電磁流量計廠家對測量啤酒時候（hòu）要注意的相關事項有（yǒu）哪些講（jiǎng）解

       目前（qián）國內有（yǒu）近千家啤酒（jiǔ）企業、1500個啤酒品（pǐn）牌，這些企業的規模和管理千（qiān）差萬別，所使用的生產設備有進口的，但較大數量是（shì）國產設備，國內的企（qǐ）業在自動化控製方麵的（de）投入相比國（guó）外企業弱很多，以一個年產量位居國內前三名的啤酒品牌為例，其中一個日產啤酒（jiǔ）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，不涉及其（qí）它輔助工藝)，然而（ér）其設備的技術水平與國（guó）際（jì）同行相比（bǐ）還存在一定（dìng）的（de）差距。例如日本麒麟啤酒橫濱工場，2000年改建完成（chéng）後，年產（chǎn）啤酒可達50萬m3，共使用了近500台電磁流量計。從以上（shàng）數據便可以看出我國啤酒行業與國外企業自動化水平的差距有多（duō）大。
       對目前生（shēng）產和日後擴大發展中（zhōng）所需的各類儀表，應全麵、綜合地考慮行業（yè）的特殊性以及不同對象儀表在使用（yòng）、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表（biǎo）本體正（zhèng）確安全運行極其重要的工作內容，將對日後實際工作帶來（lái）莫大的好處。
       啤（pí）酒行業（yè）生產工藝中的物料和產品的流量計量為眾企業所重視，特（tè）別是所（suǒ）使用的液體流（liú）量測量（liàng）儀表，與一般企業又有所不同，有其特殊的要求，例如必（bì）須避免細菌的繁殖、便於（yú）頻繁清洗和承受（shòu）較高溫度條件具有腐蝕性的堿水和（hé）雙氧水等的消毒，具體要求如（rú）下（xià）:傳感器測量回路簡單，沒有阻流件（jiàn）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求，諸如符（fú）合FDA(美國食品及醫藥管理局)、EHEDG(歐洲衛生設備設計組（zǔ）織)的要求等；與介質接（jiē）觸部件能承受蒸汽、堿水和雙氧水清洗時溫度潰擊和腐蝕作用； ?用於灌裝工藝時要具有快（kuài）速響應性能和較高的測量精度（dù）； ?能適應低溫(在2e左右)和潮濕的工作環境。在眾多液體（tǐ）流量儀表產品中，電磁流量計能滿足上（shàng）述要求，並且（qiě）其價格日益下降從（cóng）而得到廣大啤酒行業（yè）用戶的認可，從而在實際應用（yòng）中占有較大的比例。
       本文結合筆者在日常工作中所遇到的一些實例，就電磁流量計在（zài）啤酒（jiǔ）行業（yè）的選型、運行和（hé）日常維護等應用方麵的問題（tí）作一討（tǎo）論。 1 電磁（cí）流量計原理 電磁（cí）流（liú）量計的基本原理是法拉（lā）第電磁感應定律，運動的導體在磁場（chǎng）中切割磁力線，在其兩端產生感應電動勢。如圖1所示，在一內徑為D，內部磁場（chǎng）強度為B的非導磁性測量（liàng）管內，液態的具（jù）有導電（diàn）性被測介質以v的速度流動，則在與（yǔ）流動方（fāng）向垂直的（de）方向上產生與流量成比例的（de）感應電勢U，該電勢的大小如下: U=BvD (1) 式（shì）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（shí）分重要和敏感（gǎn）的，準確是其首要指標。麥汁有一（yī）定的粘度，但（dàn）對於電磁流量計的測量不存在（zài）困難，需要考慮的是工藝過（guò）程中的消毒（dú），用在該測量（liàng）點的流量計可考慮采用PTFE襯裏(或PFA)和不鏽鋼材料電極的電磁流量（liàng）計，它能夠防止稀的（de）雙氧水、堿水的腐蝕，通常口徑在50~100mm之間（jiān），可根據流量和相配的工（gōng）藝管道來確定流量計的口徑。 發酵:發酵、過濾後的清酒，將通過管路輸往下道工序)包裝，同樣涉及到兩個部門的（de）計量交接，對清酒準確計量也是極（jí）其重要的，否則將引起不必（bì）要的糾紛。對流量計的要求與麥汁計量相似。
