建立新型计量系统 加快节能降耗节奏

张磊

摘要：能源计量信息管理系统是企业实现节能降耗精细化管理，提高能源利用效率的基础保障，企业的能源计量是企业对能源进行科学管理，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段，而计量和数据是管理工作的基础。稳定、准确的流量测量数据，能够适应工况变化且维护检定方便的流量计量仪表是企业追求的目标。能源计量信息管理系统是把分布在各处的多台计量仪表实行联网，实现计量仪表的实时在线数据采集和在线管理，为了满足计量工作更高的要求，流量测量仪表的更新改造工作越来越受到重视。

关键词：能源计量信息管理系统；节能降耗；在线数据采集；在线管理

引言

我市的九羊钢铁厂是一个有着近50年发展历史的冶金生产的老企业，由于资金投入等多方面原因，改造前使用的能源计量仪表主要是孔板式差压流量计和少量的弯管流量计。由于其结构简单、造价低、使用可靠、安装方便等特点，被大量广泛应用于各种水（生活水、冷却水、循环水等）、蒸汽（低压蒸汽、中压蒸汽、高压蒸汽等）、空气、氮气等能源量的测量。但这并不能就概括它性能优良，事实上孔板流量计具有一些固有的缺点，这些缺点是它的结构原理和使用流量范围造成的，在实际使用环境经常会发生偏离设计规定，有些缺点难以避免。

1.企业能源计量分析

孔板流量计由节流件、取压装置和差压变送器组成，引压管常需（2～15）m，对于易冻介质需要蒸汽伴热，回路径密封。通过多年对孔板流量计安装、调试、维护和检修等工作的认识，对出现的问题和故障进行分析，总结主要存在以下缺陷：

1.1安装条件要求苛刻，不同心、不垂直都会造成附加的测量误差；过大的直管段要求在许多实际应用中很难满足。

1.2不耐磨损的性能特点使它不能长周期、高精度运行，实际应用过程中必须定期检查，而修理更换在现场运行条件下又很难得到保证和满足。孔板进口圆柱形部分的边缘因磨损，尖锐部分变圆后，应重新制作或扩大锐孔。运行中介质对孔板的腐蚀和磨损很难保证孔板表面光洁度不变，同样，运行中介质对孔板的侵蚀和磨损很难保证孔板入口锐角不受损伤，孔板入口锐角的损伤所造成的测量误差将更为严重。

1.3安装方法的局限性使它在测量诸如蒸汽流量时容易发生泄漏，因为通常采用的是法兰盘夹紧式的，而焊接式孔板流量计虽然可以解决泄漏的问题，但常规检查和修理就无法进行。

1.4孔板流量计由于必须使用引压管，由于长时间使用，就会出现漏点，一旦出现漏点就必须在正常生产时加以处理，漏出的介质增加了消耗，也污染了环境，有时漏的厉害就会耽误正常生产。

1.5孔板取压口或环室被脏物、胶状物堵塞，由于引压管内无法流动，当在脏介质及带有粉末颗粒状介质中使用时，由于颗粒介质不断积聚会引起引压管堵塞。

1.6在冬天寒冷季节中使用时，若伴热不佳会发生冻结，不仅使测量不准，严重时会冻坏差压变送器的膜盒，而且伴热容易造成差压变送器元器件老化。

2.通过能源计量仪表改造，打造计量信息管理平台

节能降耗源于准确计量。近年来，随着企业改革的进一步深入，对能源计量仪表的改造也加快了步伐，对直接影响钢铁生产装置能耗的各种、煤炭、油、水、汽、气计量成立能源计量改造小组，在计量处、设备处、生产调度部门等公司相关部门的大力支持配合下，查图纸，下现场，跑管线，通过掌握大量第一手资料，周密计算、广泛查阅有关资料，对能源计量仪表进行科学选型。从2010年以来，企业先后投资近2000万元，对上料系统、水系统，蒸汽系统，空、氮气、氧气系统等的计量进行完善和改造更新，彻底改变了该厂原有的孔板流量计统治能源计量天下的落后局面。

