0引言

2013年11月，在河北興華鋼鐵有限公司(以下簡稱興華鋼鐵)能源管控中心系統(tǒng)項目《以下簡稱EMS)能源計量儀表改造設計調研工作時，發(fā)現興華鋼鐵能源計量方面基礎薄弱，特別在高爐煤氣、轉爐煤氣計量上出現數據不準確、運行狀態(tài)極其不穩(wěn)定，少數連續(xù)用煤氣點還沒有計量儀表，而且部分需新增計I.儀表測I,-141點缺少相關工藝參數。由于高爐煤氣、轉爐煤氣在冶金鋼鐵企業(yè)中是非常重要的能源介質，而且煤氣平衡在EMS系統(tǒng)中至關重要，它們分別由煉鐵高爐煉鐵、煉鋼吹煉產生的，高爐煤氣、轉爐煤氣計量儀表的好壞程度直接影響高爐、轉爐、加熱爐等生產工藝操作，在能源介質煤氣的綜合平衡、零放散有效利川、降本增效等節(jié)能環(huán)保方面作用突出。同時由于冶金鋼鐵企業(yè)連續(xù)不問斷生產作業(yè)的特點，煤氣發(fā)生設備、煤氣輸送主管網以及主工藝單元，這些都是造成在煤氣管道上安裝計量儀表設備的難度大、維護特困難的重要因素。因此，在煤氣計量儀表設備的選型中，如果還繼續(xù)選擇傳統(tǒng)差壓式孔板，不能解決實際現場改造問題。而新一代先進測量技術的德爾塔巴流量計，它不僅可以在煤氣管道不停氣、不斷管的情況下在線安裝，而且?guī)缀鯖]有管網壓力損耗。

 

I計量現狀

    目前，興華鋼鐵在用的20套煤氣)一級計量儀表，由于安裝投產并使用時間長、維護難度大等因素造成儀表測量數據不準確;另外還有10套重點耗能設備、生產線以及工序沒有安裝計***儀表，這部分缺失的計量儀表影響全廠范圍高爐煤氣消耗使用量、煤氣平衡調度方案的評估與制定。因此此次項目設計根據實際調研情況予以新增或更換計量儀表進行改造完善。

    此外，包括興華鋼鐵在內的國內鋼鐵企業(yè)在高爐煤氣、轉爐煤氣乃至焦爐煤氣汁量上，還是在大量地使用常見的孔板。孔板技術雖然已成熟很多年了，但一直存在很多缺陷。煤氣管道管徑大，一般管徑范圍在DN800一DN2 000 n，川，大口徑孔板設備費用昂貴、安裝直管段要求高，煤氣凈化設施效果不佳造成煤氣粉塵多、濕度大，孔板受生產節(jié)奏等原因而不能停產停氣安裝。因此，我們在興華鋼鐵EMS實施儀表改造設計中，DN800 nun以上管徑煤氣系統(tǒng)中選型采川德爾塔巴流量計為***佳方案。德爾塔巴流量計檢測桿雖然自帶防堵塞設計，但還考慮在個別粉塵特別多、濕度很大的煤氣計量點增設自動反吹掃裝置和檢測桿內置加熱系統(tǒng)。以下我們將從其組成結構、吹掃裝置、內置加熱系統(tǒng)和性能特點加以展開描述。

 

2德爾塔巴流量計

2. 1組成結構

    德爾塔巴流量計由多孔取壓口檢測桿、變送器(差壓變送器或多變量變送器)、連接裝置(球閥或法蘭)、反吹掃裝置、反吹閥、三閥組等組成，其工作原理不在此作贅述。德爾塔巴流量計本身系統(tǒng)結構大致如圖1所示。

    德爾塔巴流量計配備差壓變送器測量煤氣的流量差壓信號，另外配備壓力變送器測量煤氣的壓力信號，配備熱電限測量煤氣的溫度信號，再通過流量積算儀采集差壓、壓力、溫度信號進行流量計算，再比較標準壓差、壓力、溫度信號后對計算結果進行計算修正，達到溫度、壓力補償效果，并***終通過通信將所需信號上傳至EMS系統(tǒng)數據庫服務器，在能源中心大廳大屏幕上煤氣能源潮流圖畫面投放顯示出流量計算結果。

 

2.2安裝與維護

    根據德爾塔巴流量計要求，對低壓空氣、水、煤氣、蒸汽等能源介質在線安裝或拆卸時，不光要求能源介質滿足溫度t-<120℃、壓力P52.5M Pa，而且對于儀表施工單位首次安裝德爾塔巴流Rf計時，儀表生產設備商提供在線開孔設備，必要時提供現場指導安裝服務。另外，安裝附件中帶有套管、球閥等連接裝置，可以利用球閥連接裝置在線安裝、在線插拔德爾塔巴流量計檢測桿進行在線安裝與維護。德爾塔巴流量計安裝示意圖如圖2所示。

 

2.3自動吹掃裝置

    在含水分、塵埃、雜物顆粒多的臟、濕煤氣中，減少日常儀表維護工作量可以考慮使用在線吹掃設備。自動吹掃裝置由一個串聯在德爾塔巴流貧計的檢測桿與變送器之間的專用系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)設備含空氣過濾減壓閥、電磁閥、時間繼電器、空氣開關、壓力等級為0.5一0. 8 MPa的清潔工業(yè)氣源(如:壓縮空氣、低壓氮氣N 2 )，本裝置吹掃時間間隔可以在0.5 -24 h自行選擇，每次吹掃時間在5一20s不等，根據實際應用過程中進行設置和調整，但短時間的吹掃都基本上對測a結果影響極小。

 

2.4檢測桿內置加熱系統(tǒng)