      高濃度稀釋:
      因生產工藝的不（bú）同，有些（xiē）啤酒是通過對高濃度原汁酒進行勾兌而（ér）生產的（de），這就要求通過嚴格控製（zhì）高濃度原汁酒和無菌（jun1）碳酸水的配比比例，保證其混合後的（de）啤酒度。在每一條生產線，需要兩台電磁流量計作配（pèi）比流量的控製（zhì），一般測量酒的流量計選取口徑（jìng）50~100mm，測量水的流（liú）量（liàng）計選20~50mm，視生產規模而定，為保證（zhèng）儀表具有較高的測量精度，應（yīng）保證（zhèng）流（liú）體流（liú）速在1m/s以上，使流量測量在儀表的較佳（jiā）工作範圍，同時流量計的時（shí）間常數也應該設（shè）置小一些，一般（bān）在1~3s，以提（tí）高控製的靈敏（mǐn）度，保證配比的準確度（dù）。
 灌裝:
      灌裝的啤酒（jiǔ）生產的後一步工序，其中灌裝要（yào）求每瓶(罐、桶)灌（guàn）裝量的準確控製(業界標準（zhǔn）為?10ml)。就占市場絕（jué）大（dà）多數的玻璃瓶（píng）裝啤酒來說，目前國內絕大多數生產廠（chǎng）家均采用等（děng）液位灌裝，這種工藝對設（shè）備製造成本低，投資少，國內啤酒企業絕大多數采用這種方法，但存在誤差較大的問題，由（yóu）於（yú）啤酒瓶生產的離散性，其容積（jī）差別（bié）較大，造成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，大可達?30ml!若為減少這種誤差，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（jué）這個問題。這類流量計具有較高的精度和快速響應的性（xìng）能，能快速、準確地控（kòng）製每瓶啤酒的灌裝量。通常，這（zhè）類電磁流量計的口徑較小，一般在（zài）DN2.5~DN40之間，體積小巧，具有0.3s的（de）響（xiǎng）應速度。
      目前（qián），市（shì）場上已有商品提供，如Krohne的（de）BatchFlux、Heinrichs的MID-NFD型等。這（zhè）種專用於批量控製的電磁流量計（jì），其小的批處理能力為10ml(對於10mm口徑的儀表)，實際使用的控製精度很高(可達?0.2%)。但目前國內啤酒企業目（mù）前常用的灌（guàn）裝設備極少采用這種電磁流量計，隻有在進口的啤酒生產線上看到過隨設備進口的這（zhè）類儀表，其主要原因首先是啤酒（jiǔ）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低，已能滿足生（shēng）產的需求。但隨著用（yòng）PET替代玻璃瓶灌裝啤酒技術的擴大應用，這類配備批量控（kòng）製電磁（cí）流量計的設備必將取代目（mù）前的等液位灌裝設備。
      廢（fèi）水處（chù）理:
      啤酒生產過（guò）程中有一些洗瓶和刷（shuā）罐所產生的（de）廢水，根據環保（bǎo）角度要求，必須進行有效處理後再排放。啤酒行（háng）業這種相（xiàng）對小型的廢水處理係統已（yǐ）趨於成熟，中間（jiān）處理（lǐ）過程（chéng）以及排放所用的（de）流量計可有多種選擇，諸如電磁流量計和明渠流量計，不過從用戶應用的信息反饋（kuì）看，選用電磁流量計是比較合適的，盡管價格要比明渠（qú）流量計貴，但其運行時的可（kě）靠性要高一些。 上述各種用途的電磁流量計管道連接方式多樣（yàng），如用於廢水處（chù）理工藝的（de）電磁流量計用法蘭連接，而其它工藝（yì）所用流量計絕大多數也是采用法蘭連接，但也（yě）有采用如食品、醫藥行業所特（tè）有的的快速連接方式（shì），如圖3所示。這類快速連接方式結構（gòu），通常是（shì）用於要經常拆卸的場所。而從國內實際（jì）使用的情況看（kàn），許多用戶在合理設計（jì）好工藝的安裝位置後，流量計一般是不會經常拆卸的，故（gù）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（jié）構有時反而存在容易滲漏（lòu）的缺點，如國產的扣環，幾次（cì）使用後即有可能發生變（biàn）形而無法鎖緊（jǐn）。
