吳龍升

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司設(shè)備管理部，安徽馬鞍山 243000）

前言

能源管理是企業(yè)節(jié)能降耗提升運行經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力的關(guān)鍵，如何了解高爐運行后的能源狀況需要可靠的計量數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。在高爐建設(shè)中對能源計量設(shè)備實施全過程管理是企業(yè)加強(qiáng)計量管理、提高水平、可靠的保證能源數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要基礎(chǔ)，為企業(yè)貫徹執(zhí)行國家節(jié)能法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)，合理用能，優(yōu)化能源利用效益，提供重要的計量數(shù)據(jù)。

1 能源計量設(shè)備的配置規(guī)范

能源計量設(shè)備配置規(guī)范要符合《用能單位能源計量器具配備和管理通則》(GB17167—2006)管理要求。企業(yè)能源計量實現(xiàn)分級管理。

1.1 配備目的

計量準(zhǔn)確，滿足需求。

1.2 配備原則

依法規(guī)范，科學(xué)合理，技術(shù)先進(jìn)，成熟實用。

2 高爐能源計量設(shè)備管理的主要內(nèi)容

2.1 能源計量需求管理

高爐需計量的能源有：固體物料能源，如焦煤、焦炭等；動力介質(zhì)能源，如電、混合煤氣、氧氣、冷風(fēng)等；載能工質(zhì)，如水、蒸汽、壓縮空氣等；可回收余能，如TRT發(fā)電、高爐煤氣等。

2.2 能源計量設(shè)備配置管理

以高爐能源管理需求、工藝控制需求為導(dǎo)向配置能源計量設(shè)備。

1)固體物料能源計量設(shè)備配置。采用靜態(tài)電子汽車秤、靜態(tài)軌道衡、動態(tài)軌道衡、皮帶秤。

2)動力介質(zhì)能源計量設(shè)備配置。氣體流量測量采用差壓方式；液態(tài)流量測量采用電磁、超聲波方式；電量用有功、無功電度表；數(shù)據(jù)采集建立信息化平臺。

2.3 能源計量設(shè)備管理

根據(jù)測量需求選擇合理的測量方法，精度等級符合要求的計量器具，器具檢定合格，計量設(shè)備安裝符合要求，維護(hù)單位按計量管理體系的要求執(zhí)行維護(hù)管理。

2.4 能源計量數(shù)據(jù)管理

測量數(shù)據(jù)的采集、記錄按計量管理要求規(guī)范化，通過信息化平臺進(jìn)行采集、傳輸，信息化平臺應(yīng)經(jīng)過計量確認(rèn)，數(shù)據(jù)追溯到計量采集記錄。

3 高爐建設(shè)能源計量設(shè)備全過程管理

在高爐建設(shè)中以一級能源計量設(shè)備為例來說明能源計量設(shè)備的全過程管理。規(guī)模為3 200 m3的高爐工程，配置一級能源計量設(shè)備共99套。能源計量設(shè)備具有數(shù)量多、種類多、工況復(fù)雜、要求高等特點。能源計量數(shù)據(jù)是后期能源管控的基礎(chǔ)，為了保障準(zhǔn)確的測量應(yīng)對動力能源計量設(shè)備進(jìn)行全過程控制管理。

全過程管理共5個階段，分別是設(shè)計階段、施工階段、調(diào)試階段、投產(chǎn)運行階段、維保階段，每個階段的控制管理的側(cè)重點不同，特點不同，核心是抓住測量的本質(zhì)盡早發(fā)現(xiàn)存在的問題和隱患，及時排除和解決，遵循1:10:100成本法則（問題在設(shè)計階段解決需要1 元成本，在施工階段解決需要10 元，在完成階段解決需要100 元），保障準(zhǔn)確測量的有效性。

