超声波流量计在能源数据采集上的应用

　　0　引言

　　冶金企业历来是耗水大户,随着生产规模的不断扩大,水资源短缺的问题日益突出。对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理,已成为冶金企业一项重要的战略任务。加强水资源管理,从根本上解决水资源浪费、短缺问题,必须实现水系统的信息化和现代化,建立水系统的信息管理、调度系统,完成对钢铁企业工业用水的宏观和微观上的调度,从而提高企业生产效率和竞争力。为了加强能源管理、合理利用,济南钢铁集团总公司(以下简称济钢)投入大量资金建成了能源中心项目,水资源作为重要的能源介质在该项目中占有重要的位置。在该项目中建立了先进的水调度管理监控系统,实现了对全厂的供水管网、新水补水系统、软水系统供水量、环水系统、一二级用户使用量、水源井系统、厂区外排水系统等能源管理、计量、调度数据的自动采集、实时监视、管理与调度,及时进行供水系统平衡与调整,提高了企业能源综合管理水平。

　　1　流量计的选型技术要求

　　济钢是一家具有50多年历史的老厂,由于历史的原因,水计量仪表配置不足,能源中心的建设要求建立完善的水流量计量系统,结合济钢实际情况,为满足不停水在线安装的要求,在流量计选型上提出了如下要求。

　　①具备在线不停水安装的特点。检测装置可实现在线不停产安装及维护。

　　②可适合不同水质的检测要求。济钢水系统有新水(地下水)、软水、纯水、环水等不同水质。

　　③适合不同管道安装方式的检测要求。如架空、地表、立管、横管、地下、掩埋等。

　　④能满足多种管道材质的检测要求。在济钢水系统中管道材质有碳钢、不锈钢、铸铁等多种材质。

　　⑤能适合多种管道压力情况的测量。

　　⑥具有较强的抗电磁、变频等干扰性能。

　　⑦结合现代技术要求流量计应为智能仪表,并具有数字通信功能和标准电流(4~20mA)输出。针对上述技术要求,经过比较超声波、电磁、多普勒、涡轮等适合水流量测量的各种流量计的特点[1],我们选用了TDS-100系列超声波流量计作为济钢能源中心水系统的检测仪表。该流量计除具有测量范围广、测量方式多、安装方便、测量精度高等一般超声波流量固有的特点外[2],还采用了高可靠设计、故障率低,特别适合于大口径的测量[3],且具有数字通信功能,适合冶金企业的远程监视和恶劣的工作环境。

　　2　TDS-100超声波流量计检测原理

　　TDS-100流量计由换能器、电子线路、流量显示及累计部分组成。它是测速式流量计的一种,是基于时差法来测量的检测仪表[4],即当超声波速在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,其传播时间的变化正比于液体的流速。超声波流量计检测原理如图1所示。