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啤酒釀造車間的蒸汽系統(tǒng)應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：180 發(fā)布時(shí)間：2014-5-12
啤酒行業(yè)的蒸汽耗量非常大。尤其是三大鍋的釀造車間，蒸汽負(fù)荷zui大；而且蒸汽使實(shí)際流量隨產(chǎn)量變化；自身也有周期性用量變化。
釀造車間里面使用蒸汽的設(shè)備除了（夾層鍋如）糊化鍋、糖化鍋和煮沸鍋以外，還有一些小的板式換熱器，用于CIP清洗。因此，現(xiàn)場(chǎng)蒸汽的實(shí)際用汽量zui大時(shí)有幾十噸，而小的時(shí)候只有一兩頓左右，用氣量波動(dòng)較大。
三大鍋的使用壓力一般為4barg,，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽壓力一般為8-12barg，這樣輸送管道比較小，也比較節(jié)能。所以現(xiàn)場(chǎng)需要減壓。常規(guī)的比例式的自力式減壓閥調(diào)節(jié)方式減壓，調(diào)節(jié)通過設(shè)定彈簧和下游反饋的蒸汽壓力達(dá)到平衡來開大或者是關(guān)小閥門，反應(yīng)速度比電動(dòng)閥快，但比氣動(dòng)減壓閥慢，它具有的下列優(yōu)點(diǎn)使得其在民用蒸汽系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用：
1.簡(jiǎn)單方便，具有“設(shè)定后不管”的特點(diǎn)；
2.能用于潮濕、腐蝕、易燃、易爆的環(huán)境，且不需增加額外的費(fèi)用；
3.無需額外提供動(dòng)力源，既不需要電，也不需要壓縮空氣，沒有停電停氣即停閥的擔(dān)憂。
但是，對(duì)于啤酒釀造車間的蒸汽減壓站來說，使用自力式減壓閥（如瑞克的PRV2000）,由于負(fù)荷變化較快，其減壓閥的的反應(yīng)速度相對(duì)較慢，當(dāng)下游的夾層鍋停止用汽或進(jìn)汽的壓力突然升高時(shí)，需要減壓閥快速關(guān)小，以減少蒸汽的供應(yīng)量，此時(shí)，自力式減壓閥的反應(yīng)速度達(dá)不到這樣的要求，使得下游的壓力升高，導(dǎo)致安全閥起跳；
糖化車間的有時(shí)長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷狀態(tài)，且這種變化非常頻繁。而自力式減壓閥在小開度時(shí)不穩(wěn)定，當(dāng)下游的夾層鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，或是只有C*換在用汽時(shí)，蒸汽的用量減小，此時(shí)減壓閥的開度必須很小。但是，大口徑的自力式減壓閥在小開度時(shí)工作狀態(tài)并不是很穩(wěn)定，經(jīng)常容易出現(xiàn)閥門振蕩，下游壓力波動(dòng)頻繁的現(xiàn)象，同樣會(huì)造成安全閥起跳的情況出現(xiàn)。
有鑒于此，瑞克的工程師得出以下結(jié)論：該工藝的蒸汽用汽量是一個(gè)典型的負(fù)荷變化大而且快的壓力控制，而且進(jìn)汽的壓力又不穩(wěn)定，采用自力式控制很困難。了解到上述情況以后，提出了如下的建議：
考慮到釀造車間的蒸汽峰值用汽量與正常的用汽量相差較大，為了確保蒸汽流量變化時(shí)控制閥能夠及時(shí)有效地穩(wěn)定下游壓力，同時(shí)也為了保證控制閥能正常地工作和延長(zhǎng)其使用壽命，我們?cè)O(shè)計(jì)了并聯(lián)分程控制的方式。具體說明如下：
我們?cè)O(shè)計(jì)了采用A、B兩只同向動(dòng)作的電氣動(dòng)控制閥構(gòu)成并聯(lián)分程控制方案。
在小負(fù)荷時(shí)，比如說在保溫階段或是只有C*換工作時(shí)，控制器控制輸出使得B閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只使用A控制閥的開度變化來調(diào)節(jié)蒸汽量；
當(dāng)大負(fù)荷時(shí)，例如有兩臺(tái)及以上的夾層鍋工作時(shí)，A閥雖然已全開仍滿足不了蒸汽量的需求，這時(shí)控制器控制輸出讓B閥也開始打開，增加蒸汽供應(yīng)量，滿足下游的蒸汽壓力的要求；
采用兩臺(tái)流通能力相同的控制閥構(gòu)成的分程控制系統(tǒng)后，其控制閥的可調(diào)范圍比采用單臺(tái)大口徑控制閥進(jìn)行控制時(shí)的可調(diào)范圍擴(kuò)大了一倍，*可以滿足不同生產(chǎn)負(fù)荷的要求，而且控制的精度也得到了提高，控制質(zhì)量得以改善，同時(shí)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性亦進(jìn)一步得到了提高；
之所以沒有采用單臺(tái)大口徑控制閥的原因，除了上面的采用兩臺(tái)DN100的控制閥，還可以*地避免在蒸汽用汽量小的時(shí)候，單臺(tái)大口徑控制閥會(huì)出現(xiàn)的長(zhǎng)時(shí)間處于小開度，引起閥芯/閥座的“抽絲”損壞現(xiàn)象；
由于氣動(dòng)減壓閥的快速反應(yīng)，當(dāng)下游的夾層鍋停止進(jìn)汽時(shí)，閥門具有快速的響應(yīng)能力，避免下游憋壓而引致的安全閥起跳的現(xiàn)象出現(xiàn)。