3.1 設(shè)計階段控制管理

1)能源計量設(shè)備的選型

設(shè)備選型均按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計[1]。具體情況見表1。

表1 選型表

壓縮空氣、焦?fàn)t煤氣、氮氣流量（帶溫壓補正）檢測，選用孔板+差壓變送器，壓力檢測選用壓力變送器，溫度檢測選用Pt100 熱電阻；其中鼓風(fēng)機(jī)站區(qū)域焦?fàn)t煤氣流量檢測，由于流量變化幅度大，選用插入式流量計+差壓變送器。焦炭、煤粉采用動態(tài)、靜態(tài)稱量方式。

2)高爐動力能源計量設(shè)備的配置見表2

表2 配置表

①受限于安裝位置及直管段不足限制，高爐煤氣流量（帶溫壓補正）檢測，選用插入式流量計+差壓變送器。

②蒸汽流量（帶溫壓補正）檢測，選用噴嘴+差壓變送器，壓力檢測選用壓力變送器，溫度檢測選用Pt100熱電阻。

③水流量檢測：

a)新建水系統(tǒng)的流量儀表選用電磁流量計，壓力檢測選用壓力變送器；

b)還建在線管線恢復(fù)的流量儀表選用超聲波流量計，壓力檢測選用壓力變送器。

④焦炭采用皮帶秤、配料秤計量方式。

⑤煤粉采用皮帶秤計量方式。

3)工藝需求確認(rèn)

對工藝需求的確認(rèn)是非常重要的環(huán)節(jié)[2]。要全面了解工藝需求，工藝測量的參數(shù)，才能對廠際動力計量的設(shè)計是否滿足工藝需求有全面的掌握。在眾多測量系統(tǒng)中，富氧量、冷風(fēng)流量是非常重要的工藝控制量，對測量要求非常高，直接影響高爐的工藝控制。煤氣、蒸汽、氮氣、水、電等是高爐生產(chǎn)重要的動力能耗控制量。對此，我們在后續(xù)的工作在，重點監(jiān)督富氧量和冷風(fēng)量測量系統(tǒng)，其他測量系統(tǒng)按計量要求監(jiān)督，確認(rèn)設(shè)置點位置。

動力能源（除電）測量系統(tǒng)一次檢測部件全部安裝在設(shè)計預(yù)留的安裝位置上，安裝條件等因素，確認(rèn)是否滿足測量要求。所有能源介質(zhì)流量、管徑參數(shù)均按設(shè)計要求確認(rèn)。

物料能源測量，根據(jù)工藝控制需求和現(xiàn)場的流程布置條件，進(jìn)行選型配置。

3.2 能源計量設(shè)備在施工中過程的控制管理

1)首檢確認(rèn)

計量器具在安裝前進(jìn)行首檢確認(rèn)，對不合格的產(chǎn)品全部退回，只有合格產(chǎn)品才能安裝。

在首檢確認(rèn)中，廠際99 套計量器具，送檢40套，全部合格，送檢率49.4%，送檢合格率100%；對不能首檢的器具，采取其他方式進(jìn)行計量確認(rèn)。其中14套畢托巴不具備檢定條件，認(rèn)可出廠的臨界文丘里音速標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定的測試參數(shù)；25 套電磁流量計和2套插入式超聲波流量計，在進(jìn)行安裝調(diào)試時，采用與標(biāo)準(zhǔn)表比對的方式進(jìn)行校準(zhǔn)確認(rèn)；稱重傳感器進(jìn)行比對測試；對于不能進(jìn)行校準(zhǔn)確認(rèn)的后期通過其他方式比對。

因為每臺測量器具都進(jìn)行首檢確認(rèn)或其他計量確認(rèn)，直接保證了計量測量器具的可靠性，并在安裝前狀態(tài)良好。不能首檢的在后期進(jìn)行比對的合格率90%，對不合格的進(jìn)行整改后再次比對，直到達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。首檢和后期比對保障了能源計量的準(zhǔn)確性，減少了安裝上線后的故障，提高了工程效率。

