用渦街流量計(jì)替代孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽，大大降低裝置的能耗

由于企業(yè)生產(chǎn)及冬季保溫需要，各種蒸汽的消耗一直以來(lái)都是影響各生產(chǎn)裝置能耗水平的主要指標(biāo)。通過(guò)安裝、性能、運(yùn)行等各方面對(duì)比，認(rèn)為渦街流量計(jì)對(duì)蒸汽的計(jì)量有許多優(yōu)點(diǎn)。渦街流量計(jì)安裝簡(jiǎn)單，只需要保證流量計(jì)前后有一定直管段即可，同心度易保證，安裝費(fèi)用低；渦街流量計(jì)的維護(hù)量低，而孔板流量計(jì)由于其易泄漏，需定期排污，安裝隔離液罐等，維護(hù)量較大，加上電、蒸汽伴熱消耗及壓力損失造成的耗能費(fèi)用，使其運(yùn)行成本大大增加。另外由于渦街流量計(jì)不易磨損、運(yùn)行可靠，陸續(xù)對(duì)各裝置的部分DN300以下的蒸汽測(cè)量選用渦街流量計(jì)，目前運(yùn)行情況良好，不僅提高了蒸汽量的測(cè)量準(zhǔn)確度，而且節(jié)省了伴熱的蒸汽消耗量，也大大降低了裝置冬季蒸汽的消耗。

3.對(duì)所有儀表信息進(jìn)行整合，為公司決策提供參考

彎管流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)等安裝USB接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)公司建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)自動(dòng)計(jì)算，打出當(dāng)天的能源計(jì)量報(bào)表，上傳至有關(guān)部門(mén)和領(lǐng)導(dǎo)層，為公司今后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)提供真實(shí)可靠的依據(jù)。

4.結(jié)束語(yǔ)

幾年來(lái)，通過(guò)一系列的計(jì)量技術(shù)攻關(guān)及企業(yè)較大的資金投入，選用先進(jìn)的流量測(cè)量?jī)x表對(duì)原有落后的孔板流量計(jì)進(jìn)行更新改造，使該廠(chǎng)的能源計(jì)量管理水平有了很大的提高。隨著企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)的能源消耗也將日益增大，合理利用能源，降低能源消耗是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益，保證動(dòng)力網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效途徑。因此，只有不斷地加強(qiáng)能源計(jì)量管理信息系統(tǒng)建設(shè)，選用更適合冶金企業(yè)的能源計(jì)量?jī)x表，才能進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降耗工作的深入開(kāi)展，使企業(yè)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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