建立新型計量系統 加快節能降耗節奏

張磊

摘要：能源計量信息管理系統是企業實現節能降耗精細化管理，提高能源利用效率的基礎保障，企業的能源計量是企業對能源進行科學管理，實現節能降耗，提高經濟效益的重要手段，而計量和數據是管理工作的基礎。穩定、準確的流量測量數據，能夠適應工況變化且維護檢定方便的流量計量儀表是企業追求的目標。能源計量信息管理系統是把分布在各處的多臺計量儀表實行聯網，實現計量儀表的實時在線數據采集和在線管理，為了滿足計量工作更高的要求，流量測量儀表的更新改造工作越來越受到重視。

關鍵詞：能源計量信息管理系統；節能降耗；在線數據采集；在線管理

引言

我市的九羊鋼鐵廠是一個有著近50年發展歷史的冶金生產的老企業，由于資金投入等多方面原因，改造前使用的能源計量儀表主要是孔板式差壓流量計和少量的彎管流量計。由于其結構簡單、造價低、使用可靠、安裝方便等特點，被大量廣泛應用于各種水（生活水、冷卻水、循環水等）、蒸汽（低壓蒸汽、中壓蒸汽、高壓蒸汽等）、空氣、氮氣等能源量的測量。但這并不能就概括它性能優良，事實上孔板流量計具有一些固有的缺點，這些缺點是它的結構原理和使用流量范圍造成的，在實際使用環境經常會發生偏離設計規定，有些缺點難以避免。

1.企業能源計量分析

孔板流量計由節流件、取壓裝置和差壓變送器組成，引壓管常需（2～15）m，對于易凍介質需要蒸汽伴熱，回路徑密封。通過多年對孔板流量計安裝、調試、維護和檢修等工作的認識，對出現的問題和故障進行分析，總結主要存在以下缺陷：

1.1安裝條件要求苛刻，不同心、不垂直都會造成附加的測量誤差；過大的直管段要求在許多實際應用中很難滿足。

1.2不耐磨損的性能特點使它不能長周期、高精度運行，實際應用過程中必須定期檢查，而修理更換在現場運行條件下又很難得到保證和滿足?？装暹M口圓柱形部分的邊緣因磨損，尖銳部分變圓后，應重新制作或擴大銳孔。運行中介質對孔板的腐蝕和磨損很難保證孔板表面光潔度不變，同樣，運行中介質對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量誤差將更為嚴重。

1.3安裝方法的局限性使它在測量諸如蒸汽流量時容易發生泄漏，因為通常采用的是法蘭盤夾緊式的，而焊接式孔板流量計雖然可以解決泄漏的問題，但常規檢查和修理就無法進行。

1.4孔板流量計由于必須使用引壓管，由于長時間使用，就會出現漏點，一旦出現漏點就必須在正常生產時加以處理，漏出的介質增加了消耗，也污染了環境，有時漏的厲害就會耽誤正常生產。

1.5孔板取壓口或環室被臟物、膠狀物堵塞，由于引壓管內無法流動，當在臟介質及帶有粉末顆粒狀介質中使用時，由于顆粒介質不斷積聚會引起引壓管堵塞。

1.6在冬天寒冷季節中使用時，若伴熱不佳會發生凍結，不僅使測量不準，嚴重時會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.通過能源計量儀表改造，打造計量信息管理平臺

節能降耗源于準確計量。近年來，隨著企業改革的進一步深入，對能源計量儀表的改造也加快了步伐，對直接影響鋼鐵生產裝置能耗的各種、煤炭、油、水、汽、氣計量成立能源計量改造小組，在計量處、設備處、生產調度部門等公司相關部門的大力支持配合下，查圖紙，下現場，跑管線，通過掌握大量第一手資料，周密計算、廣泛查閱有關資料，對能源計量儀表進行科學選型。從2010年以來，企業先后投資近2000萬元，對上料系統、水系統，蒸汽系統，空、氮氣、氧氣系統等的計量進行完善和改造更新，徹底改變了該廠原有的孔板流量計統治能源計量天下的落后局面。

