南京鋼鐵集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“南鋼”)在所有煤氣發(fā)生、用戶(hù)使用、放散塔煤氣放散位置上均裝有流量計，并將流量信號和氣柜調節運行信號等全部接入能源中心，由能源中心調度人員通過(guò)能源管理系統(EMS)畫(huà)面進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，確保煤氣的合理分配利用。
   

一、煤氣計量?jì)x表的配置與使用

    1.儀表一次元件的選擇
    目前，南鋼用于煤氣計量結算和工序考核的表計共98套。焦爐煤氣一次元件包括孔板、V型錐、威力巴、德?tīng)査?。高爐煤氣一次元件包括孔板、威力巴、德?tīng)査?。轉爐煤氣一次元件包括孔板、威力巴?；旌厦簹庖淮卧装?、威力巴。
    2.儀表一次元件在不同介質(zhì)中的運用與比較
    (1)焦爐煤氣
    焦爐煤氣其主要成分為H2和CnHm，其特點(diǎn)是熱值高、成分含量多、雜質(zhì)多，煤氣密度輕(約為0.45kg/m3)。
    ①孔板:孔板分為同心孔板、圓缺孔板，通常情況下，建議選用同心孔板。原因:焦爐煤氣雜質(zhì)含量多、沉淀物多，易堵塞圓缺孔板下端孔徑，不僅計量誤差比同心孔板明顯，且易對煤氣供應工藝產(chǎn)生影響。優(yōu)點(diǎn):經(jīng)濟適用，平時(shí)檢修維護時(shí)間短。缺點(diǎn):孔板量程比小(1∶3)、壓損大、孔板處管道易堵塞，檢修工作量大，需停產(chǎn)、管道吹掃、拆除、清洗、焊接。
    ②V型錐:優(yōu)點(diǎn):量程比大(1∶10)、直管段要求低(通常上游為2D～3D，下游為2D～3D)，平時(shí)檢修維護時(shí)間短。缺點(diǎn):壓損大，V型錐錐體與管壁之間間距太小，特別容易造成局部堵塞，影響煤氣供應，檢修工作量大，需停產(chǎn)、管道吹掃、拆除、清洗、安裝。
    ③威力巴、德?tīng)査?優(yōu)點(diǎn):壓損小，量程比大(1∶10)，可在煤氣供應情況下鉆眼、安裝、拆除、清洗，能隨時(shí)保證一次元件的準確性。缺點(diǎn):差壓小(通常只有幾十至幾百帕)，特別是焦爐煤氣密度輕，差壓式流量計差壓與密度成反比，密度越輕，差壓越小。經(jīng)驗辦法是通常利用縮徑方式增大流速、提高差壓。另焦爐煤氣中含有萘、焦油等雜質(zhì)，特別是冬天萘的結晶易吸附在流量計上，造成正、負壓室測量孔堵塞。解決的辦法是定期清洗。南鋼的經(jīng)驗是，冬季每一個(gè)半月清洗一次，其他季節每4～5個(gè)月清洗一次。
    (2)高爐煤氣、轉爐煤氣
    高爐煤氣、轉爐煤氣其主要成分為CO、CO2、H2。高爐煤氣CO含量約為20%～25%，轉爐煤氣CO含量約為45%～65%。高爐煤氣密度約為1.29kg/m3；轉爐煤氣密度約為1.35kg/m3。經(jīng)濕式除塵后含塵量少、含水量大，煤氣毒性大。至于煤氣熱值，高爐煤氣最低，轉爐煤氣其次。
    因高爐煤氣熱值低、產(chǎn)氣量大，鋼鐵企業(yè)高爐煤氣管道多為大于1m的大口徑管道。因此，在選用儀表一次元件時(shí)，高爐煤氣、轉爐煤氣選用插入式威力巴、德?tīng)査蛢?yōu)勢較孔板顯著(zhù)，不僅安裝、拆洗維護方便，其較寬的量程比測量更精確，阻損也小。
    (3)混合煤氣
    混合煤氣通常是高爐煤氣、焦爐煤氣根據不同的熱值需求混合而成，其密度依據混合比確定，通常為(0.92～1.1)kg/m3。其成分較為穩定、干凈。南鋼混合煤氣計量?jì)x表一次元件主要為威力巴和孔板。兩者計量準確度與穩定性相差不大，威力巴一次性投資較大，但維護方便，當計量出現疑異時(shí)，在不停產(chǎn)的情況下，可以將一次元件抽出檢查。
    3.二次儀表及信號傳輸
    (1)二次儀表的選擇
    流量測量的根本在于選擇合適的測量元件、測量方式，將差壓信號準確地轉變?yōu)殡娏餍盘?，根據設計計算書(shū)，準確地將電流信號轉換為流量數值。因此，在選擇合適的測量一次元件后，必須配置相對應的差壓變送器和壓力變送器。
    南鋼在將差壓變送器輸出的模擬信號轉化為流量數值時(shí)，流量顯示采用流量積算儀或計算機系統。專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的流量積算儀其數據更新周期小于0.5s，優(yōu)于PLC系統，并且溫壓補償功能齊全。通過(guò)流量積算儀輸出端將信號分配后，分別傳輸給計算機系統和EMS系統。在計量出現異常時(shí)便于故障判別，以流量積算儀前端、后端為故障判別依據，對正常生產(chǎn)運行不產(chǎn)生影響。
    計算機系統在進(jìn)行流量積算時(shí)，檢查發(fā)現有部分系統未作溫壓補償，并且流量計算公式版本不統一，存在一定的誤差。逐步統一選用了如式(1)所示的流量計算公式:
   
