從新一代德?tīng)査土髁坑?jì)和傳統(tǒng)差壓式孔板的比較開(kāi)始闡述，簡(jiǎn)要地介紹了德?tīng)査土髁坑?jì)的組成結(jié) 構(gòu)、在線開(kāi)孔安裝及定時(shí)自動(dòng)反吹掃裝置等特點(diǎn)，并通過(guò)其在冶金鋼鐵企業(yè)能源計(jì)量改造中的應(yīng)用，突現(xiàn)了德 爾塔巴流量計(jì)在大口徑且含粉塵多、濕度大的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣計(jì)量實(shí)際應(yīng)用中的更多優(yōu)點(diǎn)。

0.引言

2013年11月，在河北興華鋼鐵有限公司（以 下簡(jiǎn)稱興華鋼鐵）能源管控中心系統(tǒng)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn) 稱EMS)能源計(jì)量?jī)x表改造設(shè)計(jì)調(diào)研工作時(shí),發(fā)現(xiàn) 興華鋼鐵能源計(jì)量方面基礎(chǔ)薄弱，特別在高爐煤 氣、轉(zhuǎn)爐煤氣計(jì)量上出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、運(yùn)行狀態(tài)極 其不穩(wěn)定,少數(shù)連續(xù)用煤氣點(diǎn)還沒(méi)有計(jì)量?jī)x表，而 且部分需新增計(jì)量?jī)x表測(cè)量點(diǎn)缺少相關(guān)工藝參數(shù)。由于高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣在冶金鋼鐵企業(yè)中 是非常重要的能源介質(zhì)，而且煤氣平衡在EMS系 統(tǒng)中至關(guān)重要,它們分別由煉鐵高爐煉鐵、煉鋼吹 煉產(chǎn)生的，高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣計(jì)量?jī)x表的好壞程 度直接影響高爐、轉(zhuǎn)爐、加熱爐等生產(chǎn)工藝操作， 在能源介質(zhì)煤氣的綜合平衡、零放散有效利用、降 本增效等節(jié)能環(huán)保方面作用突出。同時(shí)由于冶金 鋼鐵企業(yè)連續(xù)不間斷生產(chǎn)作業(yè)的特點(diǎn)，煤氣發(fā)生 設(shè)備、煤氣輸送主管網(wǎng)以及主工藝單元，這些都是 造成在煤氣管道上安裝計(jì)量?jī)x表設(shè)備的難度大、維護(hù)特困難的重要因素。因此，在煤氣計(jì)量?jī)x表 設(shè)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(shí)際現(xiàn)場(chǎng)改造問(wèn)題。而新一代先進(jìn)測(cè)量 技術(shù)的德?tīng)査土髁坑?jì)，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](méi)有管網(wǎng)壓力損耗。

1.計(jì)量現(xiàn)狀

目前，興華鋼鐵在用的20套煤氣廠級(jí)計(jì)量?jī)x 表，由于安裝投產(chǎn)并使用時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)難度大等因 素造成儀表測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；另外還有10套重點(diǎn) 耗能設(shè)備、生產(chǎn)線以及工序沒(méi)有安裝計(jì)量?jī)x表，這 部分缺失的計(jì)量?jī)x表影響全廠范圍高爐煤氣消耗 使用量、煤氣平衡調(diào)度方案的評(píng)估與制定。因此 此次項(xiàng)目設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際調(diào)研情況予以新增或更換 計(jì)量?jī)x表進(jìn)行改造完善。

此外,包括興華鋼鐵在內(nèi)的國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)在 高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣乃至焦?fàn)t煤氣計(jì)量上，還是在 大量地使用常見(jiàn)的孔板。孔板技術(shù)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, —般管徑范圍在DN800 ~ DN2 000 mm,大口徑孔 板設(shè)備費(fèi)用昂貴、安裝直管段要求高,煤氣凈化設(shè) 施效果不佳造成煤氣粉塵多、濕度大，孔板受生產(chǎn) 節(jié)奏等原因而不能停產(chǎn)停氣安裝。因此，我們?cè)?nbsp;興華鋼鐵EMS實(shí)施儀表改造設(shè)計(jì)中，DN800 mm 以上管徑煤氣系統(tǒng)中選型采用德?tīng)査土髁坑?jì)為 ***佳方案。德?tīng)査土髁坑?jì)檢測(cè)桿雖然自帶防堵 塞設(shè)計(jì),但還考慮在個(gè)別粉塵特別多、濕度很大的 煤氣計(jì)量點(diǎn)增設(shè)自動(dòng)反吹掃裝置和檢測(cè)桿內(nèi)置加 熱系統(tǒng)。以下我們將從其組成結(jié)構(gòu)、吹掃裝置、內(nèi) 置加熱系統(tǒng)和性能特點(diǎn)加以展開(kāi)描述。

2.德?tīng)査土髁坑?jì)

2.1組成結(jié)構(gòu)

德?tīng)査土髁坑?jì)由多孔取壓口檢測(cè)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?tīng)査土髁坑?jì)本身系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)大致如圖1所示。

