智能化工厂建设与毕托巴计量技术之应用

1、智能化工厂建设与毕托巴智能化工厂建设与毕托巴 计量技术之应用计量技术之应用2013年9月 毕托巴（上海）科技有限公司1 目前国内电力、治金和石化行业的计量管理水平日目前国内电力、治金和石化行业的计量管理水平日益完善，但企业的能耗指标与国外同行企业相比，益完善，但企业的能耗指标与国外同行企业相比，还是居高不下，节能减排迫在眉睫。目前国内外具还是居高不下，节能减排迫在眉睫。目前国内外具有强力社会责任感的企业为了深化节能降耗工作，有强力社会责任感的企业为了深化节能降耗工作，全面提升科学管理水平，计划实施智能化工厂建设全面提升科学管理水平，计划实施智能化工厂建设，首先从建成智能工厂应用框架开始，再实现

2、重点，首先从建成智能工厂应用框架开始，再实现重点业务领域智能化应用，最终实现智能化工厂。业务领域智能化应用，最终实现智能化工厂。u前言2 其中其中生产运行智能化生产运行智能化是智能化工厂建设的核心，其基础就是智能化工厂建设的核心，其基础就是需要完善、提升装置计量仪表的应用水平，需实时采集准是需要完善、提升装置计量仪表的应用水平，需实时采集准确、可靠的计量数据。确、可靠的计量数据。 经调查目前国内不少企业实时数据平均采集率仅为经调查目前国内不少企业实时数据平均采集率仅为45%45%（国外先进企业已高达国外先进企业已高达98%98%以上），装置能源计量仪表的准确率以上），装置能源计量仪表的准确率约

3、为约为50%50%，通过铁路、船运产品出厂及公用工程产品出厂大部，通过铁路、船运产品出厂及公用工程产品出厂大部分仍采用手工抄表、人工计量，企业尚未对计量仪表实施监分仍采用手工抄表、人工计量，企业尚未对计量仪表实施监控和诊断，缺少信息化、智能化的管理方法。控和诊断，缺少信息化、智能化的管理方法。3 能源计量是节能减排量化数据的体现，起着举足轻重的能源计量是节能减排量化数据的体现，起着举足轻重的作用。同时作为一种管理工具和手段，利用能源计量数据的作用。同时作为一种管理工具和手段，利用能源计量数据的采集，诊断，分析，实施有效管理，科学准确的计量数据能采集，诊断，分析，实施有效管理，科学准确的计量数据

4、能够指导能源的利用，由此达到节能降耗的目的。经过多年努够指导能源的利用，由此达到节能降耗的目的。经过多年努力，力，毕托巴科技有限公司毕托巴科技有限公司具备了为企业提供计量仪表准确测具备了为企业提供计量仪表准确测量的解决问题的实力。量的解决问题的实力。4内容提要内容提要u毕托巴公司概况毕托巴公司概况u毕托巴产品的技术特点毕托巴产品的技术特点u毕托巴计量节能应用案例毕托巴计量节能应用案例5 毕托巴毕托巴( (上海上海) )科技有限公司以中国清华大学科技有限公司以中国清华大学(Tsinghua University)(Tsinghua University)为为依托，研发和设计了多项专利产品和节能工

5、程，是节能产品的专业商家和依托，研发和设计了多项专利产品和节能工程，是节能产品的专业商家和节能工程的专业设计公司，价值品牌享誉世界。节能工程的专业设计公司，价值品牌享誉世界。u毕托巴公司概况毕托巴公司概况6发明专利发明专利7项项其中毕托巴流量计拥有蒸汽一体化毕托巴流量传感器和一种毕托巴流量计传感器取压头两两项发明专利。实用新型专利实用新型专利13项项其中毕托巴流量计拥有9 9项实用新型专利，分别是L型皮托管流量计、一种制冷风管、耐磨、防堵毕托巴流量传感器、多变量毕托巴流量传感器、双向探针式流量计、一种瓦斯抽采流量传感器、气液两相流毕托巴流量计、用于含气、含杂质液体的毕托巴流量传感器、高温毕托巴

