從能源計量和管理的角度，論述了煉鋼廠的能源計量管理系統(tǒng)的基本組成及功能。該系統(tǒng)的建立，將使煉鋼廠能源介質(zhì)的計量管理工作實現(xiàn)自動采集、瞬時監(jiān)測、故障報警、能流jian視；完成報表統(tǒng)計、離線輸入、成本分析、預(yù)測參考等功能。提高了計量管理工作的層次和力度，對煉鋼廠均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)，盡量平衡公司管網(wǎng)的壓力和負(fù)荷，廠內(nèi)生產(chǎn)決策和安排、調(diào)度和調(diào)整，節(jié)約優(yōu)化用能，保證全廠整體利益都有重要的指導(dǎo)意義。

鋼鐵企業(yè)是耗能大戶，不斷提高鋼鐵企業(yè)自身節(jié)能降耗水平是鋼鐵企業(yè)始終追求的目標(biāo)。煉鋼廠是鋼鐵公司的重要組成部分，其能源的使用和發(fā)生狀況具有自身特點，對能源的計量、檢測及管理有較高的要求，其能源使用、回收的計量和管理水平又直接關(guān)系到公司整體能源網(wǎng)絡(luò)的合理平衡和有效運(yùn)行，但目前我國各鋼鐵公司的煉鋼廠基本沒有自己的能源計量管理體系，使得生產(chǎn)中能源的使用和回收存在不同程度的不合理性。

因此，盡快建立煉鋼廠自身較為完整和準(zhǔn)確的能源計量管理系統(tǒng)，可以有效地彌補(bǔ)生產(chǎn)廠本身在能源介質(zhì)使用及管理上的欠缺，滿足煉鋼廠內(nèi)部能源介質(zhì)的計量、檢測及管理需要，使其能在未來的工作和生產(chǎn)中明確能源介質(zhì)的使用和消耗狀況，便于其進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、能耗分析及生產(chǎn)調(diào)度和調(diào)整，提高能源介質(zhì)的利用率及用能經(jīng)濟(jì)性和合理性。本文以某鋼鐵集團(tuán)公司煉鋼廠為例，介紹了能源計量管理系統(tǒng)的設(shè)計、組成及其功能，對其它煉鋼廠具有一定參考價值。

1 煉鋼廠工藝流程簡介

該鋼鐵集團(tuán)公司下屬煉鋼廠的工藝流程情況基本如下：由煉鐵廠高爐生產(chǎn)出的大量高溫鐵水，通過保溫良好的yu雷形混鐵車送至煉鋼廠，首先進(jìn)入煉鋼廠的脫硫間進(jìn)行預(yù)處理，再由yu雷車運(yùn)至倒罐站，鐵水扒渣后兌入轉(zhuǎn)爐，與經(jīng)調(diào)度計劃稱量后先裝入轉(zhuǎn)爐的廢鋼等一起進(jìn)行冶煉。轉(zhuǎn)爐冶煉作業(yè)由過程計算機(jī)進(jìn)行靜態(tài)控制和計算，自動完成全部煉鋼過程。熔煉出爐的鋼水根據(jù)不同鋼種的具體技術(shù)要求，進(jìn)行爐外二次精煉，然后分別經(jīng)連鑄或模鑄生產(chǎn)線產(chǎn)出煉鋼工序最終產(chǎn)品———連鑄坯或鑄鋼坯。其主要生產(chǎn)流程如圖1所示。

煉鋼廠消耗的主要能源介質(zhì)有：氧氣、氮氣、氬氣、焦?fàn)t煤氣、蒸汽、電力、水等，回收的能源介質(zhì)有：轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽。

2 能源計量管理系統(tǒng)基本內(nèi)容

2.1 能源介質(zhì)的計量、檢測

該煉鋼廠現(xiàn)有的能源計量、檢測系統(tǒng)主要由三部分組成：（1）各種進(jìn)廠能源介質(zhì)數(shù)據(jù)由能源中心統(tǒng)一采集；（2）部分工序、設(shè)備消耗能源介質(zhì)數(shù)據(jù)由計算機(jī)采集或計算（如連鑄等）；（3）部分工序、設(shè)備消耗能源介質(zhì)數(shù)據(jù)由人工抄表（如RH等）。

數(shù)據(jù)來源較多，有些數(shù)據(jù)因管網(wǎng)交叉尚需人工進(jìn)行二次計算處理，使得月末數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作復(fù)雜，容易發(fā)生錯誤，即使數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，也不易查找原因。而且生產(chǎn)中管網(wǎng)故障及異常很難察覺，無法及時消除隱患。

因此，必須從根本上解決問題。在煉鋼廠原有的能源介質(zhì)管網(wǎng)上，為控制生產(chǎn)和計量需要，安裝有大量的各類計量儀表和動力控制閥門，對各種能源介質(zhì)的流量、壓力、溫度等量進(jìn)行檢測和計量。這些儀表大多是模擬儀表盤，其中有少部分控制工藝的量在過程機(jī)中有顯示。

