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攻克區(qū)域大計量課題探索計量增效新途徑
一．綜述
區(qū)域大計量試驗項目是天津煤氣總公司和煤氣供應公司提出的探索計量增效領(lǐng)域中一個新課題。從99年年初開始運做到現(xiàn)在已歷經(jīng)一年另八個月的時間。在總公司的領(lǐng)導下在煤氣供應公司有關(guān)領(lǐng)導、工程技術(shù)人員以及計量表研制單位新科成套儀表公司的共同努力下，使這個試驗取得了可喜的成績并且對我公司的經(jīng)營已經(jīng)起到了積極作用并產(chǎn)生效益。該試驗共投資僅僅30萬元，選用7臺國產(chǎn)插入式渦輪流量計(天津新科成套儀表有限公司生產(chǎn)),安裝于DN500、400、150等不同管徑的管道上。其中3臺關(guān)鍵表，經(jīng)過冬、春、夏三季運行并經(jīng)一百多次的插入、拔出、調(diào)試、改進，使其基本能滿足不同季節(jié)不同流量范圍的穩(wěn)定運行和精度要求；該區(qū)域大計量的計量系統(tǒng)共涉及煤氣小、低壓管網(wǎng)上11個位置的14臺計量表。通過對14臺計量表200多天的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，掌提了公司下屬各行政區(qū)不同時期的比較準確的用氣量，并且應用已掌握的實際氣量對各個區(qū)的計劃氣量、實際收費氣量進行了客觀分析，從而得到了對今后經(jīng)營極有指導意義的差率值。我們認為這個試驗的過程和結(jié)果都開創(chuàng)了歷史的先河，它將對我市今后煤氣事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
二 區(qū)域大計量試驗項目的前期工作
1．區(qū)域大計量試驗項目的提出
眾所周知，煤氣行業(yè)供銷差率居高不下困擾著行業(yè)發(fā)展。就我公司來講，雖然近五年多來逐步加大計量增效力度例如門站計量管理、戶內(nèi)計量、農(nóng)村大計量、服務(wù)站封閉計量等等。這些計量措施的落實也確實在經(jīng)營上收到了較好的效果。但是，還遠遠不夠。事實上多年來供銷差率考核指標是出自于經(jīng)驗計劃而來，不是科學的定量分析而來，這種方法與當今的市場經(jīng)濟社會是不和拍的。農(nóng)村的“包產(chǎn)到戶”引發(fā)了中國經(jīng)濟的巨變，具體到煤氣行業(yè)也應該盡快劃小核算單位，把供銷差率指標分解到各個區(qū)營業(yè)所。那么憑什么來下指標?憑經(jīng)驗不科學。應該用計量表的氣量數(shù)據(jù)來定考核指標。由此，引發(fā)了在各區(qū)域交界處的中壓管網(wǎng)上加狀大計量表，用計量表來考核各區(qū)所的經(jīng)營管理的想法。
2． 區(qū)域大計量試驗項目要解決的問題
①研究解決計量儀表對煤氣介質(zhì)的適應性問題，雙向流測量問題，確定儀表表型。
②解決計量儀表現(xiàn)場安裝、調(diào)試、運行和數(shù)據(jù)采集問題，摸清計量儀表隨季節(jié)隨氣質(zhì)變化的規(guī)律，確定最佳的維護清洗措施和周期。
②根據(jù)實溯數(shù)據(jù)．分析各區(qū)所和儲配站的運行規(guī)律。
④根據(jù)實測數(shù)據(jù)，分析供銷差率原因，提出相應解決辦法。
⑤解決降低起步流量問題，盡量減少低峰時的計量誤差。
3．區(qū)域大計量的概念解釋和介紹
