圖片名稱(chēng):云南瀾滄江啤酒企業(yè)集團普洱啤酒廠(chǎng)
電磁流量計在啤酒釀造中的應用——云南瀾滄江啤酒企業(yè)集團普洱啤酒廠(chǎng)
云南瀾滄江啤酒企業(yè)集團始建于1985年1月,1990年5月10日,年產(chǎn)3000噸的啤酒生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn),瀾滄江啤 云南瀾滄江啤酒企業(yè)集團正式問(wèn)市。到2003年底,全集團擁有資產(chǎn)總額6.24億,職工3000多人。集團公司三大主導產(chǎn)業(yè)是年生產(chǎn)規模啤酒18萬(wàn)噸、白酒1.5萬(wàn)噸、生綠茶飲料10萬(wàn)噸。主要產(chǎn)品有啤酒、白酒、生綠茶飲料、生物食品、麥芽、家具、純凈水等8大類(lèi)70多個(gè)品種,是云南省人民政府體改委批準的省級企業(yè)集團,是目前云南省***大的啤酒、白酒生產(chǎn)銷(xiāo)售企業(yè),也是目前云南省較大的地方民營(yíng)企業(yè)。
瀾滄江集團創(chuàng )業(yè)初期,以生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)飲料為主。1990年建成云縣啤酒廠(chǎng)。1998年建成保山啤酒廠(chǎng)。2001年,收購瀕臨破產(chǎn)的原思茅市南亞啤酒廠(chǎng)。2003年,收購停產(chǎn)兩年多的楚雄德力高啤酒廠(chǎng)。2007年5月在楚雄州南華縣建成20萬(wàn)噸啤酒廠(chǎng),生產(chǎn)出云南 支純生啤酒。在擴大啤酒生產(chǎn)規模的同時(shí),在云縣建成白酒生產(chǎn)基地,擁有8條現代化生產(chǎn)線(xiàn),在鄉鎮建成8個(gè)酒基廠(chǎng)。至此5個(gè)啤酒廠(chǎng)生產(chǎn)能力達40萬(wàn)噸,白酒10萬(wàn)噸,成為云南***大的啤酒和白酒廠(chǎng)家。
摘要:隨著(zhù)啤酒釀造過(guò)程中自動(dòng)化程度的不斷提高,電磁流量計的應用也越來(lái)越廣泛。從粉碎用水計量、洗糟用水計量、過(guò)濾麥汁計量、冷麥汁計量、清酒計量、到交包裝酒計量等工序中都使用了電磁流量計,為了保證其在應用過(guò)程中的測量精度,本文就應了解、注意的問(wèn)題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵字:電磁流量計 啤酒釀造 計量
隨著(zhù)啤酒釀造過(guò)程中自動(dòng)化程度的不斷提高,電磁流量計的應用也越來(lái)越廣泛。從粉碎用水計量、洗糟用水計量、過(guò)濾麥汁計量、冷麥汁計量、清酒計量、到交包裝酒計量等工序中都使用了電磁流量計,為了保證其在應用過(guò)程中的測量精度,應了解、注意以下問(wèn)題。
1 電磁流量計的構成及工作原理
1.1 組成
電磁流量計由傳感器和轉換器兩部分組成,是一種測量導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表。
1.2 工作原理
它是根據法拉第電磁感應原理,在與測量管軸線(xiàn)和磁力線(xiàn)相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導電液體沿測量管軸線(xiàn)運動(dòng)時(shí),導電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應電勢,此感應電勢由兩個(gè)檢測電極檢出,數值大小與流量成比例。傳感器將感應電勢作為流量信號,傳送到轉換器,經(jīng)放大、變換濾波及一系列的數字處理后,用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉換器輸出4~20mA信號和脈沖信號。