    式中:Kε??流量系數非線(xiàn)性補償；Kα??流體膨脹系數補償，；FS??測量流量量程；Al1(%)??測量流量模擬輸入信號。
    (2)信號的傳輸
    南鋼在用的EMS系統將現場(chǎng)25000多個(gè)信號點(diǎn)采集到能源管控中心，以系統畫(huà)面顯示數據，為保證采集數據的準確性，在生產(chǎn)現場(chǎng)建有25個(gè)子站，就近將信號先接入EMS子站，通過(guò)光纖網(wǎng)，將EMS子站信號接入EMS系統?，F場(chǎng)PLC系統將信號傳輸給EMS子站，傳輸采用通信和IO方式。
   

二、煤氣計量?jì)x表準確性的控制

    1.現場(chǎng)結算儀表準確性的控制
    為保證計量結算數據的準確性，南鋼能源中心設有專(zhuān)業(yè)隊伍，從動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩方面監控、維護。在動(dòng)態(tài)方面，每天由計量?jì)x表值班工程師通過(guò)EMS系統對煤氣等能源介質(zhì)逐點(diǎn)進(jìn)行數據檢查，對生產(chǎn)正常、數據出現異常的計量表計及時(shí)派人檢查、維護。能源調度每天也通過(guò)EMS系統對煤氣等能源介質(zhì)進(jìn)行合理分配，對運行出現異常的數據及時(shí)通知相關(guān)部門(mén)予以處理。在靜態(tài)方面，能源計量及相關(guān)人員每旬、每月將現場(chǎng)能源結算數據抄回分析，分別計算出各測點(diǎn)的平均量，以平均量和工藝消耗作對比，檢查各測點(diǎn)數據是否異常。同時(shí)計算煤氣、氧、氮、氬氣、蒸汽等能源介質(zhì)的出口總量與各用戶(hù)消耗的累計量是否一致，要求出口總表與各用戶(hù)表累計誤差為煤氣≤5%，氧、氮、氬氣≤5%等。
    2.EMS傳輸準確性的控制
    為保證EMS傳輸的準確性，能源計量將每旬、每月現場(chǎng)抄錄的數據統一時(shí)間與EMS系統累計量逐點(diǎn)進(jìn)行比對，對超差的測點(diǎn)及時(shí)予以分析、解決。目前，EMS傳輸準確性為85%左右，2011年要求達到95%以上。
   

三、能源計量在南鋼發(fā)揮重要作用

    1.計量數據在能源管理中的運用
    鋼鐵企業(yè)是耗能大戶(hù)，為降低能源消耗，南鋼制定了系列措施。2011年要求噸鋼綜合能耗為722kgce/t，噸鋼水耗為4m3/t，實(shí)現全公司節能增效2.62億元。
    為確保目標的實(shí)現，在能源管理上，以工藝實(shí)際消耗的計量數據為抓手，與國內最先進(jìn)行業(yè)能效對標，加大工序能源成本分析，加強計劃用能管理，實(shí)施系統優(yōu)化考核，推行經(jīng)濟運行。
    2.煤氣計量在節能減排中的運用
    目前，南鋼有3臺5萬(wàn)、2臺1.2萬(wàn)燃氣發(fā)電機組，在保證生產(chǎn)的前提下，最大限度地平衡利用富余煤氣去發(fā)電。公司要求，必須做好動(dòng)態(tài)平衡，減少煤氣放散，增加發(fā)電效益。發(fā)電機組在南鋼二次能源利用中起到集成作用，提高發(fā)電量已成為公司效益的重點(diǎn)，2010年要求實(shí)現發(fā)電效益3.59億元。煤氣放散率已由過(guò)去的5%降到目前不到1%。