2)施工督察

工程施工初始,現(xiàn)場跟蹤計量點的安裝情況，管道配置情況，核對每個廠際計量點的儀表選型要求、安裝位置、前后直管段要求,技術(shù)參數(shù)的合理性、準(zhǔn)確性,計算機(jī)運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€環(huán)節(jié)進(jìn)行把關(guān)，保證計量設(shè)施的安裝要求符合設(shè)計，滿足準(zhǔn)確測量的要求。并對復(fù)雜的工況，進(jìn)行實地了解確認(rèn)，對比設(shè)計需求，發(fā)現(xiàn)問題，并提出解決方案，保證精準(zhǔn)計量。

在施工督察中，會發(fā)現(xiàn)許多測量問題，根據(jù)不同的問題和現(xiàn)場的實際工況條件及時提出解決方案。[3]主要案例如下：

①高爐區(qū)域富氧氧氣孔板安裝位置錯誤。錯誤原因：現(xiàn)場管網(wǎng)實際長度不滿足測量需求，嚴(yán)重影響測量準(zhǔn)確性。解決方法：經(jīng)現(xiàn)場勘查，重新定位，變更設(shè)計移位安裝。

②冷風(fēng)流量安裝位置錯誤。錯誤原因：安裝位置錯誤。解決方法：重新選址安裝，在管徑改變后，及時修正管徑參數(shù)。

③轉(zhuǎn)供二硅鋼生產(chǎn)水超聲波流量計選型錯誤。錯誤原因：測量精度低，后期維護(hù)故障高。解決方法：立即進(jìn)行糾正設(shè)計錯誤，并在設(shè)備采購前落實。

④焦炭皮帶秤秤臺與機(jī)架間隙過小，無鏈碼固定架。解決方法：校正秤架，安裝鏈碼固定架。

通過在施工過程中的現(xiàn)場實時督查管理，及時發(fā)現(xiàn)問題和隱患。通過現(xiàn)場的勘查，確認(rèn)工藝測量需求，并及時和項目管理方、設(shè)計方、施工方等單位溝通確認(rèn)，提出解決問題的改進(jìn)方案，最終保證高爐工程能源計量表安裝滿足設(shè)計和準(zhǔn)確測量的要求。

3.3 能源計量設(shè)備在調(diào)試期間的控制管理

1)跟蹤排查發(fā)現(xiàn)問題

能源計量設(shè)備安裝完成后，要在調(diào)試的期間，進(jìn)一步跟蹤確認(rèn)計量設(shè)備的運行情況。確認(rèn)計量一次原件的安裝效果，儀表運行情況，測量的參數(shù)設(shè)置情況，數(shù)據(jù)傳輸驗證。[4]尤其是高爐在調(diào)試期間，會進(jìn)行動力量試送，計量設(shè)備同時做工況調(diào)試。對于發(fā)現(xiàn)的問題，通過管理協(xié)調(diào)，現(xiàn)場修正等方式，進(jìn)行督促確認(rèn)，保證廠際計量設(shè)備在點火前正常運行。

2)發(fā)現(xiàn)并完成整改的問題

①煤氣測量取壓管堵、漏氣等。解決方法：更換取壓管。

②冷風(fēng)流量測量值大。原因：設(shè)計依據(jù)的工藝參數(shù)不準(zhǔn)確。解決方法：重新設(shè)計制作，更換原測量器具。

③多個測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)上線值和現(xiàn)場值不一致。原因：計算公式錯誤。解決方法：改公式。

④焦炭皮帶秤秤臺與不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)漂移。解決方法：墊實秤架支點，減少震動。

通過調(diào)試期間對計量設(shè)施的細(xì)致排查和消缺整改，保證了計量設(shè)施的可靠運行和準(zhǔn)確計量，為后期高爐順利點火、投產(chǎn)順行提供了有效的計量保障。