2 電磁流量計的安裝
2.1 電磁流量計傳感器安裝地點(diǎn)和位置
可按照需要選擇水平、傾斜或垂直安裝,但是兩電極的軸線(xiàn)應處于水平位置。不管采用何種形式安裝,都要求測量管內保證存滿(mǎn)被測介質(zhì),不能有非滿(mǎn)管或氣泡聚集在測量管中的現象。也不可把流量計安裝在泵的吸入端,防止在管道中形成負壓而損壞傳感器內的村里。
2.2 上游和下游管道 流量計或多或少會(huì )受進(jìn)口流動(dòng)狀況的影響,所以需保證有良好的流動(dòng)狀況。管道布置會(huì )引人流動(dòng)擾動(dòng),***普遍的是流速分布剖面畸變和漩渦。流速剖面畸變通常是由于管路配件局部阻礙(如閥門(mén))或彎頭所造成,漩渦普遍是由兩個(gè)或兩個(gè)以上空間彎頭所引起。若消除以上影響,需保證在傳感器的上游側直管段長(cháng)度不小于5DN,下游側直管段長(cháng)度不小于2DN。DN為傳感器的直徑,若現場(chǎng)達不到這一要求,則要在上游側安裝流動(dòng)調整器。除考慮緊接流量計前的配件外,還應考慮更往上游若于管道配件的組合,因為它們可能是產(chǎn)生***接近配件擾動(dòng)的擾動(dòng)源。盡可能拉開(kāi)各擾動(dòng)產(chǎn)生件之間的距離以減少影響。
2.3 管徑 測量大管徑、低流速或小管徑、高流速,可選用與管徑尺寸不同的流量計口徑,并用異徑管連接,使流量計運行流速在規定的范圍內。
2.4 管道震動(dòng) 若管道系統有較強的震動(dòng),應考慮流量計前后管道上加支撐。如果管道上已經(jīng)安裝有脈動(dòng)緩沖器(消除泵的影響),但在安裝流量計時(shí),還是考慮盡可能遠離震動(dòng)或脈動(dòng)源為好。
2.5 閥門(mén)位置 為了檢查零點(diǎn),應使傳感器充滿(mǎn)介質(zhì)并流速為零,這可以通過(guò)關(guān)閉在傳感器上游的截止閥和下游的控制閥來(lái)實(shí)現??刂崎y應安裝在流量計的下游,避免上游閥所產(chǎn)生的流速分布畸 變。
2.6 維護空間 一般來(lái)說(shuō),維修人員應能進(jìn)人到流量計周?chē)?,易于維修和能有調換整機的位置。而且要求與傳感器連接的管道法蘭處有足夠的空間,因為傳感器的法蘭與外殼距離有限,連接螺栓需從管道側穿人。
2.7 電氣連接和電磁干擾 流量計的安裝位置應遠離強電磁場(chǎng)(如:電動(dòng)機、變壓器或其它電源)。信號電纜應盡可能遠離電力電纜和電源,以便將電磁干擾和射頻干擾降至***低水平。傳感器和變送器連接導線(xiàn)不應超過(guò)50米。
2.8 接地 流量計的工作接地應單獨接地,不能用公共接地線(xiàn)接地;接地裝置與傳感器的距離盡可能短;而且接地電阻應嚴格滿(mǎn)足儀表使用說(shuō)明書(shū)的要求。如果傳感器安裝在金屬管道上,且金屬管道內壁沒(méi)有絕緣層時(shí),則可將接地導線(xiàn)接到兩個(gè)管道法蘭上,通過(guò)金屬管道與流體保持可靠接地。若干擾太強,如此接地不足以抗衡干擾時(shí),則接地導線(xiàn)應從兩個(gè)管道法蘭分別沿金屬管道向外延伸至能消除干擾處相連接。此外,傳感器、變送器及二次儀表間的回路接地及屏蔽接地也不容忽視。
3 電磁流量計口徑、流量以及傳感器襯里的選擇
