CN110361064B - 地锅饱和蒸汽流量计量系统 - Google Patents

地锅饱和蒸汽流量计量系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种地锅饱和蒸汽流量计量方法及系统，所述系统包括地锅、进汽管和中央处理单元，所述进汽管与地锅连接，所述进汽管中设有蒸汽流量计、蒸汽压力传感器以及蒸汽温度传感器，所述中央处理单元分别跟蒸汽流量计、蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器信号连接。本发明通过利用蒸汽流量计、蒸汽压力传感器和蒸汽温度传感器测试得到进汽管内蒸汽的质量流量和焓值；通过进汽管内蒸汽与地锅内饱和水的混合、传热分析，得到地锅内产生的饱和蒸汽质量流量与进汽管蒸汽质量流量、蒸汽焓值的关系；通过中央处理单元，得到地锅内产生的饱和蒸汽质量流量。

Description

地锅饱和蒸汽流量计量系统
技术领域
本发明属于蒸汽流量计量领域，尤其是涉及一种地锅饱和蒸汽流量计量系统。
背景技术
应理解以下内容为申请人所知的技术，并不一定会成为现有技术。
对于白酒蒸馏的主要设备包括：进汽管、地锅、甑桶和冷却设备。进汽管输送的蒸汽可以为过热蒸汽或饱和蒸汽，过热蒸汽或饱和蒸汽进入地锅内，与地锅内的饱和水进行混合、传热，并在地锅液面产生饱和蒸汽，进入地锅上面的甑桶内，与甑桶内的糟醅进行传热传质，将酒醅中的酒提取出来。传统白酒蒸馏工艺中只测量、显示进汽管内的蒸汽压力，无法计量得到地锅内液面上的饱和蒸汽流量，而且进汽管内蒸汽质量流量与地锅内饱和蒸汽质量流量并不一致，两者的关系与进汽管内的蒸汽压力和温度相关。由于实际与糟醅进行接触的是由地锅液面上产生的饱和蒸汽，因此在制定白酒蒸馏过程的蒸汽操作参数时，应该以地锅内产生的饱和蒸汽流量为工艺操作参数。综上，现有蒸汽计量装置中，无法得到白酒蒸馏地锅内饱和蒸汽质量流量数值，难以制定准确可靠的白酒蒸馏过程蒸汽工艺参数。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能准确计量地锅饱和蒸汽流量计量方法及其系统。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案内容具体如下：
一方面，提供一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，包括以下步骤：
获取进入地锅的蒸汽流量；
获取进入地锅的蒸汽温度和/或蒸汽压力；
根据进入地锅的蒸汽温度和/或蒸汽压力得到进入地锅的蒸汽的焓值；
根据进入地锅的蒸汽焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量。
在其中一种实施例中，在根据进入地锅的蒸汽的焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量时，地锅内的饱和蒸汽流量的计算公式为：
Figure BDA0002108468760000021
其中，m为地锅内的饱和蒸汽质量流量，h1为进入地锅的蒸汽的焓值，h2为地锅内液态饱和水对应的焓值，h0为地锅内饱和水蒸汽对应的焓值，m1为进入地锅的蒸汽流量。
在其中一种实施例中，所述h2与h0为常数，所述h2为410-430kJ/kg，优选为419.06-427.00kJ/kg；所述h0为2670-2680kJ/kg，优选为2675.5-2678.5kJ/kg。应理解，根据实验测试结果，当地锅内的压力为7kPa左右时，其对应的饱和水焓值和饱和蒸汽焓分别为427.00kJ/kg和2678.5kJ/kg。而大气压下(表压0kPa)饱和水和饱和蒸汽的焓值分别为419.06kJ/kg和2675.5kJ/kg。而地锅的最高表压为7kPa，可见地锅内最高压力时的饱和水以及饱和蒸汽的焓值与大气压下的饱和水以及饱和蒸汽的焓值很接近，所以为了简便，我方可以将h2与h0定为常数。
在其中一种实施例中，在根据进入地锅的蒸汽焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量时，还包括
获取地锅内的饱和蒸汽压力和/或温度，得到地锅内液态饱和水对应的焓值以及地锅内饱和水蒸汽对应的焓值；
根据进入地锅的蒸汽焓值、地锅内液态饱和水对应的焓值、地锅内饱和水蒸汽对应的焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量。
另一方面，提供一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，包括地锅、进汽管以及中央处理单元，所述进汽管与地锅连接，所述进汽管中设有蒸汽流量计以及蒸汽压力传感器和/或蒸汽温度传感器，所述中央处理单元分别与蒸汽流量计以及蒸汽压力传感器和/或蒸汽温度传感器信号连接，所述蒸汽流量计用于获取进入地锅的蒸汽流量，所述蒸汽压力传感器用于获取进入地锅的蒸汽压力，所述蒸汽温度传感器用于获取进入地锅的蒸汽温度，所述地锅饱和蒸汽流量计量系统还包括蒸汽流量计算装置，所述蒸汽流量计算装置与中央处理单元信号连接，所述蒸汽流量计算装置用于根据进入地锅的蒸汽压力和/或蒸汽温度，获得进入地锅的蒸汽焓值，并再根据进入地锅的蒸汽流量计算得到地锅内的饱和蒸汽流量。
在其中一种实施例中，所述蒸汽流量计以及蒸汽压力传感器和/或蒸汽温度传感器位于进汽管与地锅的连接处。
在其中一种实施例中，所述地锅饱和蒸汽流量计量系统还包括显示屏，所述显示屏与蒸汽流量计算装置信号连接。