    在德爾塔巴流量計檢測桿內置一套電阻絲加熱系統(tǒng)，供電電源在配套流量積算儀保護箱內斷路器提供220 VAC，加熱系統(tǒng)在停車檢修維護的情況下可保證檢測桿上前后、左右取壓孔不會被N.氣、粉塵結冰堵塞。

 

2.5性能特點

    (1)德爾塔巴流量計位于管道中心線的檢測桿***大可測風速150 m/s,覆蓋大范lw所測區(qū)問，量程比大100:10

    (2)高性能在線插拔型德爾塔巴流址計，不優(yōu)越的塵埃、大顆粒雜物防堵設計，而且也有靈活的在線開孔安裝、檢修插拔裝置，極人縮短儀表改造施工周期。   

 (3)配備流量積算儀具備溫壓補償后輸出4-20 mA流量信號，也有遠距離傳輸RS485通信串口，適應全廠范圍EMS系統(tǒng)能源計址數據采集需求，還具流量上限、流量下限報替功能、小信號干擾切除、保存流量數據功能，煤氣瞬時流量、壓力、溫度、補償后瞬時流fit和累計流II通過通信上傳能源中心后，方便了能源中心大廳調度員、管理員在遠程計算機畫面上對煤氣流Irk進行操作與監(jiān)控。

 

3  EMS系統(tǒng)介紹

    EMS系統(tǒng)是一個集全廠公輔設施與貢要工藝單元的過程監(jiān)控，全廠級的能源管理與能源調度，并以計算機網絡技術為基礎的一體化信息監(jiān)控系統(tǒng)。能源數據的采集為EMS系統(tǒng)提供基礎數據支撐，其中能源計量數據則為重要的組成部分之一。另外，鋼鐵企業(yè)的能源介質非常多，但主要有電、煤氣、天然氣、蒸汽、氧氮氨、壓縮空氣、水等，此部分計量儀表設備選擇顯得尤為重要，對于煤氣計量儀表設備選擇則又是重I!,之重，因此本文闡述了一個關于煤氣計量儀表設備選型的***佳方案。

    EMS系統(tǒng)主要由現場計Art儀表、能源設備、星型子網站點、工業(yè)主環(huán)網站點、中央網絡服務器、能源中心大廳大屏幕及機房系統(tǒng)等構成。能源計l就是分布在這個龐大的網絡上的星星點點狀數據，這些基礎能源數據是整個系統(tǒng)***重要的數據支撐之一。目前冶金鋼鐵企業(yè)能源介質管網上計量點分散并且現場工作環(huán)境惡劣、復雜，根據各廠情況制定合理的能源計量方案，多數計量儀表以RS485-Modbus標準通信協議方式接人EMS采集站點通信網關設備中，少數儀表以4一20 m A方式接人EMS采集站點模塊設備中，再通過網絡上傳至EMS系統(tǒng)‘I，央服務器。EMS按照分散i I-量、集中采集的原則，實現對能源計量實時數據的遠程自動采集與監(jiān)控。

    能源管控中心的建立對能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調度、優(yōu)化能源管理流程、減少煤氣等的放散、減少能源系統(tǒng)運行管理成本、提高勞動生產率將起到十分明顯的促進作用。

 

4應用效果

    2014年5月，興華鋼鐵在發(fā)電、燒結、高爐熱風爐、高爐鐵水包烘烤、煉鋼大包烘烤、連鑄中間包烘烤、回轉窯、烘干機處共安裝20套德爾塔巴流量計。通過半年的試運行和生產運行，公司主管部門能源中心、機動處與各分廠儀表科根據檢測均認為煤氣測***的流量數據準確、可靠與穩(wěn)定，且在線安裝、施工與維護、檢修時都很方便，大大縮短了興華鋼鐵高爐煤氣計量實際改造的時間期限需求。

    德爾塔巴流***計在安裝、試用到實際生產運行期問中已主要表現出以下幾個具休方面優(yōu)點:

    (1)節(jié)能降耗效果突出。流量計測I元件的檢測桿的本體材料選擇直徑20mn，的316L材質不銹鋼，在截面積很小的管道中也不會產生壓力的損失，管道動力能耗幾乎可以忽略不計，有著明顯的節(jié)能降耗效果，而且儀表本身運行很穩(wěn)定，低成本維護。

    (2)可靠性能好。德爾塔巴流量計在測量過程中，在檢測桿的導壓管內部中不產生流體流動.粉塵顆粒物等不會輕易進人，使得流量測量可靠。

    (3)安裝工作量小。經EMS項目實施過程，項目管理人員現場實測:儀表生產商現場安裝指導技術工程師在安裝措施準備好的情況下，積極配合儀表施工單位在線開孔需要5min,焊接檢測桿套管8 min，安裝三閥組或五閥組2min，安裝德爾塔巴流里計配套的差壓變送器3川in，接線2min,整個過程大約只需20 min即完成了儀表的安裝。

    (4)防堵方面優(yōu)。檢測桿取壓孔均為8nm，以上，塵埃顆粒物不宜堵在里面，對于預防大顆粒雜物堵寨取壓孔，***好的備選解決方案是連接一套定時自動反吹掃裝置。

    (5)與之配套的流量積算儀具備智能一體化，不僅僅能顯示瞬時流量、壓力、溫度、補償后瞬時流量、累計流***等參數，同時具備遠程RS485通信、網絡傳輸以及與計算機連接打印功能。EMS系統(tǒng)可以通過菊花鏈式串接多套計量儀表方式，RS485通信接入EMS系統(tǒng)采集站點通信網關設備中，***后上傳能源中心實時數據庫服務器中，為煤氣實績報表、能源消耗、成本考核、歷史趨勢、能源平衡及模型預測分析提供***重要軟件平臺開發(fā)的基礎數據。