3.1 口徑的選擇 流量計一般介質(zhì)流速以2~6米/秒為宜,***低不應小于0.3米/秒,***高不得大于12米/秒。如果流速太低,電磁信號降低,造成計量精度下降。若流體中含有固體顆粒,應使流速小于3米/秒。對于粘滯液體,相應流速取較高值,這有助于自動(dòng)消除電極上的污物,也有利于提高測量精度。 流量、流速與口徑三者關(guān)系的計算公式為: Q=900JID2V 其中Q:流量(米3/小時(shí)),V:流速(米/秒),D:口徑(米)。 根據公式,可計算出口徑的大小。
3.2 流量的選擇 流量計口徑大小確定后,應根據預設的工藝***大流量,增加15%~30%為滿(mǎn)量程值。在實(shí)際應用中,流量均不得超過(guò)滿(mǎn)量程值,如超過(guò)滿(mǎn)量程值,該部分流量誤差較大,而滿(mǎn)量程與***小流量正常精度范圍不得超過(guò)20倍。
3.3 傳感器村里的選擇 襯里材料主要性能適用范圍 聚乙烯(PE) 對化學(xué)品的侵蝕和沾污耐御性能良好,耐無(wú)機鹽類(lèi)的水溶液、無(wú)機酸類(lèi)、堿類(lèi)的稀或濃溶液,在室溫下幾乎沒(méi)有可以使它溶解的溶劑。 A:-40℃~85℃ B:測水、污水、泥漿、礦漿、無(wú)機酸、無(wú)機鹽、堿溶液 C:可用于衛生級介質(zhì) 聚丙乙烯 (PS)耐有機酸、堿、鹽、低級醇及它們的水溶液,不耐烴類(lèi)、酮類(lèi)、脂肪類(lèi)、油、芳香族類(lèi)、忌氧化劑、超聲波輻射(高頻)。 A:-20℃~60℃ B:測一般的水、污水、泥漿、煤漿、無(wú)機酸堿、鹽等水溶液 聚全氟代乙丙烯(FEP、F46)化學(xué)性能***穩定的一種材料,可適用于任何有機溶劑或試劑介質(zhì),在高溫下也不受影響。 A:-60℃~200℃ B:適用于任何強腐蝕介質(zhì) C:可用于衛生級介質(zhì) 可溶性聚四氟乙烯(PFA)有卓越的耐化學(xué)性、耐高溫、耐低溫,耐強酸王水、強堿及原子工業(yè)中用的強腐蝕劑五氟化鈾等。 A:-80℃~250℃ B:適用于任何強腐蝕介質(zhì) C:可用于衛生級介質(zhì) 氯丁橡膠有極好的彈性、韌性、耐磨性、耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕,不耐氧化性介質(zhì)腐蝕。 A:< 65℃ B:測一般水、污水、泥漿、礦漿 聚氯乙烯(PVC)適用于各種堿、鹽、硫酸、硝酸、磷酸等及它們的水溶液,不耐濃硫酸、發(fā)煙硫酸、醋酐類(lèi)、醚類(lèi)、鹵代烴芳胺。 A:-25℃~70℃ B:測一般水、污水、泥漿、煤漿、礦漿 C:一般酸、堿、鹽溶液
4 電磁流量計的特點(diǎn)
4.1 優(yōu)點(diǎn)
(1)測量管內無(wú)阻流件,壓力損失為零,不易堵塞。
(2)只要選擇合理的電極及村里材料,即可達到耐腐蝕,耐磨損的要求。
(3)測量結果與液體的壓力、溫度、密度、粘度、電導率(不小于***低電導率5μS/cm)等物理參數基本無(wú)關(guān),不受環(huán)境影響,所以測量精度高、工作穩定、可靠。
(4)采用***新模擬信號技術(shù)和高性能超大規模集成芯片,對信號進(jìn)行隔離、濾波、放大及數字處理。 顯示測量結果。
(5)可用于大口徑管道測量。
(6)對影響測量結果的參數進(jìn)行自動(dòng)監控和修正,對全量程采用分段流量系數的設置和修
正,因而擴大了測量范圍,提高了智能化程度和測量精度,大大提高了穩定性能。
(7)具有空管保護,測量值斷電保護及過(guò)量程報警功能,傳感器安裝不受液體流動(dòng)方向限制,可實(shí)現雙向測流。
