南京钢铁集团有限公司(以下简称“南钢”)在所有煤气发生、用户使用、放散塔煤气放散位置上均装有流量计，并将流量信号和气柜调节运行信号等全部接入能源中心，由能源中心调度人员通过能源管理系统(EMS)画面进行动态控制，确保煤气的合理分配利用。
   

一、煤气计量仪表的配置与使用

    1.仪表一次元件的选择
    目前，南钢用于煤气计量结算和工序考核的表计共98套。焦炉煤气一次元件包括孔板、V型锥、威力巴、德尔塔巴。高炉煤气一次元件包括孔板、威力巴、德尔塔巴。转炉煤气一次元件包括孔板、威力巴。混合煤气一次元件包括孔板、威力巴。
    2.仪表一次元件在不同介质中的运用与比较
    (1)焦炉煤气
    焦炉煤气其主要成分为H2和CnHm，其特点是热值高、成分含量多、杂质多，煤气密度轻(约为0.45kg/m3)。
    ①孔板:孔板分为同心孔板、圆缺孔板，通常情况下，建议选用同心孔板。原因:焦炉煤气杂质含量多、沉淀物多，易堵塞圆缺孔板下端孔径，不仅计量误差比同心孔板明显，且易对煤气供应工艺产生影响。优点:经济适用，平时检修维护时间短。缺点:孔板量程比小(1∶3)、压损大、孔板处管道易堵塞，检修工作量大，需停产、管道吹扫、拆除、清洗、焊接。
    ②V型锥:优点:量程比大(1∶10)、直管段要求低(通常上游为2D～3D，下游为2D～3D)，平时检修维护时间短。缺点:压损大，V型锥锥体与管壁之间间距太小，特别容易造成局部堵塞，影响煤气供应，检修工作量大，需停产、管道吹扫、拆除、清洗、安装。
    ③威力巴、德尔塔巴:优点:压损小，量程比大(1∶10)，可在煤气供应情况下钻眼、安装、拆除、清洗，能随时保证一次元件的准确性。缺点:差压小(通常只有几十至几百帕)，特别是焦炉煤气密度轻，差压式流量计差压与密度成反比，密度越轻，差压越小。经验办法是通常利用缩径方式增大流速、提高差压。另焦炉煤气中含有萘、焦油等杂质，特别是冬天萘的结晶易吸附在流量计上，造成正、负压室测量孔堵塞。解决的办法是定期清洗。南钢的经验是，冬季每一个半月清洗一次，其他季节每4～5个月清洗一次。
    (2)高炉煤气、转炉煤气
    高炉煤气、转炉煤气其主要成分为CO、CO2、H2。高炉煤气CO含量约为20%～25%，转炉煤气CO含量约为45%～65%。高炉煤气密度约为1.29kg/m3；转炉煤气密度约为1.35kg/m3。经湿式除尘后含尘量少、含水量大，煤气毒性大。至于煤气热值，高炉煤气最低，转炉煤气其次。
    因高炉煤气热值低、产气量大，钢铁企业高炉煤气管道多为大于1m的大口径管道。因此，在选用仪表一次元件时，高炉煤气、转炉煤气选用插入式威力巴、德尔塔巴优势较孔板显著，不仅安装、拆洗维护方便，其较宽的量程比测量更精确，阻损也小。
    (3)混合煤气
    混合煤气通常是高炉煤气、焦炉煤气根据不同的热值需求混合而成，其密度依据混合比确定，通常为(0.92～1.1)kg/m3。其成分较为稳定、干净。南钢混合煤气计量仪表一次元件主要为威力巴和孔板。两者计量准确度与稳定性相差不大，威力巴一次性投资较大，但维护方便，当计量出现疑异时，在不停产的情况下，可以将一次元件抽出检查。
    3.二次仪表及信号传输
    (1)二次仪表的选择
    流量测量的根本在于选择合适的测量元件、测量方式，将差压信号准确地转变为电流信号，根据设计计算书，准确地将电流信号转换为流量数值。因此，在选择合适的测量一次元件后，必须配置相对应的差压变送器和压力变送器。
    南钢在将差压变送器输出的模拟信号转化为流量数值时，流量显示采用流量积算仪或计算机系统。专业生产的流量积算仪其数据更新周期小于0.5s，优于PLC系统，并且温压补偿功能齐全。通过流量积算仪输出端将信号分配后，分别传输给计算机系统和EMS系统。在计量出现异常时便于故障判别，以流量积算仪前端、后端为故障判别依据，对正常生产运行不产生影响。
    计算机系统在进行流量积算时，检查发现有部分系统未作温压补偿，并且流量计算公式版本不统一，存在一定的误差。逐步统一选用了如式(1)所示的流量计算公式:
   
    式中:Kε??流量系数非线性补偿；Kα??流体膨胀系数补偿，；FS??测量流量量程；Al1(%)??测量流量模拟输入信号。
    (2)信号的传输
    南钢在用的EMS系统将现场25000多个信号点采集到能源管控中心，以系统画面显示数据，为保证采集数据的准确性，在生产现场建有25个子站，就近将信号先接入EMS子站，通过光纤网，将EMS子站信号接入EMS系统。现场PLC系统将信号传输给EMS子站，传输采用通信和IO方式。
   

二、煤气计量仪表准确性的控制

    1.现场结算仪表准确性的控制
    为保证计量结算数据的准确性，南钢能源中心设有专业队伍，从动态、静态两方面监控、维护。在动态方面，每天由计量仪表值班工程师通过EMS系统对煤气等能源介质逐点进行数据检查，对生产正常、数据出现异常的计量表计及时派人检查、维护。能源调度每天也通过EMS系统对煤气等能源介质进行合理分配，对运行出现异常的数据及时通知相关部门予以处理。在静态方面，能源计量及相关人员每旬、每月将现场能源结算数据抄回分析，分别计算出各测点的平均量，以平均量和工艺消耗作对比，检查各测点数据是否异常。同时计算煤气、氧、氮、氩气、蒸汽等能源介质的出口总量与各用户消耗的累计量是否一致，要求出口总表与各用户表累计误差为煤气≤5%，氧、氮、氩气≤5%等。
    2.EMS传输准确性的控制
    为保证EMS传输的准确性，能源计量将每旬、每月现场抄录的数据统一时间与EMS系统累计量逐点进行比对，对超差的测点及时予以分析、解决。目前，EMS传输准确性为85%左右，2011年要求达到95%以上。
   

三、能源计量在南钢发挥重要作用

    1.计量数据在能源管理中的运用
    钢铁企业是耗能大户，为降低能源消耗，南钢制定了系列措施。2011年要求吨钢综合能耗为722kgce/t，吨钢水耗为4m3/t，实现全公司节能增效2.62亿元。
    为确保目标的实现，在能源管理上，以工艺实际消耗的计量数据为抓手，与国内最先进行业能效对标，加大工序能源成本分析，加强计划用能管理，实施系统优化考核，推行经济运行。
    2.煤气计量在节能减排中的运用
    目前，南钢有3台5万、2台1.2万燃气发电机组，在保证生产的前提下，最大限度地平衡利用富余煤气去发电。公司要求，必须做好动态平衡，减少煤气放散，增加发电效益。发电机组在南钢二次能源利用中起到集成作用，提高发电量已成为公司效益的重点，2010年要求实现发电效益3.59亿元。煤气放散率已由过去的5%降到目前不到1%。