我公司負責天津市的紅橋區(qū)、河北區(qū)、北辰區(qū)三個行政區(qū)域25萬多民用戶、15個工業(yè)戶、343個福利戶的煤制氣供應。氣源從第二煤氣廠經(jīng)甲乙雙方4臺孔板流量計計量后，通過15公里DN500中壓管道輸送到千家萬戶。區(qū)域大計量就是擬在紅橋區(qū)與河北區(qū)交界的兩處管道上各裝一臺計量表，截出河北與紅橋的區(qū)域；在紅橋與北辰交界的管道上裝一臺計量表截出紅橋與北辰的區(qū)域；在中壓管道末端與楊嘴儲配站交界處裝一臺表；再加上氣源頭的4臺孔板和另外五處計量表就構(gòu)成了區(qū)域大計量系統(tǒng)。通過把每天各個計量表的讀數(shù)代入計算公式便可得出各個區(qū)域的每天的計量氣星。
區(qū)域大計量各區(qū)氣量計算公式
▲北辰氣量＝桃香園表氣量＋（民宜表＋強宜表＋柳灘表＋王莊表＋劉園表）氣量
▲河北氣量＝二廠表氣量－(工大雙向表+柳灘雙向表)氣量－(民宜表+強宜表)氣量
▲紅橋氣量＝二廠表氣量－北辰氣量－河北氣量—揚嘴表氣量
注：民宜、強宜、柳灘、王莊、劉園為調(diào)壓站計量
三．區(qū)域大計量攻關(guān)的幾個階段
(一)．計量表的選定和安裝階段
(1)針對煤制氣氣質(zhì)差，安裝位置在地下井內(nèi)。用氣量峰谷流速懸殊且有反向流，拆裝表不能停氣等工況條件,我們查閱了國內(nèi)外有關(guān)資料并調(diào)研了一些國外插入式計量表的情況，同時在國內(nèi)產(chǎn)品上也進行了調(diào)研比較，最后決定選用天津新科儀表公司新研制的LWQZC-A(單、雙向)插入式智能氣體渦輪流量計。我們考慮選用該表有以下幾個優(yōu)點：
①此表能夠滿足我們的工況要求:不停氣拆換、不需外接電源、有大量程比、可雙向計量、耐腐
蝕潮濕等：
②在技術(shù)性能等能適應工況條件下，考慮此表價格比進口表便宜，大約僅有進口表的1／5，可
節(jié)約資金；
②預計試驗當中有一定難度，該表廠家地處本市、技術(shù)水平與售后服務(wù)好,試驗中的問題可及時
得以解決；
(2)LWQZC—A表的技術(shù)性能和工作原理
插入式氣體渦輪流量計是新一代高科技產(chǎn)品。它集溫度補償、壓力補償(對于雙向計量還可判斷被測介質(zhì)流向)等功能于一體，將工況流量直接轉(zhuǎn)換成標況流量。該儀表采用先進微機技術(shù)與高性能的集成芯片，功能強，工耗低,抗電磁干擾和抗震能力強，有模擬信號輸出，有RS-485通訊接口等性能，可以不停氣拆裝，易于維護。詳見該表說明書。
將流量計插入被測管道中，使流量計的葉輪軸線與管道的軸線重合。當氣體流經(jīng)傳感器時才,葉輪借助于流體的動能而旋轉(zhuǎn)。此時檢出器中的電場發(fā)生周期性變化近而感應出與流量成正比的電脈沖信號，將此脈沖信號(雙向計量時，還需經(jīng)前置放大器和正反向信號判斷后)送至CPU，在CPU中與溫度壓力一并按照氣態(tài)方程參加計算，得出標況流量，并計算出累積流量。
(3)計量表的安裝
區(qū)域大計量試驗工程共裝6臺渦輪表，中壓管道上：桃香園處裝1臺單向表,河北工大、柳灘2處裝2臺雙向；低壓管道上：柳灘、民宜里、強宜里3處調(diào)壓站裝3臺(不帶溫度壓力補償)。選中壓表安裝位置時充分考慮儀表前后測量直管段的要求，利用原管道為儀表的前后直管段。在管道上開孔安裝球閥，砌防水井。
區(qū)域大計量前期準備工作就緒后,安裝計量表之際正是12月份,是一年當中供銷差率值最高時期。公司領(lǐng)導對區(qū)域大計量極為關(guān)注 ,桃香因、河北工大、柳灘、揚嘴罐站四個位置的計量表搶時間,搶工期在嚴寒中完成安裝并投入試運行。