      幾點應用注意事項 
      1、操作工藝的影響和處理 食品行業因產品衛生要求，需定（dìng）期用消毒介質對工藝管道(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以上)以及雙氧水（shuǐ）等（děng）。對此（cǐ）我（wǒ）們需要注意用上（shàng）述具有較高溫度介質的消（xiāo）毒過程，這對（duì）帶有襯裏的電磁流量計具有一定危險性，如果操作稍有（yǒu）不慎，容易損壞儀表。 從防腐、耐溫和衛生角度考慮，電磁流量計襯裏材料選（xuǎn）用聚四氟乙烯(PTFE)為廣（guǎng）大食品行（háng）業（yè）用戶所（suǒ）接受，能夠勝任眾（zhòng）多苛刻的運行要求。但是，在實際的使用中，由於在較高溫度（dù）介（jiè）質和長時間(一般在015~110h)衝洗下，工藝管道內的空氣發生膨脹，同時PTFE襯裏也有所軟化。假如此時安裝有流量計（jì）工藝管道上兩端閥門誤關（guān）閉，管道溫度隨（suí）著時間而下降，管內空氣（qì）或液體也（yě）隨之收縮（suō）產生負壓損壞襯裏。電磁流量計襯裏（lǐ）對負壓承受能力與介質工藝參（cān）數有關（guān），且與襯裏材（cái）料的特性（xìng）而異（yì）。因管道內所產生的負壓作用到PTFE襯裏（lǐ），襯裏不能承受而使之向管中心收縮，輕者襯裏變形，重者電極部位密封破壞甚至襯（chèn）裏（lǐ）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，與用戶討論時一般並不認為工藝操作中會有負壓發生，但實際的故障現象證（zhèng）明是負壓所起作用。對於這種工藝中偶然有負（fù）壓發生的情況，可選用陶（táo）瓷襯裏(導管)電磁流量計（jì），以避免負（fù）壓所導致的襯裏變（biàn）形故障的發生，但劇烈的溫度變化對陶瓷（cí）襯（chèn）裏(導（dǎo）管)是不合適的，容易發生陶瓷材料的開裂(特別是電極部位)。通常流量計生產廠家對陶瓷襯裏(導管)電磁流（liú）量計在實際使用中（zhōng）容許介質溫度的（de）突變也是有規定（dìng）的，如Krhone的IFM5080係列陶瓷襯裏電磁流量計，其口徑（jìng）為25~100mm的傳感器所容許的溫（wēn）度變化速度是上升段為每10min變化150e，下降段為（wéi）每（měi）10min變化100e。然而在實際操作過程中，要按這個溫度變化率來控製工藝是不現實的，所以也排除陶瓷襯裏(導管)電磁流量（liàng）計在這（zhè）類需要高溫消毒領域（yù）的應用可能性（xìng）。 對於這種有負壓運行場合，一般（bān）情況下是在容易產生負壓（yā）的地方安裝負壓防止閥，用來避免發生負壓，但因（yīn）受到衛生要求的限製而無法采用。改進消毒工藝（yì）以及注意操作步驟的（de）規範（fàn）執行也能避免（miǎn）這些失誤，但電（diàn）磁流量計（jì）良好的結構設計和襯裏材料的選取可徹底避免這種情況的發生。例如，選用帶不鏽鋼（gāng）絲襯網的氟塑料襯（chèn）裏(見圖5)電磁（cí）流量計是一個很適用的方（fāng）法（fǎ）。其結構是一成型（xíng）的不鏽鋼絲襯網用焊接（jiē）的方法固定在測量管的內壁上，再用澆注方法加工出襯裏，成型的襯裏與鋼絲襯網形成一體，繼（jì）而和測量管內（nèi）壁（bì）緊密相粘聯，這樣就能承受負壓而（ér）保證襯（chèn）裏不被（bèi）損壞。帶絲網（wǎng）PFA襯（chèn）裏（lǐ）的電磁流量（liàng）計（jì）已在先前普通PTFE襯裏電磁流量計發生過（guò）故障的場所使用，如安（ān）徽華潤啤酒公司目前運（yùn）行狀態正常。
