電磁流量計廠家對測（cè）量啤酒時候（hòu）要（yào）注意的相關事項有哪些講解

       目前國內有近千家啤酒企業、1500個啤酒品牌，這些企業的規模和管理千差（chà）萬（wàn）別，所使用的生產設備有進口的，但較大數量是國產設備，國內的企業在自（zì）動化控製方（fāng）麵的投入相比國外企業弱很多（duō），以一（yī）個年產量位居國內（nèi）前三名（míng）的啤酒品（pǐn）牌（pái）為例，其中一個（gè）日產啤酒設計能力5000m3(年產量20多萬m3)生產基地，僅用30幾台電磁流量（liàng）計(指直接用於啤酒生產工藝，不涉（shè）及其它（tā）輔助工（gōng）藝（yì）)，然而（ér）其設備（bèi）的技術水平與國際（jì）同行（háng）相比還存（cún）在一定的差距。例如日本麒麟啤酒橫濱工場（chǎng），2000年改建完成（chéng）後，年產啤酒可達50萬m3，共使用（yòng）了近500台電磁流量計。從以上數據便（biàn）可以（yǐ）看出我國啤酒行業與（yǔ）國外企業自動化水平的差距有多大。
       對目前（qián）生產和日後擴大發展中所需的各類儀表，應全麵、綜合（hé）地考慮行業的特殊性以及不（bú）同對（duì）象儀（yí）表在使用、維護和（hé）生產工藝的具體要求，正確選取。這是保證產品質量和儀（yí）表本體正（zhèng）確安全運行極其重要的工作（zuò）內容，將對日後實際工作帶來（lái）莫大的（de）好處。
       啤酒行業生產工藝中的物料和（hé）產品的流量計量為眾企業所重視（shì），特別是所使用（yòng）的液（yè）體流量測量儀表，與一般企業又有所不同，有其特殊的要求（qiú），例如必須避免細菌的繁殖、便於頻繁（fán）清洗和承受較高（gāo）溫度條件具有腐蝕性的堿水和雙氧（yǎng）水等的消毒，具體要求如下:傳感器測量回路簡（jiǎn）單，沒（méi）有阻流（liú）件和容易瀦留介質的部位；所有和介質接觸的部件材料符合食品衛生的要（yào）求，諸如符合FDA(美國食品及醫藥管理局)、EHEDG(歐洲衛生設備設計組織)的要求（qiú）等；與介質接觸部件（jiàn）能承受蒸汽、堿水和雙氧水清洗時溫（wēn）度潰擊和腐（fǔ）蝕作用； ?用於（yú）灌裝工藝時要具有快速（sù）響應性能和較高的測量（liàng）精度； ?能適應低溫(在2e左右)和（hé）潮濕的工作環境。在眾多液體流量（liàng）儀（yí）表產（chǎn）品中，電磁流量計能滿足上述要求，並（bìng）且其價格日益下降從而得到廣大（dà）啤酒行業用（yòng）戶（hù）的認可，從而在實際應用中占有較（jiào）大的比例。
       本文結（jié）合筆者在（zài）日常工作中所遇到的一些實例，就電磁流量計在（zài）啤酒行業的選型、運行和日常維護等應用方麵的問題作一討論（lùn）。 1 電磁流量計原理 電（diàn）磁流量計（jì）的基本原理是法拉第電磁感應定律，運動的導體在（zài）磁場（chǎng）中切割磁力線，在其兩（liǎng）端產生感應電動勢。如圖1所示，在一內徑為D，內部磁場（chǎng）強度為B的非（fēi）導磁性測量管內，液態的具有導電性（xìng）被測介質以v的速度流動，則在與流動方向垂（chuí）直（zhí）的方（fāng）向上產生與流量成比例（lì）的感應電勢U，該電勢的大小（xiǎo）如下: U=BvD (1) 式中:B為磁感應強度，T；v為流體平均流速，m/s；D 為測量管內徑，m。 液體的體積流量為 qv= 14 PD2v(2) 十分重要和敏感的，準確是其首要指標。麥（mài）汁有一定的粘度，但對於（yú）電磁流量計的測量不存在困難，需要考慮的是工藝過程中的消毒，用（yòng）在該測量點的流量（liàng）計可考慮采用PTFE襯裏（lǐ）(或（huò）PFA)和不鏽鋼材料電極的電磁流量計，它能夠防止（zhǐ）稀的雙氧水、堿水的腐蝕，通常口徑在50~100mm之間，可根據流量和（hé）相配的工藝管道來確定流（liú）量計的口徑。 發酵:發酵（jiào）、過濾後的（de）清酒，將通過管路輸往下道工序)包（bāo）裝，同樣涉（shè）及到兩個部門的計（jì）量交接，對清酒準確計量也是極其重（chóng）要的，否則將引起不必要的糾（jiū）紛。對流量計的要（yào）求與麥汁計量相似。