6、流量计。毕毕托托巴巴拥拥有有的的技技术术u公司概况之一公司概况之一7是一家集软件、集是一家集软件、集成电路的流量、物成电路的流量、物理仪器仪表的研发理仪器仪表的研发、生产、销售国内、生产、销售国内外及自动化控制工外及自动化控制工程为一体的高新技程为一体的高新技术企业。术企业。毕托巴科技毕托巴科技有限公司有限公司应用范畴除传统的应用范畴除传统的石油行业、冶金、石油行业、冶金、自来水行业、化工自来水行业、化工行业、城市热力热行业、城市热力热电行业、计量科研电行业、计量科研单位等，还成功应单位等，还成功应用到中国的航空、用到中国的航空、航天等尖端领域。航天等尖端领域。u公司概况之二公司概况之二8能为

7、企业提供能源计量仪表准确测量智能化解决方案，主要包括对在能为企业提供能源计量仪表准确测量智能化解决方案，主要包括对在用计量仪表的诊断、选择和节能案例分析三大部分。用计量仪表的诊断、选择和节能案例分析三大部分。20042004年清华大学将毕托巴流量计的核心技术独家转让给毕托巴公司，通年清华大学将毕托巴流量计的核心技术独家转让给毕托巴公司，通过多年的不断研发、改进、创新，日前毕托巴流量计已发展成为过多年的不断研发、改进、创新，日前毕托巴流量计已发展成为1111大系大系列，并取得了多项发明和实用新型专利，产品广泛应用于冶金、电力、列，并取得了多项发明和实用新型专利，产品广泛应用于冶金、电力、石化、市

8、政等领域。石化、市政等领域。 毕托巴公司从毕托巴公司从19961996年开始就和清华大学合作研发、生产的新型能源年开始就和清华大学合作研发、生产的新型能源 计量仪表计量仪表-毕托巴系列流量计，被国家经贸委节能信息传播中心推毕托巴系列流量计，被国家经贸委节能信息传播中心推 荐为第荐为第61号节能产品。号节能产品。u公司概况之三公司概况之三9 中国率先拥有高准确度的气中国率先拥有高准确度的气（风洞）、液标准检定装置、低（风洞）、液标准检定装置、低流量测量技术的毕托巴流量计制流量测量技术的毕托巴流量计制造企业；造企业； 中国率先国产自主品牌产品出中国率先国产自主品牌产品出口的毕托巴流量计制造商；口的

9、毕托巴流量计制造商； 中国率先采用自已的核心技术中国率先采用自已的核心技术和专利，成为美国知名品牌设计和专利，成为美国知名品牌设计生产毕托巴流量计及配套生产毕托巴流量计及配套 传感传感器的制造商；器的制造商； 中国率先将航空测速技术应用中国率先将航空测速技术应用于流量计的制造商；于流量计的制造商； 公司现有员工公司现有员工213213人，高级管人，高级管理人员理人员8 8人，一般管理人员人，一般管理人员1212人，人，技术人员技术人员9797名名 ，高级工程师，高级工程师1616名。经过毕托巴人的不断耕耘，名。经过毕托巴人的不断耕耘，毕托巴人在流量计量领域不断追毕托巴人在流量计量领域不断追求与

10、创新，成果斐然求与创新，成果斐然：u公司概况之四公司概况之四10 毕托巴流量计是在法国数学家、毕托巴流量计是在法国数学家、水利工程师水利工程师皮托皮托(Pitot,Henri (Pitot,Henri 1695.5.3-1771.12.27)1695.5.3-1771.12.27)，发明的，发明的测量流速的皮托管基础上设计而测量流速的皮托管基础上设计而成的，并在此原理的基础上发展成的，并在此原理的基础上发展创新的全能型流量计。创新的全能型流量计。 毕托巴流量计是根据国际标准毕托巴流量计是根据国际标准ISO3966ISO3966封闭管道中流体流量封闭管道中流体流量的测量的测量- -采用皮托静压管

