能源量介質平衡在企業中的應用

鄭一暢

(安陽鋼鐵集團有限責任公司)

能源量介質平衡在企業中的應用

鄭一暢

(安陽鋼鐵集團有限責任公司)

主要介紹了在企業中能源量產出與消耗之間的平衡關系，及建立平衡數據的重要性、平衡設計上需要注意問題和改進方法等。通過對數據平衡的分析來發現問題、處理問題，能夠及時有效的在各分廠能源量生產和消耗上進行合理配比，杜絕浪費，達到生產效益最大化。

能源量 平衡 投入產出

AbstractThis paper mainly introduces the balance relationship between energy output and consumption in the enterprise, and the importance of establishing the balance data, the problems needing attention in the balance design and the improvement methods. Through the analysis of the data balance to find problems and solve problems, it can be timely and effective in the production and consumption of energy consumption of each branch on a reasonable ratio, eliminate waste, to maximize production efficiency.

KEYWORDSenergy balance input and output

0 前言

在國內很多工礦企業中，生產上經常用到各種能源介質作為一次能源和二次能源來使用，尤其是一些大、中型企業，能源量介質種類更多，例如我公司生產所需要的介質就有高爐煤氣、焦爐煤氣、混合煤氣、氧氣、氮氣、氬氣、工業水等多達20余種。這么多的能源產出和消耗，怎樣才能更好的進行管理呢？本著節約、環保的目的，我們就要對其加以分析，使其產生最大效益，杜絕浪費，根據用戶需要來合理分配供給關系，能源量供應多了用戶用不完放散掉造成浪費，供應少了又影響到正常生產，這就需要我們計量人員對各種介質實時測量監控，及時發現供需變化，產出與消耗要一致。

1 能源平衡的管理

目前，我公司的主要單介質平衡系數都保持在5%以內，一旦發現數值增大或異常，即可在第一時間判定儀表或生產上出現問題，便于及時處理故障。

根據這一要求，對每種能源量介質進行產出(即發生量)與消耗量的比例關系計算，得出平衡系數，即：

平衡系數這個數值理論上都是正值，因為消耗量不可能大于發生量，但在計量系統中存在誤差，在個別情況下可能會出現負值，這就需要對儀表進行系統誤差校驗，看是否超差。

在企業中，很多測量儀表一般都在生產現場附近安裝，由于現場環境相對比較惡劣，比如高溫、振動、電磁干擾等以及其他原因，所以對計量平衡有時候產生很大影響，數值有時候會很大，現在我們就針對哪些原因是造成平衡系數不精確的因素，結合我公司的實際情況和所遇到問題，加以以往經驗和具體例子來談一談怎樣對平衡系數進行改善。

2 管路要完整、儀表配備率要全

首先要對能源量介質的管網路由進行全面檢查，防止由于管道破裂造成的漏水、漏氣現象。我們就遇到過這種情況，當時對某種介質平衡統計時數值明顯不對，儀表也正常，后來沿管路檢查后發現在一個高空架空管道處有漏氣現象，經處理后平衡明顯好轉；有時候用戶數量很多，管網上分支要逐個排查，確保每一路都有計量儀表，杜絕有缺表、漏裝儀表現象，確保管道及儀表節流件處無泄露點，這樣才能保障測出的數據是合理有效的。

3 參數正確、量程設定合理

儀表安裝在現場， 通過信號線把數據傳到計算機內進行處理，儀表和計算機內的各個參數要設定正確且量程要一致，否則會出現現場數據和計算機得出的數據不一致。儀表量程設定要合理，一般為常用流量占量程的30%～70%之間為宜，太高或太低都對計量的準確性有所影響。對于氣體介質，根據氣體方程知，當溫度、壓力改變時，氣體體積也改變，所以測量數據時都要換算成標況下氣體流量，這就要求每個計量點都有溫度表和壓力表，在計算機內溫壓補償進行計算后得出正確數據。

4 儀表位置安裝合理

儀表安裝的位置也很重要，安裝位置不當會造成計量遺漏或重復，例如我單位在對壓縮空氣進行平衡分析時，發現總管遠遠大于分量，經過調查發現，動力廠生產的壓空流量(即發生量)，在管網壓力過大時就直接放散了一部分，而放散閥在儀表后方，即放散的這一部分已計入總量當中，而分量中卻沒有這一部分，所以應該把放散閥移到儀表前面或者把儀表安裝在放散閥后面；由于安裝位置的不合理，在支管和總管上同時安裝儀表將會出現重復計量的問題，經過以上這些因素的排查及整改，平衡系數會明顯下降。

5 混合氣體密度改變對平衡也有影響

我公司各加熱爐及鍋爐均采用高、焦混合煤氣進行加熱。以煤氣加壓配比后送出的南路混合煤氣為例，有南路高爐煤氣和南路焦爐煤氣兩個總量混合后進入混合煤氣管道，其用戶達12個。由于混合煤氣流量測量采用傳統的節流孔板(包括個別環形孔板)，而孔板是按照固定的混合煤氣密度設計，且設計的流量標況值不統一，在實際使用中，隨著高爐、焦爐和加熱爐生產的情況的變化，總是不斷地調整高、焦爐煤氣配比量，也就是說，混合煤氣的密度總是在變化的，使得混合煤氣流量測量嚴重失準，煤氣平衡也就無法進行，甚至需要人工進行協調，才能結算數據。為此，我們在實際計量中，實時計算混合煤氣的密度，參與每一個孔板計量，從而實現密度動態在線補償，使高、焦混合系統流量正常計量并平衡核算。

根據氣體流量公式進行單位換算，公式如下：

式中：Q1——標準狀態下氣體流量；

Q0——實際狀態下氣體流量；

Kd——補償系數；

Δp——差壓；

ρ1——實際氣體密度；

ρ0——設計氣體密度。

混合煤氣密度為：

則0 ℃，101.33 kPa標況下混合煤氣的密度為：

則混合煤氣0 ℃，101.33 kPa標況下的流量公式:

其實上述結果只是理想狀態，還存在由于壓力損失所造成的誤差。另外存在一個時間滯后所帶來的誤差，即某一時刻某一采樣周期的高、焦煤氣流量實際計算出來的混煤密度到下一個采樣周期時應用到混煤計算，這個時間很短，大約1 s～2 s，而高、焦煤氣混合后流到混煤各檢測點時所需要一定的時間，根據遠近不同，大約幾秒或幾十秒時間，而此時所用的密度數值是幾秒或幾十秒之前的了，因此煤氣平衡勢必受到一定的影響，這是下一步我們要考慮的問題。

6 結論

1)經過對能源量單介質平衡的研究和改進，目前各種能源量系統平衡誤差基本控制在3%以內，所提供的數據對生產協調方面起到了積極作用，達到了預期的效果。

2)通過對平衡數據的分析可以及時有效的發現計量系統中存在的問題、能夠合理的在各分廠能源量生產和消耗上進行配比，合理利用資源，杜絕能源生產浪費，達到效益最大化，由單純的、粗曠的技術管理變為科學集約型的能源管理。

3)通過能源量介質平衡數據可以及時撐控有效的能源計量信息，保證企業整體節能減排工作的持續和高效提升，建設節約型生產企業起到積極作用。

[1] 孫淮清,王建中.流量測量節流裝置設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2000：218-219

[2] 計量測試技術手冊編輯委員會.計量測試技術手冊(第4卷)[M].北京：中國計量出版社,1996：400-401

APPLICATIONOFENERGYBALANCEINENTERPRISE

Zheng Yichang

(Anyang Iron and Steel Group Co. , Ltd)

2017—3—28