德?tīng)査土髁坑?jì)配備差壓變送器測(cè)量煤氣的 流量差壓信號(hào)，另外配備壓力變送器測(cè)量煤氣的 壓力信號(hào),配備熱電阻測(cè)量煤氣的溫度信號(hào)，再通過(guò)流量積算儀采集差壓、壓力、溫度信號(hào)進(jìn)行流量 計(jì)算,再比較標(biāo)準(zhǔn)壓差、壓力、溫度信號(hào)后對(duì)計(jì)算 結(jié)果進(jìn)行計(jì)算修正，達(dá)到溫度、壓力補(bǔ)償效果，并 ***終通過(guò)通信將所需信號(hào)上傳至EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù) 庫(kù)服務(wù)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(jì)算結(jié)果。

2.2安裝與維護(hù)

根據(jù)德?tīng)査土髁坑?jì)要求，對(duì)低壓空氣、水、煤氣、蒸汽等能源介質(zhì)在線安裝或拆卸時(shí),不光要 求能源介質(zhì)滿足溫度t ^ 120°C、壓力P ^ 2. 5 MPa，而且對(duì)于儀表施工單位首次安裝德?tīng)査土?nbsp;量計(jì)時(shí),儀表生產(chǎn)設(shè)備商提供在線開(kāi)孔設(shè)備,必要 時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)安裝服務(wù)。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?tīng)査土髁坑?jì)檢測(cè)桿進(jìn)行 在線安裝與維護(hù)。德?tīng)査土髁坑?jì)安裝示意圖如 圖2所示。

2.3自動(dòng)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(hù)工作量可以考慮使用在線吹掃設(shè)備。自動(dòng)吹掃裝置由一個(gè)串聯(lián)在德?tīng)査土髁?nbsp;計(jì)的檢測(cè)桿與變送器之間的專用系統(tǒng)組成。該系 統(tǒng)設(shè)備含空氣過(guò)濾減壓閥、電磁閥、時(shí)間繼電器、 空氣開(kāi)關(guān)、壓力等級(jí)為0.5?0.8 MPa的清潔工業(yè) 氣源（如:壓縮空氣、低壓氮?dú)鈦V），本裝置吹掃時(shí) 間間隔可以在0.5?24 h自行選擇,每次吹掃時(shí)間 在5?20 s不等，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中進(jìn)行設(shè)置和 調(diào)整,但短時(shí)間的吹掃都基本上對(duì)測(cè)量結(jié)果影響 極小。

2. 4檢測(cè)桿內(nèi)置加熱系統(tǒng)

在德?tīng)査土髁坑?jì)檢測(cè)桿內(nèi)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(hù)箱內(nèi)斷 路器提供220 VAC，加熱系統(tǒng)在停車檢修維護(hù)的情 況下可保證檢測(cè)桿上前后、左右取壓孔不會(huì)被濕 氣、粉塵結(jié)冰堵塞。

2. 5性能特點(diǎn)

德?tīng)査土髁坑?jì)位于管道中心線的檢測(cè) 桿***大可測(cè)風(fēng)速150 m/s,覆蓋大范圍所測(cè)區(qū)間， 量程比大100: 1。

高性能在線插拔型德?tīng)査土髁坑?jì)，不僅 有優(yōu)越的塵埃、大顆粒雜物防堵設(shè)計(jì)，而且也有靈 活的在線開(kāi)孔安裝、檢修插拔裝置,極大縮短儀表 改造施工周期。

配備流量積算儀具備溫壓補(bǔ)償后輸出4 ?20 mA流量信號(hào)，也有遠(yuǎn)距離傳輸RS485通信 串口，適應(yīng)全廠范圍EMS系統(tǒng)能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集 需求,還具流量上限、流量下限報(bào)警功能、小信號(hào) 干擾切除、保存流量數(shù)據(jù)功能，煤氣瞬時(shí)流 量、壓力、溫度、補(bǔ)償后瞬時(shí)流量和累計(jì)流量通過(guò) 通信上傳能源中心后，方便了能源中心大廳調(diào)度 員、管理員在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)畫面上對(duì)煤氣流量進(jìn)行 操作與監(jiān)控。

3.EMS系統(tǒng)介紹

EMS系統(tǒng)是一個(gè)集全廠公輔設(shè)施與重要工藝單元的過(guò)程監(jiān)控,全廠級(jí)的能源管理與能源調(diào)度， 并以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的一體化信息監(jiān)控系 統(tǒng)。能源數(shù)據(jù)的采集為EMS系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 支撐，其中能源計(jì)量數(shù)據(jù)則為重要的組成部分之 一。另外,鋼鐵企業(yè)的能源介質(zhì)非常多，但主要有 電、煤氣、天然氣、蒸汽、氧氮?dú)?、壓縮空氣、水等， 此部分計(jì)量?jī)x表設(shè)備選擇顯得尤為重要,對(duì)于煤 氣計(jì)量?jī)x表設(shè)備選擇則又是重中之重，因此本文 闡述了一個(gè)關(guān)于煤氣計(jì)量?jī)x表設(shè)備選型的***佳方 案。