11、的速度面采用皮托静压管的速度面积法设计的一种差压式流量测积法设计的一种差压式流量测量仪表。量仪表。u毕托巴产品的技术特点毕托巴产品的技术特点一一.工作原理工作原理11 毕托巴传感器长度按管道直径毕托巴传感器长度按管道直径定制，由一对取压孔组成，将毕定制，由一对取压孔组成，将毕托巴传感器插入管道中心，全压托巴传感器插入管道中心，全压孔对正流体的来流方向取总压孔对正流体的来流方向取总压P1P1，静压孔对正流体的去流方向取静静压孔对正流体的去流方向取静压压P2P2，将，将 P1 P1 和和 P2 P2 分别引入差分别引入差压变送器压变送器, , 测量出差压测量出差压 P=P1-P=P1-P2,P2,

12、差压差压P P即为管道中心的实测即为管道中心的实测差压，再由该毕托巴的标定曲线差压，再由该毕托巴的标定曲线拟合出该点的平均差压，根距平拟合出该点的平均差压，根距平均差压计算出流体的流量。均差压计算出流体的流量。12 以下是高准确度风洞技术指标，已同中以下是高准确度风洞技术指标，已同中国计量科学研究院、清华大学的风洞相校国计量科学研究院、清华大学的风洞相校无误差。无误差。 在常温、常湿、标准大气压时，工作在常温、常湿、标准大气压时，工作段气流速度调整范围（段气流速度调整范围（0 0150150）m/sm/s。 工作段气流紊流度工作段气流紊流度0.10.1。 气流流场不均匀度在工作段横截面积气流流

13、场不均匀度在工作段横截面积5050有效区内有效区内0.20.2。 工作段内气流的定常性（工作段内气流的定常性（1min1min）低于）低于0.10.1。 工作段内气流偏斜角工作段内气流偏斜角1 1。二二.检定装置检定装置- -风洞风洞13以下是技术指标以下是技术指标介质：清水。介质：清水。检定方法：静态质量法、标准表法。检定方法：静态质量法、标准表法。装置不确定度：静态质量法：装置不确定度：静态质量法：0.05%0.05%（K=2K=2）；）；标准表法：标准表法：0.3%0.3%最大流速：最大流速：10m/s10m/s静态质量法水流量标准装置静态质量法水流量标准装置14以下是技术指标以下是技术

14、指标装置型式：负压法（临界流）音速喷嘴气体流量装置型式：负压法（临界流）音速喷嘴气体流量标准装置标准装置流量范围：（流量范围：（1 180478047）Nm3/hNm3/h检定介质：空气检定介质：空气被检表口径：被检表口径： Dn Dn（8080、100100、150150、200200、250250、300300）规格，加一条）规格，加一条Dn400Dn400工艺管线。工艺管线。装置扩展不确定度装置扩展不确定度: Urel0.33% k =2: Urel0.33% k =2临界流喷嘴流出系数的准确度临界流喷嘴流出系数的准确度: :0.2% k =20.2% k =2装置形式：常压（负压法）装

15、置形式：常压（负压法）音速喷嘴式气体流量标准装置音速喷嘴式气体流量标准装置15三三.主要特点主要特点准确度高。液体测量最高可达0.2级、蒸汽测量最高可达0.5级，符合贸易计量仪表管理要求，气体测量最高可达1级（优于中石化计量管理规范：天然气、瓦斯等气体测量准确度是1.5级）。测量准确度可溯源。可在线安装也可在线拨出送检定装置确认准确度，符合国家和中石化计量仪表定期检定/校验的管理要求，目前所有管道式流量计在生产中都无法实现离线检定。大口经气体测量性价比最高。目前涡街流量计、旋涡流量计、质量流量计、涡轮流量计和节流装置（孔板）等测量仪表口经小于300毫米，而毕托巴的口经可从5至20000毫米，特