      高濃度稀釋:
      因生產工藝的不同，有些啤酒是通過對高（gāo）濃度原汁酒（jiǔ）進行（háng）勾兌而生產的，這就要（yào）求通過嚴格控製高（gāo）濃度（dù）原汁酒和無（wú）菌碳酸水的配比比例，保證其混合後的啤酒度。在每（měi）一條（tiáo）生產線，需要兩（liǎng）台電磁流量計作配比流（liú）量的控製，一般測量酒的流量計選取口徑50~100mm，測量水的流量計選20~50mm，視生產規模而定（dìng），為保證儀表具有較高的測（cè）量精度（dù），應保證流體流速在1m/s以上（shàng），使流量測（cè）量在儀表的較佳工作範圍，同時流量計的時間常數（shù）也應該設置小（xiǎo）一些，一般在1~3s，以提高（gāo）控製的靈敏度，保證配比的（de）準確度。
 灌裝:
      灌裝的啤酒生產的後一步工序，其中（zhōng）灌裝要求每瓶(罐、桶)灌（guàn）裝量的準確控製(業（yè）界標準（zhǔn）為?10ml)。就（jiù）占市（shì）場絕大多數的（de）玻璃瓶（píng）裝啤（pí）酒來說，目前國內絕大多數（shù）生產廠家均采用等（děng）液位灌裝，這種（zhǒng）工藝對設備製（zhì）造成本低，投資少，國內啤酒企（qǐ）業絕大多數采用這種方法，但存在誤差較大（dà）的問題（tí），由於啤酒瓶生產的離（lí）散性，其容積差別較大，造成（chéng）終所灌裝的啤酒量存在有較大誤差。根據生產實踐中所掌握的情況（kuàng），大可達?30ml!若為（wéi）減少這種（zhǒng）誤（wù）差，采用專用於灌裝生產線所設計的批量控製電磁流量計，可有效解決這（zhè）個問題。這類（lèi）流量計具有較高的精度（dù）和快速響應的（de）性能，能快速、準確地控製每瓶啤（pí）酒的（de）灌裝（zhuāng）量。通常，這類電磁流量（liàng）計的口徑較小，一般在DN2.5~DN40之間，體積小巧（qiǎo），具有0.3s的響應速度。
      目前，市（shì）場（chǎng）上（shàng）已（yǐ）有（yǒu）商（shāng）品提供，如Krohne的BatchFlux、Heinrichs的MID-NFD型等（děng）。這種專用於批量控（kòng）製的電磁流量計，其小的批處理能力為10ml(對於10mm口徑的（de）儀（yí）表)，實際使用的控製精度很高(可達?0.2%)。但目前國內啤酒企業（yè）目前常用的灌裝設備極少采用（yòng）這種（zhǒng）電磁流量計，隻有在進口（kǒu）的啤酒生產線上看到過隨設備進口的（de）這（zhè）類儀表，其主要原因首（shǒu）先是啤酒的灌裝量誤差還不會馬上影響到啤酒生產；第二就是目前所使用的設備成本（běn）低，已（yǐ）能滿（mǎn）足生產的需求。但隨著用PET替代玻璃（lí）瓶灌裝啤酒技術的擴大（dà）應用，這類配備批量控（kòng）製電磁流量計的設（shè）備必將取代目前的等液位灌裝設備。
      廢水處理:
      啤酒生產過程中有一些洗瓶（píng）和刷罐所產生的廢（fèi）水，根據環保角（jiǎo）度要（yào）求，必須進（jìn）行有效處理後再排放。啤（pí）酒行業這種相對小型（xíng）的廢水處理係統（tǒng）已趨於成熟（shú），中間處（chù）理過（guò）程以及排放所用的流量計可有多種選擇，諸如電磁流量計和（hé）明渠流量（liàng）計，不過從用戶應用的信（xìn）息反饋看，選用電磁（cí）流量計是比較合適的，盡（jìn）管價格要比明渠流量計貴，但其運行時的可靠性要高一些。 上述各種用途的電（diàn）磁流量（liàng）計管道連接方式多樣，如用於廢水處理工藝的電磁流量計用法蘭連接，而其它工藝所用流量計絕大多數也是采用法蘭連接，但也有采用如（rú）食品、醫藥行業所特有的的快速連接方式，如圖3所示。這類（lèi）快速連接方式（shì）結構，通常是用於要經常（cháng）拆卸的場所。而從國內實際使用的情況看，許多用戶在合理（lǐ）設計好（hǎo）工藝的安裝位置後，流量計一般是不會經常拆卸的，故沒有必要在這方麵投入更多，法蘭連（lián）接方式占的多數，而快速連接結構有時反而存在容易滲漏的（de）缺點，如（rú）國產（chǎn）的扣環，幾次使用後即（jí）有（yǒu）可能發生變形（xíng）而無（wú）法鎖緊（jǐn）。
