打造以數據為中心的企業能源計量管理體系

付子君 張少華 霍智超

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北唐山 063200）

鋼鐵企業能源消耗量巨大，企業對能源合理利用，充分利用余熱余能節能降耗，不僅有利于企業經濟效益也有利于國家實現“碳達峰、碳中和”的目標。計量將為公司生產經營、成本核算、節能減排提供可靠的數據支持，便于公司節能減排管理和措施效果評價，使節約能源、合理利用能源真正落到實處。京唐公司計量專業管理按照體系思維完善計量管理流程，強化數據“不落地”，著力打造以數據為中心能源計量管理體系。

1.強化數據管理，保證能源計量數據準確

京唐公司建廠初期由于GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》尚未下發，因此在設計時只著重考慮公司進出廠計量，即用能單位各種能源量計量器具配備，而對于主要次級用能單位及主要用能區域、主要用能設備能源計量配備考慮不全面，部分計量檢測點存在沒有按通則要求配備計量器具的現象。另一方面，公司投產后，能源計量管理只是負責到各作業部門的能源計量數據。隨著生產和管理的需要，公司進一步細化職責，能源消耗統計到區域，涉及主要用能設備能耗統計。

能源計量數據穩定、準確、可靠是計量專業工作重心。京唐公司計量專業管理從儀表選型、儀表安裝、儀表上傳到PLC中邏輯算法（溫度、壓力補償等算法），每個細節都嚴格把關，保證能源計量數據質量。

1.1 制定完善的數據管理制度

重構專業制度體系，按照自主設計流程制度分析的9步標準方法梳理重構能源計量管理流程和制度，夯實能源計量管理基礎。新建及修訂5個專業制度，增補完善管理缺漏，規范管理行為和建立管理標準。聯合運營規劃部開展流程的專項審查，重點審核管理職責與系統授權、業務管理與系統流程的一致性，開展業務標準與系統約束規則的一致性審核。

推進測量系統分析，深度融合測量與質量體系。充分結合產品質量管理的特殊特性需求，創新數據分析和過程控制同步機制，實施測量系統分析（MSA）10大類共55項。構建測量系統分析系統，為規范測量系統分析提供標準化作業平臺，將測量體系管理能力由結果管控向過程管控拓展。拓展專業自主能力，推進計量標準實驗室建設。與對標企業開展關于計量標準實驗室建設調研，推進標準設備采購、標準文件制定、實驗室功能區優化等環境的建設。同時充分依托計量操作人員人才培養計劃，自主培育包含操作人員和管理人員的檢校隊伍，節約投入成本的同時，提升計量專業人員技能水平。

1.2 強化數據分析

加強能源計量數據質量的管理，我們結合公司能源計量管理實際需求制定了全公司的《計量數據管理辦法》，在公司能源數據的流轉傳遞和能源成本結算過程中，能源計量PES系統負責收集各單位儀表原始數據，匯總生成數據項目，分別拋送給產銷能源管理模塊和投料PES系統。每月報旨在通過客觀數據對系統接收的現場采集數據和拋出的數據項目進行準確性評價。

2022年3月份能源計量PES系統當月共計接收PI數據庫周期數據6693490條，生成原始數據25201條；當月共計發生采集中斷事件345起，如圖1所示，垃圾數據事件1810起；數據異常事件導致系統接收異常周期數據398588條，如圖2所示，異常占比5.95%；異常周期數據導致系統生成異常原始數據612條，異常占比2.43%。

圖1 數據采集異常事件歷史曲線圖

圖2 數據采集異常事件影響歷史曲線圖

加強能源產、用總量平衡分析，能源動力的供應和使用單位需提供設備運行、開動時間及放散時間和銘牌參數等相關數據，產用量的比例應穩定并符合實際。在實際分析中，通過比對圖表、曲線等方式的應用有力地保證了數據的準確性，查出了計量設施問題及其他人為問題，提升了管理水平。我們要做好數據分析，必須深入現場，了解工藝實際，充分了解計量設備特性，并同設備結合；根據不同工藝、計量介質采用不同的分析方法，持之以恒，精細為本。

1.3 規范程序的邏輯算法

鋼鐵企業中能源介質主要包括風、水、電、氣。由于氣體的可壓縮性，決定了流量計量的復雜性，氣體的測量不僅與儀表測信號有關還與管道中能源介質的壓力和溫度有關。京唐公司氣體計量主要選用差壓類測量設備，廠家按照能源介質壓力、溫度、流量范圍計算出差壓量程。為此，我們規范了氣體計量必須按照廠家提供的計算書來編寫程序，同時規范了對于同一能源介質采用標準立方米的狀態下進行統一，便于數據統一與分析。

