郭红，苏利平，葛松扬
摘要：煤气流量计量的准确性对生产能耗和成本核算起着重要作用。而混合煤气流量的计量是一个系统工程，关系到高煤气和焦煤气的多种混合比例的调节品质及热值变化。本文运用数理统计法，分析了某单位混合煤气消耗量出现异常的原因，为测量装置的故障排除、能源消耗和生产成本核算提供了依据。
关键词：混合煤气；计量；异常数据；分析；处理
混合煤气是通过调节系统对高炉煤气和焦炉煤气按一定配比混合后送入用户的能源介质，其配送管网见图l。
混合煤气在钢铁生产中使用普遍，它以燃烧产生的热值进入钢铁成本核算。目前各生产厂结算的混合煤气热值由混合前分别计量的当日高、焦煤气总量和分别化验的当日高、焦煤气热值计算得出。
影响混合煤气热值的因素很多，包括配比变化及流量计量仪表运行状况。其中任何一台测量装置出现故障都会影响煤气热值的准确性。同时，高炉煤气热值和焦炉煤气热值的化验还受煤气质量，抽样时间、地点、频次，化验设备不确定性和人为等多种因素的影响，所以混合煤气流量测量的准确性是一大难点。
一、问题的提出
某厂混合煤气计量从2003年6月以后，在生产状况无明显变化的情况下，混合站的调节系统一直按高炉煤气3.5、焦炉煤气6.5的正常比例进行配比，热值数据无明显变化，而用户的混合煤气消耗却陡然增加了20%～30%，工序能耗及生产成本相应增高，用户为此提出异议。为了搞清问题，我们运用数理统计的方法从以下几个方面开展了调查和分析。
二、运用数理统计的方法进行分析
1．根据两种方法检测的热值对照分析
混合站配置有一套用于煤气热值计量的成分分析仪，我们将成分分析仪检测的热值与按公式计算的热值比较，数据见表1。
如表1所示，在混合煤气消耗异常变化前，即6月以前，成分分析仪检测的热值数据一直高于按公式计算的热值数据，平均高出1.6～2.1GJ。在成分分析仪运行正常，未做任何调校的情况下，6月其显示的热值陡然下降，而计算的热值却没有什么变化。在此阶段，生产的工况和产量并没有变化，说明两种热值检测方法中必有一种的检测有间题。
2．根据煤气成分变化分析
成分分析仪是通过检测煤气中各成分的变化来测定热值，我们将混合煤气消耗异常变化前后高炉煤气和焦炉煤气主要成分的变化进行了分析。
6月以后高炉煤气的主要成分一氧化碳、氮气含量的平均值分别上升了2.55%、3.21%，而焦炉煤气的主要成分甲烷、氢气含量的平均值则分别下降了6.51%、6.61%，说明6月以后混合煤气中实际的高炉煤气所占比例增加，焦炉煤气比例减少。因高炉煤气热值比焦炉煤气热值低，使得用户煤气燃烧情况劣化，不得不增大混合煤气的用量，这就是混合站煤气热值变化不大，而用户混合煤气消耗上升的原因。
3．根据混合站输出混合煤气量与用户混合煤气消耗量对比分析
将混合煤气消耗异常变化前后每小时混合煤气配出量和消耗量列表如下（见表2）。
表2可以看出用户用量与混合站输出量之比发生了变化，6月后的差值陡然缩小，即混合站实际输出量出现了下降趋势，而用户消耗量出现上升趋势。说明仪表系统存在问题，结算热值存在误差。
4．根据高、焦煤气损失率变化分析
将混合煤气消耗异常变化前后的损失率列表（见表3）。
从高、焦煤气损失率的变化可以看出，6月以前高、焦煤气损失率都较低，而6月以后焦炉煤气损失率下降，高炉煤气损失率突然增加了8～10万GJ。分析认为这部分量作为焦炉煤气输送到了用户，即用户使用的大部分是高煤热值，结算的却是焦煤热值。所以整个煤气系统平衡损失率变化的情况说明混合站用于计算热值的高、焦煤气计量系统存在误差。
三、对混合煤气测量仪表进行抽查、校准
由于混合站高、焦煤气流量计量仪表是调节配比和计算混煤热值的关键设备，其准确程度对结算数据有着至关重要的作用。在查找问题的过程中，我们采用飞检（定点突击抽查）的方式对混合站高炉煤气、焦炉煤气流量计量仪表及几个主要混合煤气大用户的混合煤气计量仪表进行了抽查和校准；对取样导管进行检查、吹扫；采用试验的方式，将高煤、焦煤各并接一台差压变送器，安装一台无纸记录仪进行比较。在这些抽查和试验中发现，在正常生产情况下，混合站按3.5:6.5的比例配比，多年来一般常用量为焦炉煤气3万m3/h、高炉煤气5万m3/h左右。因此焦炉煤气和高炉煤气流量计量所设计的最大量程分别为4.5万m3/h、6.8万m3/h，而现场观察，高炉煤气表显示值最大曾达到7.8万m3/h。出现如此大的超量程运行（工艺管道设计最大能力约7万M3/h)，也反映混合站流量测量系统出现了问题，造成流量配比调节不准确。虽然表面上看高、焦气是按3.5:6.5的配比，实际上可能达到了4:6或5:5，使用户实际燃烧热值低于结算热值，用户只好加大混合煤气用量，增加了能源消耗。
四、结论
我们运用数理统计的方法，运用大量的图表，通过对不同方法测量的高、焦煤气热值数据进行对照分析，对高、焦煤气成分变化进行分析，对高、焦煤气损失率变化的分析，以及对用户煤气消耗指标和测量系统超量程运行等异常情况的分析，结果均反映出测量系统不准确。我们依据分析结果对测量系统进行了调整，之后测量系统恢复正常。