计量筑基新质生产力，促进三钢可持续发展

福建省三钢（集团）有限责任公司始建于1958年，历经60多年的发展，已形成以钢铁业为主、多元适度的跨行业、跨地区、跨所有制的大型企业集团，先后荣获全国先进基层党组织、全国五一劳动奖状、全国思想政治工作先进单位、全国文明单位、全国模范劳动关系和谐企业、全国质量管理先进企业、全国产品质量和服务质量双十佳单位、首届福建省政府质量奖等荣誉称号。

三钢高度重视计量工作，视计量为企业管理的基础,形成学计量、用计量、重视计量的良好氛围，具备完善的测量体系。1988年成为国家一级计量单位，2001年通过国家计量检测体系认证，2006年通过国家测量管理体系认证（GB/T19022-2003,idtISO10012-2003），连续18年一次性通过体系监督审核。荣获“冶金行业计量管理对标优秀单位”称号，同时被授予“冶金行业计量管理对标统计源单位”。

案例简介

焦炉上升管荒煤气余热回收系统应用初期，由于控制系统的不完善，经常出现个别上升管缺水干烧损坏、系统压力温度等参数波动大以及多个关键参数无法实现自动化操作等问题，主要原因是现场环境差，高精度仪表难以在现场长期使用，且现场铺设线路难度大，导致系统必须要求有人干预，工况稳定性差。通过无线智能计量技术在焦炉上升管余热技术中的应用，开发自动化控制系统，对于在焦炉现场环境差和难以铺设线路的区域全部采用无线远传计量系统完成数据自动采集并稳定远传至控制系统，运行参数自动预警，实现了无人值守，远程监控，保证了系统安全运行。

案例具体做法

（一）案件详情

炼焦煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭，同时产生大量挥发出来的荒煤气，对荒煤气带出的余热利用焦炉上升管荒煤气余热回收系统回收生产出高品质的蒸汽。在上升管余热回收系统应用初期，由于控制系统的不完善，经常出现个别上升管缺水干烧损坏、系统压力温度等参数波动大以及多个关键参数无法实现自动化操作等问题，主要原因是现场环境差，高精度仪表难以在现场长期使用，且现场铺设线路难度大，导致系统必须要求有人干预，工况稳定性差。为此项目组再次开展了现场仪表计量准确性和远传能力开发，研发出无线智能计量技术，保证了系统安全运行，同时做到无人值守。

为了保证整个系统的安全运行，项目组开发上升管工作状态监测系统。经过分析和讨论，项目组最先采用借助装煤车或导烟车来回行走经过每个上升管的特点，采用扫描式测温仪器对上升管表面温度准确测量远传。

该技术包括测温和定位，关键点是定位。将红外测温仪和激光测距仪安装于装煤车或导烟车上，其中激光测距仪可实时测量记录装煤车或导烟车到其运行轨道一端的距离红外测温仪可实时无接触地测量各个上升管的外表温度，在车辆运行过程中，人机控制界面将接收到激光测距仪和红外测温仪传送的信息直接反映出定位的上升管的表面工作温度。距离和温度数据经过无线传输技术传给PLC系统，通过PLC系统计算来定位并赋值温度数据，当温度超过设定上升管平均温度上限或者单个温度超过温度上限，系统就会报警提示维护人员处理，能够及时发现问题并及时处理问题，保证上升管换热装备的安全运行。

这种焦炉荒煤气上升管工作状态监测系统，避免了焦炉上铺设导线维护难度大的问题，测量精度高，实现了低成本、高效率地监测上升管的工作状态的目的。但是该系统必须借助车辆移动才能实时测量传输，存在车辆检修时无法实现实时监控的问题，项目组随后对该监测系统做了进一步改进及优化。

改进的系统在每根上升管换热装备的表面安装无线温度传感器，对每个上升管换热装备进行实时测温，将温度通过公网发送到接收器，通过MODBUS TCP/IP 通讯，在中控制HMI界面显示，通过软件计算出所有上升管的外壁平均温度。如果发现上升管温度超出报警值时，声光报警提醒运行人员对该上升管进行检查、确认，把上升管的运行隐患及时消除在萌芽状态，确保上升管余热回收系统的安全平稳的运行。

上升管余热回收系统生产的蒸汽最终并入企业低压蒸汽管网。由于蒸汽用户的开停，造成并网蒸汽管网压力波动，同时会引起汽包压力跟随并网系统波动，从而造成整个上升管余热回收系统压力波动。饱和蒸汽压力的波动也同时造成温度改变，从而造成整个系统中包括上升管换热装备和泵在内的所有压力设备、管道和阀门也经受温度和压力的变化，容易发生管道或阀门泄露现象。

同时由于压力和温度的波动，造成汽包和除氧器液位、除氧器塔头压力和温度等关键参数难以控制，严重威胁整个系统的安全运行，也影响系统的整体寿命。解决此问题的难度在于需要在恶劣环境中精确检测汽包压力和外网压力，同时需要及时将该压力数据稳定远传至控制系统。

项目组利用无线智能计量技术，进行压力检测和数据远传，在系统中研发了一套稳压系统，使系统压力不受外网压力波动的影响，保证系统在一定压力下稳定运行。

稳压系统选取在分汽缸之后蒸汽流量表之前的蒸汽主管上，并网管道之前。增加一个电动调节阀，为了便于检修，在调节阀进出口各增加一个检修阀门，并设置旁通。调节阀通过PID控制，给系统压力一个设定值大于管网压力0.2 MPa左右，保证系统的蒸汽向管网送出。

该稳压系统投用后，系统压力稳定在设定值，稳定了系统的总体压力，可以保证系统中所有设备和管道在稳定的温度和压力下运行，各种参数也保持稳定，消除了安全隐患，为系统长寿创造了条件。

（二）具体成效

余热回收项目全年产低压饱和蒸汽10.2万吨，每吨蒸汽120元，价值1224万元；冷却循环氨水电耗降低25.04万kW·h，电价0.7元/kW·h,价值17.53万元；扣除运行成本：除盐水11万吨，除盐水价格6元/吨，价值66万元；耗电：95.1万kW·h，价值66.6万元；一年创造利润：1224+17.53-66-66.6=1108.93（万元）。

无线智能计量技术保证三钢宝信系统的安全运行，并延长系统的整体寿命。实现无人值守，解决了企业专业技术人员不足而影响上升管余热回收系统的安全运行，为三钢降本增效提供了有力保障。

案例创新点

无线智能计量技术的应用是企业智能制造转型发展趋势，项目组充分利用云计算、大数据、物联网、工业自动化技术构成一体化、可扩展的焦炉上升管余热回收系统综合运行平台，加强顶层设计制定有前瞻性的管理和信息规划，通过大数据平台打通信息孤岛，增强对整个系统的运行和管理能力，实现焦炉上升管余热回收系统的数据共享，并实现了远程控制。

（二）推广价值

上升管余热回收已成为新建焦炉的标配，而无线智能计量技术在焦炉上升管余热技术中推广应用前景广阔，经济效益和社会效益显著。

当前大中小企业正在如火如荼的实施智能制造项目，快速推进数字化、智能化转型。该系统的投用，不仅提高了三钢项目智能化、数字化水平，还通过此技术帮助解决现场发现的异常问题，延长系统整体寿命。同时通过对各个系统的计量、系统压力分析、设备风险分析、综合指标关联分析，为三钢集团研发新产品和持续改进提供数据支撑。