2.加快計量設施的完善

計量設備的完善是能源計量的前提和保證，是企業精細管理基礎，為此，京唐公司加大了在能源計量方面的投入。根據GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》的要求完善計量儀表的配備，儀表配備后數據上傳到PLC，通過PI采集系統上傳能源計量PES中，保證能源計量數據不落地。

（1）依據GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》及公司的計量管理辦法，完善能源計量設備配備。計量專業通過能源用能審批流程，監控作業部新增用能點能源計量設備配備情況，從源頭管理能源配備，保證能源計量器具配備符合要求，如表1所示[1]。

表1 能源計量器具配備率

能源計量器具配備率按下式計算：

式中：Rp—能源計量器具配備率，%；

Ns—能源計量器具實際的安裝配備數量；

N1—能源計量器具理論需要量。

主要次級用能單位（各作業部）、主要用能設備需要配備能源計量儀表。

用能量大于或等于表2中一種或多種能源消耗量限定值的作業部為主要用能作業部。

表2 主要次級用能（作業部）單位能源消耗量限定值

（2）規范能源計量設備選型。京唐公司自投產以來，新增、改建、擴建項目中，能源介質管網安裝了各種各樣的計量設備，儀表的選型過于雜亂，有的儀表選型不適合京唐公司的能源介質的工況，導致計量的數據誤差過大，無法滿足公司精細化管理的要求，無法為對標找差，無法為能耗指標提供準確的數據。為此，京唐公司對新增計量設備嚴格把關，按照公司能源介質的特點選擇測量設備，便于儀表檢定及維護。

（3）能源介質儀表配備應與儀表信號采集統籌考慮。為了能源介質的測量數據實時監控，保證數據“不落地”，在儀表選型設計時，同時規劃儀表的信號采集，京唐公司儀表測量數據通過PI系統實時采集PLC系統中數據，并上傳到能源計量PES，在能源計量PES中進行匯總，并發送給財務的投料系統和能源PES系統。

3.精心維護設備，確保測量設備的數據穩定準確

只有計量設備穩定、可靠運行才能保證測量數據穩定、準確。儀表維護人員定期巡檢設備，定期維護設備，同時對測量設備周期檢定，才能保證計量設備不失控，測量數據不失真。

3.1 利用信息化手段監控儀表運行狀態

通過信息化手段監控測量數據波動范圍進而推斷測量設備的運行情況。在京唐公司能源計量數據的流轉傳遞和能源成本結算過程中，能源計量PES系統負責收集各單位儀表原始數據，匯總生成數據項目，分別拋送給產銷能源管理模塊和投料PES系統。能源計量PES能自動的統計拋出的日數據項目條數和異常數據條數對異常數據進行分類，推斷導致異常數據原因，很快判斷是否是儀表問題，為儀表維護人員提供便利，節約時間。

3.2 加強巡檢力度，確保測量設備計量設備的硬維護和軟維護相結合

鋼鐵企業水系統大部分選用電磁流量計，液體計量由于受溫度、壓力影響不大，儀表維護量較小。氣體計量大部分選用差壓類測量設備，差壓類儀表由一次傳感器、導壓管和差壓變送器組成，信號上傳到PLC中，還需要溫度、壓力補償，環節較多，維護量較大，每個細節未發現問題，導致計量數據波動較大。為此，維護人員需加大巡檢力度，不定期檢查一次原件取壓孔是否堵塞，取壓管是否漏氣，差壓變送器零點是否漂移，量程范圍是否準確等環節，發現問題及時處理，保證儀表運行狀態良好才能保證儀表準確、穩定運行。

3.3 加強技術交流，完善儀表校準方法

目前，氣體測量設備的檢定工作主要包括差壓變送器、壓力變送器、熱電偶（溫度變送器），對安裝在管道上的一次傳感器沒有好的校準方案，特別是針對煤氣系統（管徑較大）測量設備，以及無法拆卸的計量設備，京唐公司計量專業積極與儀表廠家，計量院研究探討，采用標準設備對比的方式進行校對，通過測量數據計算修正參數提高測量設備準確度。

4.結語

計量設備的穩定、準確運行才能保證測量數據準確、可靠。通過提高專業人員技術水平，加強測量設備巡檢力度，采用科學的校準方案才能使計量設備不失控，保證數據質量，進而完善以數據為中心的企業能源計量管理體系。