16、别适应口经大于300毫米的气体等介质测量，性价比特别高。压差小、量程比大。毕托巴节流装置的压损可忽略不计，节能降耗十分显著（详见案例分析数据）；特殊测量的量程比可达1：10-20-30，能适应小流量测量。传感器具有防堵塞功能，且，且安装和维护费用成本特别低。16管道式液体一体化毕托巴流量计管道式液体一体化毕托巴流量计千分之一准确度检定数据千分之一准确度检定数据171）产品名称：蒸汽一体化毕托巴流量传感产品名称：蒸汽一体化毕托巴流量传感器器 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0 ZL201110379990.0 发明专利号：发明专利号：ZL200910012672.3ZL20

17、0910012672.3四四.主要产品简介主要产品简介182）产品名称：多变量毕托巴流量传感器产品名称：多变量毕托巴流量传感器 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0 实用新型专利号：实用新型专利号：ZL200920015754.9 ZL200920015754.9 193 ）产品名称：双向探针式流量计产品名称：双向探针式流量计发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0 实用新型专利号：实用新型专利号：ZL201220384358.5 ZL201220384358.5 204）产品名称：耐磨、防堵毕

18、托巴流量传感器）产品名称：耐磨、防堵毕托巴流量传感器 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0 ZL201110379990.0 实用新型专利号实用新型专利号ZL200920015752.X ZL200920015752.X 215）产品名称：流量、温度、压力一体化介质测产品名称：流量、温度、压力一体化介质测量量 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0 ZL201110379990.0 226）产品名称：便携式毕托巴流量计）产品名称：便携式毕托巴流量计 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0237）产品名称：气

19、液两相流毕托巴流量传产品名称：气液两相流毕托巴流量传感器感器 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0 实用新型专利号：实用新型专利号：ZL200920288187.4ZL200920288187.4248）产品名称：水含气泡毕托巴传感产品名称：水含气泡毕托巴传感器器 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0 259）产品名称：酸性气体传感器产品名称：酸性气体传感器 材质选用防腐蚀性材质材质选用防腐蚀性材质 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0 ZL201110379990.0

20、2610）产品名称：超高温毕托巴流量计产品名称：超高温毕托巴流量计 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0 2711）产品名称：伴热式毕托巴流量传感器产品名称：伴热式毕托巴流量传感器 发明专利号：发明专利号：ZL201110379990.0ZL201110379990.0 实用新型专利号：实用新型专利号：ZL200920288179.XZL200920288179.X28 国内电力、治金和石化行业的能源计量介质主要包括水、蒸汽、空气、国内电力、治金和石化行业的能源计量介质主要包括水、蒸汽、空气、氧气、氮气、油等液体流量和电能等测量，毕托巴科技有

21、限公司致力于氧气、氮气、油等液体流量和电能等测量，毕托巴科技有限公司致力于为企业解决流体资源的有效利用等难题，不仅能提供节能减排、准确计为企业解决流体资源的有效利用等难题，不仅能提供节能减排、准确计量和提升流体资源有效利用方案，而且还可为企业提供工业循环水物理量和提升流体资源有效利用方案，而且还可为企业提供工业循环水物理处理及水分测试、水质分析的整体方案。处理及水分测试、水质分析的整体方案。u毕托巴计量节能应用案例毕托巴计量节能应用案例 应用范畴除传统的石油行业、冶金、自来水行业、化工行业、城市应用范畴除传统的石油行业、冶金、自来水行业、化工行业、城市热力热电行业、计量科研单位等，还已成功应用