2.1完善大口徑水流量測量儀表，提高監測可靠度

在該廠，各裝置使用的大量工業用水絕大部分作為冷卻用循環水使用。由于這些循環水管線直徑較大，過去大量采用孔板式差壓流量計，可是由于冶金企業循環水的特殊性，孔板流量計無法長周期穩定準確運行，而且每次的孔板檢修工作量非常大，既耗時又費力。而超聲波流量計是一種非接觸式測量流量的儀表，它利用超聲波在流體中的傳播特性來測量流體的流速和流量，以獨特的技術對信號進行智能跟蹤，在電路設計上采用多微處理器及超大規模集成電路，充分考慮了工業現場的復雜情況，外卡式及插入式探頭的結構形式使它在不停水的管道上方便地得到應用，準確度等級高（1.0級），且性能穩定，保證儀表長期可靠高精度的測量。針對超聲波流量計尤其適用于大管徑（最大可測Φ1500mm管徑）流量測量及可在工藝不停水的條件下安裝的特點，我們采用了先進的超聲波流量計替代過去的孔板流量計，經過攻關徹底解決了長周期穩定準確測量大管徑的循環水、生活水等的流量問題，使該廠噸鋼耗水量逐年下降。實現噸鋼耗新水2.67立方米，工業水重復利用率達到100%，領先行業水平。

2.2擴大使用彎管流量計的范圍，實現對熱風、氮氣、氧氣、CO氣體的計量，大大促進了裝置降本增效

該廠，空氣、氮氣廣泛用于生產裝置的置換、管線吹掃、氮封、定壓、攪拌、密封及儀表動力等諸多方面，但是由于以前企業的粗放型管理模式，生產裝置的空、氮氣使用大多沒有計量手段，完全按照分攤量進行裝置核算，沒有科學依據。隨著管理精細化及裝置降本增效工作的進一步深入，完善空、氮氣的計量就成了我們急需解決的重點問題。由于該廠空、氮氣的測量點多面廣，管徑在DN50～DN350之間，具備停車安裝的時間非常有限。為了便于安裝、維護和集中管理，經過科學選型，選用彎管流量計實現對熱風、氮氣、氧氣、CO氣體的測量。由于彎管流量計具有結構簡單；耐磨性能好，免維護；穩定性好，抗干擾能力強；量程比大，測量準確度高；直管段要求低（一般為前5D后2D）；可進行直接焊接式安裝，把現場原有管線改造成彎管傳感器等，它的這些特點遠遠優于傳統的孔板流量計。在彎管流量計的安裝、調試以及使用過程中，是一種非常符合工廠實際的流量測量裝置。所有的彎管流量計都是一次性設定參數，一次開表成功。用于測量各支線氧氣的16臺彎管流量計的測量值總和與接收氮氣總表測量值的相對差值在-0.5%～-1.0%之間，完全達到了預期的測量目的。目前，噸鋼耗氧量在30立方米，大大促進了車間降本增效工作的深入開展。

2.3用渦街流量計替代孔板流量計測量蒸汽，大大降低裝置的能耗

由于企業生產及冬季保溫需要，各種蒸汽的消耗一直以來都是影響各生產裝置能耗水平的主要指標。通過安裝、性能、運行等各方面對比，認為渦街流量計對蒸汽的計量有許多優點。渦街流量計安裝簡單，只需要保證流量計前后有一定直管段即可，同心度易保證，安裝費用低；渦街流量計的維護量低，而孔板流量計由于其易泄漏，需定期排污，安裝隔離液罐等，維護量較大，加上電、蒸汽伴熱消耗及壓力損失造成的耗能費用，使其運行成本大大增加。另外由于渦街流量計不易磨損、運行可靠，陸續對各裝置的部分DN300以下的蒸汽測量選用渦街流量計，目前運行情況良好，不僅提高了蒸汽量的測量準確度，而且節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.對所有儀表信息進行整合，為公司決策提供參考

彎管流量計、超聲波流量計、渦街流量計等安裝USB接口，實現網絡傳輸數據，通過公司建立的數據庫，實現實時監測能源數據信息，并通過自動計算，打出當天的能源計量報表，上傳至有關部門和領導層，為公司今后的生產經營活動提供真實可靠的依據。

4.結束語

幾年來，通過一系列的計量技術攻關及企業較大的資金投入，選用先進的流量測量儀表對原有落后的孔板流量計進行更新改造，使該廠的能源計量管理水平有了很大的提高。隨著企業生產經營規模的不斷擴大，企業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提高經濟效益，保證動力網經濟運行的有效途徑。因此，只有不斷地加強能源計量管理信息系統建設，選用更適合冶金企業的能源計量儀表，才能進一步促進企業節能降耗工作的深入開展，使企業獲得更好的經濟效益和社會效益。

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