EMS系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x表、能源設(shè)備、星 型子網(wǎng)站點(diǎn)、工業(yè)主環(huán)網(wǎng)站點(diǎn)、中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、 能源中心大廳大屏幕及機(jī)房系統(tǒng)等構(gòu)成。能源計(jì) 量就是分布在這個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)上的星星點(diǎn)點(diǎn)狀數(shù) 據(jù)，這些基礎(chǔ)能源數(shù)據(jù)是整個(gè)系統(tǒng)***重要的數(shù)據(jù) 支撐之一。目前冶金鋼鐵企業(yè)能源介質(zhì)管網(wǎng)上計(jì) 量點(diǎn)分散并且現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣、復(fù)雜,根據(jù)各廠 情況制定合理的能源計(jì)量方案，多數(shù)計(jì)量?jī)x表以 RS485-Modbus標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議方式接入EMS采集 站點(diǎn)通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，少數(shù)儀表以4?20 mA方式 接入EMS采集站點(diǎn)模塊設(shè)備中，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳 至EMS系統(tǒng)中央服務(wù)器。EMS按照分散計(jì)量、集 中采集的原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源計(jì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程 自動(dòng)采集與監(jiān)控。

能源管控中心的建立對(duì)能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào) 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(yùn)行管理成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率將起到 十分明顯的促進(jìn)作用。

4.應(yīng)用效果

2014年5月，興華鋼鐵在發(fā)電、燒結(jié)、高爐熱 風(fēng)爐、高爐鐵水包烘烤、煉鋼大包烘烤、連鑄中間 包烘烤、回轉(zhuǎn)窯、烘干機(jī)處共安裝20套德?tīng)査?nbsp;流量計(jì)。通過(guò)半年的試運(yùn)行和生產(chǎn)運(yùn)行，公司主 管部門能源中心、機(jī)動(dòng)處與各分廠儀表科根據(jù)檢 測(cè)均認(rèn)為煤氣測(cè)量的流量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠與穩(wěn)定, 且在線安裝、施工與維護(hù)、檢修時(shí)都很方便,大大 縮短了興華鋼鐵高爐煤氣計(jì)量實(shí)際改造的時(shí)間期 限需求。

德?tīng)査土髁坑?jì)在安裝、試用到實(shí)際生產(chǎn)運(yùn) 行期間中已主要表現(xiàn)出以下幾個(gè)具體方面優(yōu)點(diǎn)：

節(jié)能降耗效果突出。流量計(jì)測(cè)量元件的 檢測(cè)桿的本體材料選擇直徑20 mm的316L材質(zhì) 不銹鋼,在截面積很小的管道中也不會(huì)產(chǎn)生壓力 的損失,管道動(dòng)力能耗幾乎可以忽略不計(jì)，有著明 顯的節(jié)能降耗效果,而且儀表本身運(yùn)行很穩(wěn)定，低 成本維護(hù)。

可靠性能好。德?tīng)査土髁坑?jì)在測(cè)量過(guò) 程中，在檢測(cè)桿的導(dǎo)壓管內(nèi)部中不產(chǎn)生流體流動(dòng), 粉塵顆粒物等不會(huì)輕易進(jìn)入,使得流量測(cè)量可靠。

安裝工作量小。經(jīng)EMS項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程 中，項(xiàng)目管理人員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)：儀表生產(chǎn)商現(xiàn)場(chǎng)安裝 指導(dǎo)技術(shù)工程師在安裝措施準(zhǔn)備好的情況下，積 極配合儀表施工單位在線開(kāi)孔需要5min,焊接檢 測(cè)桿套管8 min,安裝三閥組或五閥組2min,安裝 德?tīng)査土髁坑?jì)配套的差壓變送器3 min,接線2 min,整個(gè)過(guò)程大約只需20 min即完成了儀表的安 裝。

防堵方面優(yōu)。檢測(cè)桿取壓孔均為8 mm以 上，塵埃顆粒物不宜堵在里面，對(duì)于預(yù)防大顆粒雜 物堵塞取壓孔，***好的備選解決方案是連接一套 定時(shí)自動(dòng)反吹掃裝置。

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(shí)流量、壓力、溫度、補(bǔ)償后瞬時(shí) 流量、累計(jì)流量等參數(shù)，同時(shí)具備遠(yuǎn)程RS485通 信、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及與計(jì)算機(jī)連接打印功能。EMS 系統(tǒng)可以通過(guò)菊花鏈?zhǔn)酱佣嗵子?jì)量?jī)x表方式,RS485通信接入EMS系統(tǒng)采集站點(diǎn)通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備 中，***后上傳能源中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為煤 氣實(shí)績(jī)報(bào)表、能源消耗、成本考核、歷史趨勢(shì)、能源 平衡及模型預(yù)測(cè)分析提供***重要軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)的 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。