3.4 能源計量設(shè)備在高爐投產(chǎn)運行后的管理

1)運行跟蹤

在高爐點火順利，并達(dá)產(chǎn)順行后，所有的能源計量設(shè)備都在運行狀態(tài)。這一階段要持續(xù)跟蹤計量設(shè)備運行情況，把實際測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，和理論設(shè)計值、工藝控制值進(jìn)行比對計算，判斷計量測量參數(shù)的準(zhǔn)確性，驗證計量設(shè)備運行的可靠性。

2)工程驗收

計量設(shè)備穩(wěn)定運行后，先進(jìn)行工程驗收。按照設(shè)計要求，對計量設(shè)備的運行情況、功能效果進(jìn)行驗收，必須符合工藝控制、生產(chǎn)監(jiān)控、能源管理等管理需求，達(dá)到設(shè)計要求。

3)計量驗收

工程驗收結(jié)束后，穩(wěn)定運行一段時間后，測量值符合設(shè)計和工藝運行操作的要求，即可以組織進(jìn)行計量驗收。

能源供用雙方、施工方、維護(hù)方作為計量設(shè)備管理的責(zé)任主體共同參加，逐套打表確認(rèn)，記錄驗收數(shù)據(jù)，四方簽證確認(rèn)，實施計量驗收。對符合要求的計量設(shè)備，產(chǎn)權(quán)單位負(fù)責(zé)接收并保存相關(guān)資料，同時委托維護(hù)單位進(jìn)行維護(hù)。對不符合要求的計量設(shè)備，由參與驗收的責(zé)任單位負(fù)責(zé)整改，閉環(huán)管理直到驗收合格。

計量驗收在過程上驗證了計量設(shè)備的準(zhǔn)確性，量值傳遞的溯源性，是對測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的重要保證。

3.5 計量設(shè)備運行后的維護(hù)管理

1)確認(rèn)可靠的維護(hù)單位

可靠的維護(hù)單位是保證計量設(shè)備運行的重要保證。確認(rèn)合格的維護(hù)單位需要對維護(hù)單位資質(zhì)進(jìn)行驗證。首先是維護(hù)人員的培訓(xùn)、取證，符合管理要求；其次是配備符合維護(hù)要求的現(xiàn)場維護(hù)設(shè)備，符合量值傳遞的法制性要求；最后對維護(hù)單位的管理進(jìn)行計量相關(guān)方確認(rèn)。最終確認(rèn)符合要求的維護(hù)單位。

2)定期管理監(jiān)督

根據(jù)量值運行情況每月都到現(xiàn)場進(jìn)行管理監(jiān)督，抽檢能源計量設(shè)施運行狀態(tài)；檢查上崗人員培訓(xùn)、持證；檢查維護(hù)工具量值的溯源情況；保證計量設(shè)施、維護(hù)人員、維護(hù)器具都受控管理。

3)保障能源管控

在高爐投產(chǎn)后，能源計量數(shù)據(jù)都參與到高爐本體控制和區(qū)域能源管控管理中。準(zhǔn)確的能源計量數(shù)據(jù)實時體現(xiàn)高爐運行生產(chǎn)狀態(tài)，又是區(qū)域調(diào)配好高爐煤氣的依據(jù)，合理管控能源，降低消耗。準(zhǔn)確的能源計量數(shù)據(jù)不僅是高爐本體的運行生產(chǎn)的可靠保障，同時為能源調(diào)配、能耗分析、降本增效、合理用能提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)論

高爐能源計量設(shè)備的全過程管理，是通過對計量設(shè)備的設(shè)計選型、施工監(jiān)督、驗收整改、維保使用進(jìn)行全生命周期的控制管理，保障了計量設(shè)備的良好運行，計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測量，并用計量數(shù)據(jù)作為高爐操作、能源調(diào)配管控依據(jù)，用數(shù)據(jù)體現(xiàn)能源流向，有效實現(xiàn)“綠色發(fā)展 智慧制造”的理念，是高爐運行中的基礎(chǔ)管理，對于減少高爐能源消耗、保護(hù)環(huán)境、降低成本、增加效益具有十分重要的意義。