22、到中国的航空、航天热力热电行业、计量科研单位等，还已成功应用到中国的航空、航天等尖端领域。等尖端领域。 毕托巴节流装置具有压差小、量程比大等特点，压损小可忽略不计，毕托巴节流装置具有压差小、量程比大等特点，压损小可忽略不计，节能降耗十分显著。以某个炼油加工能力节能降耗十分显著。以某个炼油加工能力10001000万吨万吨/ /年的企业为例，据年的企业为例，据统计蒸汽、水和气体测量孔板约为统计蒸汽、水和气体测量孔板约为15811581台件，若采用毕托巴替代孔板台件，若采用毕托巴替代孔板测量，仅以减少压损计算，就可直接为企业节约成本测量，仅以减少压损计算，就可直接为企业节约成本46284628万元万

23、元/ /年，若年，若统计因计量数据准确带来的经济效益和社会效益更为显著。统计因计量数据准确带来的经济效益和社会效益更为显著。2929 因毕托巴流量计（智因毕托巴流量计（智能探针式流量计）节能能探针式流量计）节能效果显著，被国家经贸效果显著，被国家经贸委节能信息传播中心推委节能信息传播中心推荐为第荐为第6161号节能产品。号节能产品。301.1.蒸汽测量蒸汽测量 经计算和现场应用验证，一台相同管经的蒸汽测量，毕托经计算和现场应用验证，一台相同管经的蒸汽测量，毕托巴比孔板的永久压损降低的百分比为巴比孔板的永久压损降低的百分比为: : (15.0-0.168) (15.0-0.168)15.015.

24、0100% =98.88%100% =98.88%，节能降耗十分显著。，节能降耗十分显著。每运行一年，毕托巴流量计比孔板节省的运行费用每运行一年，毕托巴流量计比孔板节省的运行费用8686，391 391 元。元。 一个炼油加工能力一个炼油加工能力10001000万吨万吨/ /年的企业，蒸汽测量孔板约为年的企业，蒸汽测量孔板约为465465台件，若采用毕托巴测量蒸汽，一年就可为企业节约成本台件，若采用毕托巴测量蒸汽，一年就可为企业节约成本46546586391 =401786391 =4017万元万元/ /年。年。31案例一案例一: :图为中石油抚顺图为中石油抚顺石化分公司石化分公司蒸汽蒸汽 最

25、大流量：最大流量：60th 60th 常用流量：常用流量：40th 40th 常用温度：常用温度：320 320 压力：压力：1.5MPa1.5MPa32案例二案例二：河南金大地化工有限河南金大地化工有限公司公司 介质介质 双向蒸汽双向蒸汽33案例三案例三：抚顺石油二厂抚顺石油二厂介质蒸汽介质蒸汽管径：管径：530mm温度：温度：320压力：压力：1.3MPa流量：流量：90t/h34案例四案例四：岳阳纸业股份有限公岳阳纸业股份有限公司司 介质介质 双向蒸汽双向蒸汽352.2.液体测量液体测量 经计算和现场应用验证，一台相同管经的水测量，毕托经计算和现场应用验证，一台相同管经的水测量，毕托巴比

26、孔板的永久压损降低的百分比为巴比孔板的永久压损降低的百分比为 98.77 % 98.77 % ，节能降，节能降耗十分显著。每运行一年，毕托巴流量计比孔板节省的运耗十分显著。每运行一年，毕托巴流量计比孔板节省的运行费用行费用57605760元。某个炼油加工能力元。某个炼油加工能力10001000万吨万吨/ /年的企业，年的企业，液体测量孔板约为液体测量孔板约为446446台件，若采用毕托巴测量液体，一台件，若采用毕托巴测量液体，一年就可为企业节约成本年就可为企业节约成本4464465760 =2565760 =256万元万元/ / 年。年。36案例一：案例一：中国石油化工股份有中国石油化工股份有限公司广州分公司限公司广州分公司 介质介质 含沙尘水含沙尘水37案例二案例二：中石化