      幾點應（yīng）用注意事項 
      1、操作工藝的影響和處理 食（shí）品行業因產品衛生要求，需定期用消毒介質對工藝（yì）管道(包括流量計)進行消毒，采用的介質有熱水(85e以上)、蒸汽、堿水(50e以（yǐ）上（shàng）)以及（jí）雙氧水等。對此我們需要注意用上述具有（yǒu）較高溫度介質的消毒過程，這對帶有襯裏的電磁流（liú）量計具有一定危（wēi）險性，如果操作稍有不慎，容易損（sǔn）壞儀表。 從防腐、耐溫和衛生角（jiǎo）度考慮，電磁流量計襯裏材（cái）料（liào）選用聚四氟乙烯(PTFE)為廣大食品行業用戶所接受，能夠勝任眾多苛刻的運行要求。但是，在實際的使用中，由於在較（jiào）高溫度介質和（hé）長時間(一般（bān）在015~110h)衝洗下，工藝管道內的空氣發生膨（péng）脹，同時PTFE襯裏也（yě）有所軟化。假（jiǎ）如此時安裝有流量計工藝管道（dào）上兩（liǎng）端閥門（mén）誤關閉，管道溫度隨著時間而下降，管內空氣或液體也隨之收縮產生（shēng）負壓損壞襯裏。電磁流（liú）量計襯裏對負壓承受（shòu）能力與介質工藝參數（shù）有關，且與襯裏材料的特性（xìng）而異。因管道內所產生的負壓作（zuò）用到PTFE襯裏，襯裏不能承受而使之向管中心收縮，輕者襯裏變形，重者電極部（bù）位密封破壞甚至（zhì）襯裏開裂，從而造成傳感器的損壞。
      在筆者的實踐中已多次遇到相似的例子，與用戶討（tǎo）論時一般並不認為（wéi）工藝操作中會有負壓（yā）發生，但實際的故障現象證明是負壓所起作用。對於這種工（gōng）藝中（zhōng）偶然有負壓發生的（de）情況，可選用陶瓷襯裏(導管)電（diàn）磁流（liú）量計，以避免負壓（yā）所導致的（de）襯裏變形故障的發生，但劇烈（liè）的溫度變化對陶瓷襯裏(導管)是不合適的，容易發生陶瓷材料（liào）的開裂(特別是電極部位（wèi）)。通常流量計生產廠家對陶瓷襯裏(導管)電磁流量（liàng）計在實際（jì）使用中容許介質溫度的突變（biàn）也是有（yǒu）規定的，如Krhone的IFM5080係列陶瓷襯裏電磁流量計，其口徑為25~100mm的傳感器所容許的溫度變化速度（dù）是上升段為每10min變化（huà）150e，下降段為每10min變化100e。然（rán）而在實際操作過程中，要按這個溫度變化率來控製（zhì）工藝是不現實的，所（suǒ）以也排除陶瓷襯裏(導管)電磁流量計（jì）在這類需要高溫消（xiāo）毒領域（yù）的應用可能性。 對於這種有（yǒu）負壓運行場合，一般情況下是在容易產生負壓的地方安裝（zhuāng）負（fù）壓（yā）防止閥，用來避免發生負壓，但因受到衛生要求的限製而無法采（cǎi）用。改進消毒工藝以（yǐ）及注意（yì）操作步驟的規範執行（háng）也能避免這些失誤，但電磁流量計良好的結構設計和襯裏（lǐ）材料的選取（qǔ）可徹底避免這種情況的發生。例如，選用帶不鏽鋼絲襯網的氟塑料襯裏(見圖5)電磁流量計是一個很適用的方法。其結構是一成型（xíng）的不鏽鋼絲襯網用焊接的方法固定（dìng）在測（cè）量管的內壁上（shàng），再用澆注方法加工（gōng）出襯裏，成型的襯裏（lǐ）與（yǔ）鋼（gāng）絲襯網形成一體，繼而和（hé）測量管內壁（bì）緊密相粘聯，這樣就能承受負壓而保證襯裏不被（bèi）損（sǔn）壞。帶絲網PFA襯裏的電（diàn）磁流量計已在先前普通PTFE襯裏（lǐ）電（diàn）磁流量計（jì）發生過故（gù）障的場所使用，如安徽華潤啤酒公司目前運行（háng）狀態（tài）正常。