2.1完善大口径水流量测量仪表，提高监测可靠度

在该厂，各装置使用的大量工业用水绝大部分作为冷却用循环水使用。由于这些循环水管线直径较大，过去大量采用孔板式差压流量计，可是由于冶金企业循环水的特殊性，孔板流量计无法长周期稳定准确运行，而且每次的孔板检修工作量非常大，既耗时又费力。而超声波流量计是一种非接触式测量流量的仪表，它利用超声波在流体中的传播特性来测量流体的流速和流量，以独特的技术对信号进行智能跟踪，在电路设计上采用多微处理器及超大规模集成电路，充分考虑了工业现场的复杂情况，外卡式及插入式探头的结构形式使它在不停水的管道上方便地得到应用，准确度等级高（1.0级），且性能稳定，保证仪表长期可靠高精度的测量。针对超声波流量计尤其适用于大管径（最大可测Φ1500mm管径）流量测量及可在工艺不停水的条件下安装的特点，我们采用了先进的超声波流量计替代过去的孔板流量计，经过攻关彻底解决了长周期稳定准确测量大管径的循环水、生活水等的流量问题，使该厂吨钢耗水量逐年下降。实现吨钢耗新水2.67立方米，工业水重复利用率达到100%，领先行业水平。

2.2扩大使用弯管流量计的范围，实现对热风、氮气、氧气、CO气体的计量，大大促进了装置降本增效

该厂，空气、氮气广泛用于生产装置的置换、管线吹扫、氮封、定压、搅拌、密封及仪表动力等诸多方面，但是由于以前企业的粗放型管理模式，生产装置的空、氮气使用大多没有计量手段，完全按照分摊量进行装置核算，没有科学依据。随着管理精细化及装置降本增效工作的进一步深入，完善空、氮气的计量就成了我们急需解决的重点问题。由于该厂空、氮气的测量点多面广，管径在DN50～DN350之间，具备停车安装的时间非常有限。为了便于安装、维护和集中管理，经过科学选型，选用弯管流量计实现对热风、氮气、氧气、CO气体的测量。由于弯管流量计具有结构简单；耐磨性能好，免维护；稳定性好，抗干扰能力强；量程比大，测量准确度高；直管段要求低（一般为前5D后2D）；可进行直接焊接式安装，把现场原有管线改造成弯管传感器等，它的这些特点远远优于传统的孔板流量计。在弯管流量计的安装、调试以及使用过程中，是一种非常符合工厂实际的流量测量装置。所有的弯管流量计都是一次性设定参数，一次开表成功。用于测量各支线氧气的16台弯管流量计的测量值总和与接收氮气总表测量值的相对差值在-0.5%～-1.0%之间，完全达到了预期的测量目的。目前，吨钢耗氧量在30立方米，大大促进了车间降本增效工作的深入开展。

2.3用涡街流量计替代孔板流量计测量蒸汽，大大降低装置的能耗

由于企业生产及冬季保温需要，各种蒸汽的消耗一直以来都是影响各生产装置能耗水平的主要指标。通过安装、性能、运行等各方面对比，认为涡街流量计对蒸汽的计量有许多优点。涡街流量计安装简单，只需要保证流量计前后有一定直管段即可，同心度易保证，安装费用低；涡街流量计的维护量低，而孔板流量计由于其易泄漏，需定期排污，安装隔离液罐等，维护量较大，加上电、蒸汽伴热消耗及压力损失造成的耗能费用，使其运行成本大大增加。另外由于涡街流量计不易磨损、运行可靠，陆续对各装置的部分DN300以下的蒸汽测量选用涡街流量计，目前运行情况良好，不仅提高了蒸汽量的测量准确度，而且节省了伴热的蒸汽消耗量，也大大降低了装置冬季蒸汽的消耗。

3.对所有仪表信息进行整合，为公司决策提供参考

弯管流量计、超声波流量计、涡街流量计等安装USB接口，实现网络传输数据，通过公司建立的数据库，实现实时监测能源数据信息，并通过自动计算，打出当天的能源计量报表，上传至有关部门和领导层，为公司今后的生产经营活动提供真实可靠的依据。

4.结束语

几年来，通过一系列的计量技术攻关及企业较大的资金投入，选用先进的流量测量仪表对原有落后的孔板流量计进行更新改造，使该厂的能源计量管理水平有了很大的提高。随着企业生产经营规模的不断扩大，企业的能源消耗也将日益增大，合理利用能源，降低能源消耗是企业提高经济效益，保证动力网经济运行的有效途径。因此，只有不断地加强能源计量管理信息系统建设，选用更适合冶金企业的能源计量仪表，才能进一步促进企业节能降耗工作的深入开展，使企业获得更好的经济效益和社会效益。

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