     2、介質中氣（qì）泡的影響和處理（lǐ） 
除極少場所應（yīng）工藝需要安裝視（shì）鏡外，實際使用的工藝管道都（dōu）是（shì）不透明的，因而無法觀察到管道內流動情況。但在許多的場所，因工（gōng）藝或介（jiè）質本身的（de）原因，所測液體常含一些氣泡。電磁流量計屬於速度型的測量方式（shì），氣泡在管道圓截麵中（zhōng）所（suǒ）占據的麵積百分（fèn）率，幾乎（hū）就（jiù）等同於氣（qì）泡對流量測量的影響量（liàng）。此外由於氣泡經 過電極表麵（miàn）存在一個摩（mó）擦過程，由（yóu）此（cǐ）會產生尖峰（fēng）脈衝幹擾電（diàn）勢，其值遠（yuǎn）大於（yú）正常的流量信號。
通常電磁流量轉換器無法有效（xiào）地處理如此的幹擾（rǎo），輕者導致測（cè）量值不穩定，情況嚴重（chóng）時儀表根（gēn）本（běn）無法工（gōng）作。在一些（xiē）缺乏經驗的（de）用戶僅從測量的要求（qiú）出發，對電磁流量計的安裝位置沒有考慮防止氣泡等工藝上（shàng）的特點，容易發生一些運行方麵的問題。
     例如有一啤酒廠，用電磁流量（liàng）計對麥汁進行計量，電磁流量計安裝在麥汁的冷卻器後，投用後反映出麥汁測量值偏（piān）大（dà），而終（zhōng）獲得的啤酒產量又偏小，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位置前有一個氣體注（zhù）入口（kǒu），其目的是增加發（fā）酵所需的（de）含氧量，此時通過流量計的流體是麥汁和氣體的混合物，很明顯其（qí）測量的結果是要偏大的，顯示的瞬時流量值極不穩定，上下波（bō）動極快，無法看清流量計顯示屏上的瞬時流量值，因該用戶（hù）僅對終的累計總量感興趣，沒有注意到瞬時流量的異常（cháng）波（bō）動。在將氣體注入口移到電磁（cí）流量計下遊後，計（jì）量趨於正常，消除了交接糾紛，啤酒產量和麥汁消耗量之比符合了工藝指標。
    3、 防（fáng）止凝（níng）露導致的絕緣（yuán）下降
    啤（pí）酒生產工藝（yì）過程中大部分時（shí）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左右，此時工藝管道（dào）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（jiān）一直（zhí）處於極其潮濕的環境。在這種比較（jiào）嚴酷的條件下，如果流量計外殼的密封不良，諸如接線盒，以及一些非焊接氣密級密封結構（gòu）的外殼，天長日久冷凝水容易積聚在電磁流量傳感器的接線盒中、或透過密封不良的（de）結合麵（miàn）滲入（rù）流（liú）量計殼體（tǐ）中。由於電磁流量傳感（gǎn）器的流量信號極其微（wēi）弱(通常是幾個mV)，凝露水電阻的存在，直接的後果是導致（zhì）電磁流量轉換（huàn）器輸入回路阻抗下降，衰（shuāi）減（jiǎn）了欲輸往放大器的流量信號；或者是破（pò）壞勵磁回路（lù）和信號回路的絕緣，將高到幾十V的（de）勵磁電壓引入到低電（diàn）勢的信號回路中（zhōng），造成流量計的嚴重故（gù）障。此時正確的方法應該是選用分體式、具有IP67或IP68防護等級的（de）電磁流量計，由於這種防護（hù）等（děng）級的（de）傳感器是完全密封，無論環境（jìng）如何惡劣，電（diàn）磁流量計將不會再有產生冷凝水之憂慮。若在現場已（yǐ）經安裝普通防護型儀表，為避免可能產生（shēng）的後遺症，則可在接線盒中灌（guàn）注絕緣材料，如變壓器油、中性的矽膠以及（jí）一些現（xiàn）場（chǎng）可固化的聚氨酯橡膠，也不失為一種（zhǒng）比較有效的補救措施。
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