(8)采用帶背光點(diǎn)陣式雙排流量顯示器,同時(shí)顯示瞬時(shí)流量、累計流量,并能顯示工作狀態(tài)、參數、計量單位等。
(9)量程范圍寬,正常適用范圍20:1,一般30:1或更大。
4.2 缺點(diǎn)
(1)電導率必須高于廠(chǎng)家要求的***小電導率,才能正常工作。
(2)流量計必須在介質(zhì)充滿(mǎn)管道的條件下測量。
(3)液體夾帶氣泡時(shí)會(huì )引起測量誤差。
(4)在某些介質(zhì)中電極會(huì )產(chǎn)生污垢,引起所產(chǎn)生的電壓信號出現誤差。
(5)要求安裝在管線(xiàn)上。
(6)價(jià)格較高。
(7)當流量計安裝在電氣危險區域時(shí),必須選擇防爆型的。
5 電磁流量計的維護
(1)應定期檢查轉換器是否進(jìn)水、受潮及腐蝕。對儀表進(jìn)線(xiàn)端應做好防水處理。
(2)定期清洗傳感器電極及測量管,清洗時(shí),切勿損傷電極及襯里。
(3)定期檢查連接電纜的老化及接觸程度是否完好(包括接地線(xiàn))。
(4)制定嚴格的管理制度,嚴禁操作人員隨意更改內部參數。
6 影響電磁流量計準確工作的因素及采取的措施
(1)傳感器內壁出現附著(zhù)層,附著(zhù)層主要為流量計長(cháng)時(shí)間工作后形成的垢層與污泥層。附著(zhù)層除了會(huì )微小改變管道內的流通截面外,其主要影響是改變了兩電極間的電阻。若附著(zhù)層的電導率顯著(zhù)高于流體的電導率,則電極回路將出現短路,將無(wú)流量信號輸出。若附著(zhù)層為絕緣層,則電極回路將出現斷路,使電極間絕緣而送不出流量信號。 采取的措施:
①針對啤酒釀造過(guò)程中大部分流量計沒(méi)有安裝清洗管道,所以需定期拆下傳感器清洗電極。如果有條件的話(huà),可安裝沖洗管道,定期沖洗電極。
② 在滿(mǎn)足工藝的條件下,盡量選擇口徑小的儀表以提高其流速,加大沖刷效果而減少沉積。
(2)流量計在正常工作期間,必須保證流體充滿(mǎn)管道,也不允許液體內存有氣泡。如果液體不充滿(mǎn)管道,其后果是流體的截面將與管道內截面不一致,造成計算體積流量值偏差。如果被測液體中含有均勻分布的微小氣泡,通常不影響流量計的正常工作,但隨著(zhù)氣泡的增大,儀表輸出信號會(huì )出現波動(dòng),若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí),隨著(zhù)氣泡流過(guò)電極表面會(huì )使電極回路瞬間斷路,而使輸出信號出現更大的波動(dòng)。 采取的措施:嚴格按照以上的安裝要求對流量計進(jìn)行安裝。
(3)流量計在正常工作期間,應避免形形式式的外界寄生電勢及本身產(chǎn)生的干擾。電磁流量計是按電磁感應原理工作的,其工作時(shí)的流量信號很小,在滿(mǎn)量程時(shí)只有幾個(gè)毫伏,而在下限流量時(shí),僅有數十微伏,因此極易受周?chē)闹T如電動(dòng)機、變壓器及一些其它電氣設備等產(chǎn)生的電磁感應干擾。大致有以下幾種干擾源:
①周?chē)\行中的電氣設備在金屬管道上產(chǎn)生雜散電流(如管道上的電焊操作等),這些電流通過(guò)管道以及管道內的流體影響電磁流量計。
②電磁流量計與電機、電器設備公共接地或接至上、下水管道上,使電力設備的漏電流通過(guò)公共地線(xiàn)引入電磁流量計。
③ 周?chē)姶旁O備的電磁場(chǎng)對信號傳輸線(xiàn)及電子線(xiàn)路的干擾。采取的措施:嚴格按照安裝要求對流量計進(jìn)行安裝。
7 結束語(yǔ)
電磁流量計在啤酒釀造的計量過(guò)程中,起到了重要的作用,而且故障率低,測量精度比較高。