本系統(tǒng)在管網(wǎng)現(xiàn)有計量儀表的基礎(chǔ)上，從使用、安全及管理的角度進(jìn)一步完善系統(tǒng)配置，補(bǔ)充計量、管理需要而原系統(tǒng)沒有的計量點，替換原系統(tǒng)已有但滿足不了未來使用要求的儀表，使系統(tǒng)管網(wǎng)在硬件上首先滿足計算機(jī)計量、檢測及管理的要求。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1.1 數(shù)據(jù)的采集及處理

（1）將分散的各測量點一次儀表上的模擬量集中到計算機(jī)上，經(jīng)過抗干擾、隔離放大、濾波、電流電壓轉(zhuǎn)換器及A/D后轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并按一定要求形成1s平均量，1min平均量，1h平均量。（2）通過長距離的連網(wǎng)系統(tǒng)及通信管理系統(tǒng)的軟、硬件，將各數(shù)據(jù)送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.1.2 故障報警及jian視

計算機(jī)對采集到的各數(shù)據(jù)進(jìn)行報警上、下限判斷，對有報警的信號保存前后1-5min數(shù)據(jù)，并按網(wǎng)絡(luò)規(guī)約送到報警jian視器進(jìn)行顯示和自動打印。進(jìn)行主要報警參數(shù)的跟蹤，根據(jù)報警記錄內(nèi)容和趨勢曲線，正確判斷故障發(fā)生原因。

2.1.3 能流圖顯示

設(shè)計一套工藝流程動態(tài)畫面，進(jìn)行各種能源介質(zhì)的工藝流程圖顯示，包括各采樣點的瞬時值顯示，計量點采集數(shù)據(jù)的累積值顯示等。實現(xiàn)以上功能后，可方便地在線獲得能源介質(zhì)消耗、回收的各種數(shù)據(jù)，隨時掌握各工序及主要設(shè)備的運(yùn)行狀況和能耗數(shù)據(jù)，自動監(jiān)測管網(wǎng)運(yùn)行時態(tài)，提前預(yù)知故障，防患于未然。

2.2 能源管理

煉鋼廠原來的能源介質(zhì)消耗和回收情況均靠人工統(tǒng)計、計算，工作重復(fù)，數(shù)據(jù)繁雜，效率不高，容易出錯，與現(xiàn)代化管理和生產(chǎn)節(jié)奏不相適應(yīng)。報表統(tǒng)計、成本核算及預(yù)測分析等也由人工進(jìn)行，系統(tǒng)性、規(guī)范性較差。能源計量管理系統(tǒng)可以方便地實現(xiàn)快速統(tǒng)計、自動報表、專家分析等功能，由計算機(jī)代替人工，達(dá)到理想的準(zhǔn)確度和效率。

2.2.1 報表統(tǒng)計

通過數(shù)據(jù)庫管理軟件，自動生成各種能耗的日報、月報、年報及各種能耗曲線，使數(shù)據(jù)統(tǒng)計、整理由原來的人工化過渡到計算機(jī)化，提高工作效率和準(zhǔn)確性。

2.2.2 離線數(shù)據(jù)輸入

通過一套可輸入不可測量參數(shù)和可變參數(shù)（如報警上、下限等）的系統(tǒng)支持軟件，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。

2.2.3 成本統(tǒng)計分析

實時掌握各工序及主要設(shè)備的能耗狀況，對不同品種、規(guī)格的能耗進(jìn)行綜合評估，按班進(jìn)行能源成本統(tǒng)計分析，并對能源成本進(jìn)行管理。進(jìn)行工序能耗和成本的分析與評價，完成煉鋼廠與能源中心之間的信息傳遞與交流等。

2.2.4 潮流jian視

通過CRT畫面，可以方便地實現(xiàn)各種能源介質(zhì)的工藝流程圖顯示，自動生成趨勢曲線或直方圖，隨時掌握各主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及能源介質(zhì)的消耗和發(fā)生、回收情況，便于進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度和調(diào)整。

2.2.5 預(yù)測參考

利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)及專家知識庫，預(yù)測下一年度能源介質(zhì)需求及供應(yīng)規(guī)劃和措施。以上功能的實現(xiàn)，使能源介質(zhì)的消耗、回收等數(shù)據(jù)和狀況的管理功能大大增強(qiáng)，為生產(chǎn)決策、調(diào)度和調(diào)整提供在線參考。

煉鋼廠能源計量管理系統(tǒng)的建立，使煉鋼廠能源介質(zhì)的計量、檢測自動化，實現(xiàn)了自動采集、瞬時監(jiān)測、故障報警、能流jiajn視；提高了管理工作的層次和力度，完成了報表統(tǒng)計、離線輸入、成本分析、預(yù)測參考等功能。為煉鋼廠均衡、穩(wěn)定生產(chǎn)，盡量平衡公司管網(wǎng)的壓力和負(fù)荷，廠內(nèi)生產(chǎn)決策和安排、調(diào)度和調(diào)整，節(jié)約優(yōu)化用能，保證全廠整體利益都有重要的指導(dǎo)意義。

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