上述方案為啤酒公司釀造車間選用，無論減壓站后端的設(shè)備是否開停機(jī)，蒸汽用量如何變化，減壓后的壓力始終在允許的范圍之內(nèi)，滿足了現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求。
釀造車間里面使用蒸汽的設(shè)備除了（夾層鍋如）糊化鍋、糖化鍋和煮沸鍋以外，還有一些小的板式換熱器，用于CIP清洗。因此，現(xiàn)場(chǎng)蒸汽的實(shí)際用汽量zui大時(shí)有幾十噸，而小的時(shí)候只有一兩頓左右，用氣量波動(dòng)較大。
三大鍋的使用壓力一般為4barg,，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽壓力一般為8-12barg，這樣輸送管道比較小，也比較節(jié)能。所以現(xiàn)場(chǎng)需要減壓。常規(guī)的比例式的自力式減壓閥調(diào)節(jié)方式減壓，調(diào)節(jié)通過設(shè)定彈簧和下游反饋的蒸汽壓力達(dá)到平衡來開大或者是關(guān)小閥門，反應(yīng)速度比電動(dòng)閥快，但比氣動(dòng)減壓閥慢，它具有的下列優(yōu)點(diǎn)使得其在民用蒸汽系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用：
1.簡(jiǎn)單方便，具有“設(shè)定后不管”的特點(diǎn)；
2.能用于潮濕、腐蝕、易燃、易爆的環(huán)境，且不需增加額外的費(fèi)用；
3.無需額外提供動(dòng)力源，既不需要電，也不需要壓縮空氣，沒有停電停氣即停閥的擔(dān)憂。
但是，對(duì)于啤酒釀造車間的蒸汽減壓站來說，使用自力式減壓閥（如瑞克的PRV2000）,由于負(fù)荷變化較快，其減壓閥的的反應(yīng)速度相對(duì)較慢，當(dāng)下游的夾層鍋停止用汽或進(jìn)汽的壓力突然升高時(shí)，需要減壓閥快速關(guān)小，以減少蒸汽的供應(yīng)量，此時(shí)，自力式減壓閥的反應(yīng)速度達(dá)不到這樣的要求，使得下游的壓力升高，導(dǎo)致安全閥起跳；
糖化車間的有時(shí)長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷狀態(tài)，且這種變化非常頻繁。而自力式減壓閥在小開度時(shí)不穩(wěn)定，當(dāng)下游的夾層鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，或是只有C*換在用汽時(shí)，蒸汽的用量減小，此時(shí)減壓閥的開度必須很小。但是，大口徑的自力式減壓閥在小開度時(shí)工作狀態(tài)并不是很穩(wěn)定，經(jīng)常容易出現(xiàn)閥門振蕩，下游壓力波動(dòng)頻繁的現(xiàn)象，同樣會(huì)造成安全閥起跳的情況出現(xiàn)。
有鑒于此，瑞克的工程師得出以下結(jié)論：該工藝的蒸汽用汽量是一個(gè)典型的負(fù)荷變化大而且快的壓力控制，而且進(jìn)汽的壓力又不穩(wěn)定，采用自力式控制很困難。了解到上述情況以后，提出了如下的建議：
考慮到釀造車間的蒸汽峰值用汽量與正常的用汽量相差較大，為了確保蒸汽流量變化時(shí)控制閥能夠及時(shí)有效地穩(wěn)定下游壓力，同時(shí)也為了保證控制閥能正常地工作和延長(zhǎng)其使用壽命，我們?cè)O(shè)計(jì)了并聯(lián)分程控制的方式。具體說明如下：
我們?cè)O(shè)計(jì)了采用A、B兩只同向動(dòng)作的電氣動(dòng)控制閥構(gòu)成并聯(lián)分程控制方案。
在小負(fù)荷時(shí)，比如說在保溫階段或是只有C*換工作時(shí)，控制器控制輸出使得B閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只使用A控制閥的開度變化來調(diào)節(jié)蒸汽量；
當(dāng)大負(fù)荷時(shí)，例如有兩臺(tái)及以上的夾層鍋工作時(shí)，A閥雖然已全開仍滿足不了蒸汽量的需求，這時(shí)控制器控制輸出讓B閥也開始打開，增加蒸汽供應(yīng)量，滿足下游的蒸汽壓力的要求；
采用兩臺(tái)流通能力相同的控制閥構(gòu)成的分程控制系統(tǒng)后，其控制閥的可調(diào)范圍比采用單臺(tái)大口徑控制閥進(jìn)行控制時(shí)的可調(diào)范圍擴(kuò)大了一倍，*可以滿足不同生產(chǎn)負(fù)荷的要求，而且控制的精度也得到了提高，控制質(zhì)量得以改善，同時(shí)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性亦進(jìn)一步得到了提高；
之所以沒有采用單臺(tái)大口徑控制閥的原因，除了上面的采用兩臺(tái)DN100的控制閥，還可以*地避免在蒸汽用汽量小的時(shí)候，單臺(tái)大口徑控制閥會(huì)出現(xiàn)的長(zhǎng)時(shí)間處于小開度，引起閥芯/閥座的“抽絲”損壞現(xiàn)象；
由于氣動(dòng)減壓閥的快速反應(yīng)，當(dāng)下游的夾層鍋停止進(jìn)汽時(shí)，閥門具有快速的響應(yīng)能力，避免下游憋壓而引致的安全閥起跳的現(xiàn)象出現(xiàn)。
上述方案為啤酒公司釀造車間選用，無論減壓站后端的設(shè)備是否開停機(jī)，蒸汽用量如何變化，減壓后的壓力始終在允許的范圍之內(nèi)，滿足了現(xiàn)場(chǎng)的工藝要求。