     2、介質中氣泡的影響和處理 
除極少場（chǎng）所應工藝需要安裝（zhuāng）視鏡外，實際使用的工藝管道都是不透明的（de），因而無法觀察到管道內流動情況。但在許（xǔ）多（duō）的場所（suǒ），因工藝或介質本身的原因，所測液體常含（hán）一些氣泡。電磁流量計屬於速度型的測量方式，氣泡在管道圓截（jié）麵中所占據的麵積百分率，幾乎就等同於氣泡對流量測量的影響量。此外由於氣泡經 過電極表麵存在一（yī）個摩擦過程，由此會產生尖峰脈衝幹（gàn）擾電勢，其值遠大（dà）於正（zhèng）常的流量信號。
通（tōng）常電磁流量轉換器無法有效地處理如此的幹擾，輕者導（dǎo）致測量值不（bú）穩定，情況嚴重（chóng）時儀表（biǎo）根本無（wú）法工作（zuò）。在一（yī）些缺（quē）乏經驗（yàn）的用戶僅從測量的要求出發（fā），對電磁流量計的安裝位置沒有考（kǎo）慮（lǜ）防止氣泡等（děng）工藝上的特點，容易發生一些運行方麵的問題。
     例（lì）如有一啤酒廠，用電磁流量計對麥汁進行計量，電磁流量計安裝在麥汁的冷卻器後，投（tóu）用後反映出麥汁測量值偏大，而終獲得的啤酒產（chǎn）量又偏小（xiǎo），導（dǎo）致生產工藝前後工段交接的計量糾紛。經過現場的查勘，發現安裝測量麥汁的流量計（jì）位（wèi）置前有一個氣（qì）體注（zhù）入（rù）口，其目的是增加發（fā）酵所需的含氧量，此時通過（guò）流量計的流體是麥（mài）汁和氣體的混合（hé）物，很明顯其測量的結果是要偏大的（de），顯示的瞬（shùn）時流量值極不穩定（dìng），上下波動（dòng）極快，無法看清（qīng）流量計顯示屏上的瞬時流量值，因該用（yòng）戶僅對終的累計總量感興趣，沒有注意到瞬時流量的異常波動（dòng）。在（zài）將氣體注入口移到電（diàn）磁流量計下遊後，計（jì）量趨於正常，消除了交（jiāo）接糾紛，啤（pí）酒產（chǎn）量和麥汁消耗量之比符合了工藝指（zhǐ）標。
    3、 防止凝露導（dǎo）致的絕緣下降
    啤酒生產（chǎn）工藝過（guò）程中大部分時間介質處於較低溫度，如啤酒在灌裝時其溫度常低於室溫，在2e左（zuǒ）右，此時工藝管道與空氣（qì）接觸的部位很容易產生冷凝水。另外，由於特定的生產要求，許多生產車間一直處於極其潮濕的環境（jìng）。在這種比（bǐ）較嚴酷的條件下（xià），如果流量（liàng）計外殼（ké）的（de）密封不良，諸（zhū）如接線盒，以及一些非焊接氣密級（jí）密封結構的外殼，天長日久（jiǔ）冷凝水（shuǐ）容易積聚在電磁流量傳感器的接線盒中、或（huò）透過密封不良的結合麵滲入流量計殼體中（zhōng）。由於電磁流量傳感器的（de）流量信號極其微弱(通常（cháng）是幾個mV)，凝露水電阻的存在，直接的後果是導致電磁流量轉換器（qì）輸入回路（lù）阻抗下降，衰減了欲輸往放大器的流量信號；或者是破壞勵磁回路和信（xìn）號回路的絕緣，將高到幾十V的勵磁電壓引入到（dào）低（dī）電勢的信號回路中，造成流量計（jì）的嚴重故障。此時正確（què）的方法（fǎ）應該是選用分體式、具有IP67或IP68防護等級的電（diàn）磁流量（liàng）計，由於這（zhè）種防護等級的傳感器是完全密封，無論環境如何（hé）惡劣，電磁流量計（jì）將不會再有產生冷（lěng）凝（níng）水之憂慮。若（ruò）在現場已（yǐ）經安裝普（pǔ）通防護型（xíng）儀表，為避免可能產生（shēng）的後遺症（zhèng），則可在接線盒中灌注絕緣材料，如變壓器油、中性的矽（guī）膠以及一（yī）些現場可（kě）固（gù）化的聚氨酯橡膠，也不失為一種比較（jiào）有效的補（bǔ）救措施（shī）。
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