(二)．冬季試驗運行階段
1．北辰區(qū)計量表(桃香園表)的試驗情況
計量表安裝到位后，我們立即抄表跟蹤，經(jīng)過20多天的觀察，計量表運行
基本穩(wěn)定。我們采用與煤氣二廠同步時間抄表(每早7:00)，并進行仔細分析。數(shù)據(jù)出來后，尤其北辰區(qū)計量表數(shù)據(jù)驚人，每日計量氣量達25萬立方米，相當于紅橋區(qū)與河北區(qū)兩區(qū)日用氣量之和。占總氣旦的58％。(見餅圖)按北辰用戶約5.69萬計算，幾乎每天每戶用氣為4.6立方米，相當于該區(qū)戶日單耗計劃指標的4.6倍。(見1月24日至2月15日的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表)試問：如果不裝計量表誰
又有先知先覺知曉這種情況呢?北辰計量表數(shù)據(jù)引起公司管理層的高度重視，公司經(jīng)理辦公會決定立即采取夜間停氣檢修(對外宣傳)手段，對北辰區(qū)煤氣管網(wǎng)上的20多個調(diào)壓站從晚10:00至次日早6:00關(guān)閘。停氣僅9個小時日供氣量就減少了約10萬立方米,相當于紅橋區(qū)全區(qū)整天的用氣量。這一行動的結(jié)果再次暴露出北辰區(qū)夜間用氣量之大的事實，為此，公司克服種種困難停氣檢修49天，合計減少了大約506萬立方米的氣量損失，按進氣價折合人民幣約162萬元(0.32元／立方)，按賣氣價折合
404.8萬元(0.80元／立方米)。從2月份供銷差率與前兩年同期比較有明顯下降�？梢�，北辰計量表功不可沒，區(qū)域大計量功不可沒。從下列圖表可清楚看到其變化。
2．河北工大表、柳灘表的情況
由于峰谷流速高低懸殊且又要滿足一表雙向計量，給試驗帶來難度。這兩臺表的運行穩(wěn)定狀況略遜于桃香園表(單向)，計量數(shù)據(jù)有偏低的誤差其原因可能是起步流量偏高所致，有待進一步攻關(guān)。
(三)．計量表進一步改動試驗階段
通過冬季、春季運行，尤其是隨著氣溫升高用氣量減少，體現(xiàn)計量表負誤差越明顯。我們與新科公司仔細研究其原因，總結(jié)存在如下幾個問題：
A．流量計的起步流量偏高(約1700m3/h)造成小流量無法計量，從而造成較大的計量負誤差。
B．由于工作環(huán)境的惡劣,造成滾動軸承易研磨，影響葉輪的正常轉(zhuǎn)動。
c．抗干擾性差，在一定的震動頻率下，儀表會產(chǎn)生較大的誤差。
基于以上幾個問題，通過幾十次的拆下、裝上反復試驗，最后采取了如下的改進措施得以解決。
A．原采用的8個葉片的葉輪．改為12個葉片的葉輪，使葉輪的受力條件得以改善，從而使儀表
的起步流量大為降低(900m3／h)，降低了計量誤差。
B．淘汰了滾動軸承，采用碳化鎢硬質(zhì)合金滑動軸承，提高了軸承的抗研磨能力，延長了儀表的
穩(wěn)定運行周期。
c．將遠離葉輪的前置放大板向葉輪靠近，從而避免了由于引線過長而產(chǎn)生的抗干擾能力差的弊
端，降低了儀表由于外界干擾而產(chǎn)生的誤差。
(四)．夏季試驗運行階段
在上述問題解決后,計量表運行非常穩(wěn)定且計量精度達到要求。使我們長達8個月的試驗運行有了較滿意的結(jié)果。我們以7月19日至7月25日的計量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析并依此推算出各個區(qū)的月差率值。詳見下列統(tǒng)計數(shù)據(jù)表和圖表。
對上列圖表數(shù)據(jù)的計算說明和初步結(jié)論：
1．我們以今年7月份的一周數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，再推算全月。
2．對有些表進行了精度范圍內(nèi)的修正。
3．對公司各項指標進行了組合與分解。
4．各區(qū)區(qū)域計量7月計量與計劃、實際完成的差率分別是：
四．區(qū)域大計量的總結(jié)
1．計量表方面：
(1)基本能適應管道內(nèi)煤制氣氣質(zhì)差、表井內(nèi)冬寒水大、夏熱潮濕等惡劣環(huán)境使用；
(2)在寬量程范圍上，桃香園單向表最好,起步流量低(100立方米／小時，0.1415米／秒，雙向計量表經(jīng)過改進起步流量也降了下來(900立方米／小時，流速1.127米／秒),目前可以滿足使用
(3)此表拆裝確實靈巧方便，設(shè)計獨特，尤其在煤制氣上帶氣拆裝對操作人員安全,有利于經(jīng)常性對表的維護清洗。
2．經(jīng)營管理方面:
(1)通過區(qū)域大計量試驗的成功，使我們獲得了2個區(qū)域計量差率，即：一是區(qū)域計量與計劃指標的差率；二是區(qū)域計量與實際收費的差率。這是新生事物，有待今后進一步的驗證，也有待人們?nèi)ハ�、認可。但是，事實將證明：區(qū)域計量考核指標會把我公司的經(jīng)營管理水平推上一新臺階。
(2)北辰區(qū)大計量表數(shù)據(jù)極大推動了今年我公司的工作，尤其是對北辰區(qū)的工作力度。公司想方設(shè)法籌集資金并立即投資19萬元，下決心改造北辰區(qū)部分管網(wǎng)，對北辰區(qū)至今還沒有裝表的所有農(nóng)村片加裝計量柜、表。目前，部分村的計量表柜已經(jīng)安裝到垃，并與村委會簽定了按計量表收費的協(xié)議。一旦投入運行使用定會產(chǎn)生效益，尤其是來年冬季。
(3)公司經(jīng)理層早就關(guān)注區(qū)域大計量 準備盡快用區(qū)域大計量來考核區(qū)所，從而將降差工作從公司一級的點向區(qū)所的面展開。由計量表來說話，調(diào)動區(qū)所一級管理干部和職工的積極性。
3 計量管理方面：
隨著計量工作力度加大，計量表越來越多，涉及的區(qū)域也越來越大。公司專門成立計量表巡查隊，配專車1部，專職查表員4名，每天負責出外巡視抄表、修表。
五．今后工作展望
我們認為區(qū)域大計量今天只是有了試驗性的成功，今后還有許多工作要做，有些問題有待進一步探討、改進和完善，在此希望同行專家給提出寶貴意見。對今后工作有幾個設(shè)想如下:
(1)企業(yè)決策層要解放思想，要敢于在計量上加大投資力度，使計量能向縱深發(fā)展。
(2)本試驗做了大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，涉及14臺表，計算很煩瑣。如果能投資改造管網(wǎng)，使管網(wǎng)僅裝少量幾臺表就可以的話，那么減少計算量是小事，主要是可以減少眾多表帶來的系統(tǒng)誤差，提高計量數(shù)值的準確度。
(3)高科技時代，應充分利用科技手段來促進企業(yè)的經(jīng)營管理。今后有必要在計量表上加裝數(shù)據(jù)遠傳裝置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳、遙測。使我們能夠隨時掌握各種寶貴的計量參數(shù)，有利于氣量經(jīng)營和計量水平的進一步提高。
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