在其中一种实施例中，所述进汽管中还设有流量控制器，所述流量控制器与中央处理单元信号连接。
在其中一种实施例中，所述进汽管中还设有温度控制器，所述温度控制器与中央处理单元信号连接。
在其中一种实施例中，所述地锅内设有地锅温度传感器和/或地锅压力传感器，所述地锅温度传感器和/或地锅压力传感器与中央处理单元信号连接。
相比起现有技术，上述方案的优点在于：
本发明通过利用蒸汽流量计、蒸汽压力传感器和蒸汽温度传感器测试得到管路内蒸汽的质量流量(即进入地锅的蒸汽流量)和蒸汽的焓值，通过地锅内蒸汽与地锅内饱和水的传热分析，得到地锅内饱和蒸汽质量流量与管道内饱和蒸汽质量流量、管道内饱和蒸汽焓值的关系，通过蒸汽流量计算装置，得到准确的地锅内饱和蒸汽质量流量。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图。
图中标识:1、蒸汽流量计；2、蒸汽温度传感器；3、蒸汽压力传感器；4、蒸汽流量计算装置；5、进汽管；6、地锅；7、甑桶；8、中央处理单元；9、显示屏。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
实施例1
一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，包括以下步骤：
S1、获取进入地锅6的蒸汽流量m1；
S2、获取进入地锅6的蒸汽温度t1和/或蒸汽压力P1；
S3、根据进入地锅6的蒸汽温度t1和/或蒸汽压力P1得到进入地锅6的蒸汽焓值h1；
S4、根据进入地锅6的蒸汽的焓值h1以及进入地锅6的蒸汽流量m1，获得地锅6内的饱和蒸汽流量m。应理解地锅6内的饱和蒸汽流量m是指地锅6液面上产生的饱和蒸汽。
应理解在根据进入地锅的蒸汽温度和/或蒸汽压力得到进入地锅的蒸汽的焓值时，实际上可以通过查询水蒸气状态参数表比照所处的蒸汽压力和蒸汽温度，得到对应的蒸汽焓值。
在其中一种实施例中，在根据进入地锅6的蒸汽的焓值h1以及进入地锅6的蒸汽流量m1，获得地锅6内的饱和蒸汽流量m时，地锅6内的饱和蒸汽流量的计算公式为：
Figure BDA0002108468760000061
其中，m为地锅6内的饱和蒸汽质量流量，h1为进入地锅6的蒸汽的焓值，h2为地锅6内液态饱和水对应的焓值，h0为地锅6内饱和水蒸汽对应的焓值，m1为进入地锅的蒸汽流量。
在其中一种实施例中，所述h2与h0为常数，所述h2为410-430kJ/kg，优选为419.06-427.00kJ/kg；所述h0为2670-2680kJ/kg，优选为2675.5-2678.5kJ/kg。
应理解如果为了得到更加准确的地锅6内的饱和蒸汽流量m，则可以将h2与h0不当作常数，通过获取地锅6内的蒸汽温度和/或蒸汽压力得到准确的h2与h0的数值。为此，在其中一种实施例中，在根据进入地锅6的蒸汽焓值h1以及进入地锅6的蒸汽流量m1，获得地锅6内的饱和蒸汽流量m时，还包括
步骤S41，获取地锅6内的饱和蒸汽压力P2和/或温度t2，得到地锅6内液态饱和水对应的焓值h2以及地锅6内饱和水蒸汽对应的焓值h0；
步骤S42，根据进入地锅6的蒸汽焓值h1、地锅6内液态饱和水对应的焓值h2、地锅6内饱和水蒸汽对应的焓值h0以及进入地锅6的蒸汽流量m1，获得地锅6内的饱和蒸汽流量m。
实施例2
一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，包括地锅6、进汽管5以及中央处理单元8，所述进汽管5与地锅6连接，所述进汽管5中设有蒸汽流量计1以及蒸汽压力传感器3和/或蒸汽温度传感器2，所述中央处理单元8分别与蒸汽流量计1以及蒸汽压力传感器3和/或蒸汽温度传感器2信号连接，所述蒸汽流量计1用于获取进入地锅6的蒸汽流量m1，所述蒸汽压力传感器3用于获取进入地锅6的蒸汽压力P1，所述蒸汽温度传感器2用于获取进入地锅6的蒸汽温度t1，所述地锅6蒸汽计量系统还包括蒸汽流量计算装置4，所述蒸汽流量计算装置4与中央处理单元8信号连接，所述蒸汽流量计算装置4用于根据进入地锅6的蒸汽压力P1和/或蒸汽温度t1，获得进入地锅6的蒸汽焓值h1，并再根据进入地锅6的蒸汽流量m1计算得到地锅6内的饱和蒸汽流量m。
应理解所述中央处理单元8用于接收并处理相关数据(m、t1以及P1等)，和/或发送将相关的指令发送到各个设备，可以为处理器、电脑、手机、微处理器或者PLC等可以进行数据处理的设备。
在其中一种实施例中，所述蒸汽流量计1以及蒸汽压力传感器3和/或蒸汽温度传感器2位于进汽管5与地锅6的连接处。由于本实施例是通过能量守恒和质量守恒原理得到地锅6产生的饱和蒸汽量，即通过地锅6的输入热量和质量等于地锅6的输出热量和质量得到，所以为了得到更加准确的数据，蒸汽流量计1以及蒸汽压力传感器3应该设置在进汽管5与地锅6的连接处，避免测量的位置距离地锅6较远，导致漏算掉测量位置到地锅6这段距离中的热量损失量。
为了让工人了解到地锅6具体的换热情况，所以，在其中一种实施例中，所述地锅6蒸汽计量系统还包括显示屏9，所述显示屏9与中央处理单元8信号连接。显示单元可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及电子设备的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元可包括显示面板，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-EmittingDiode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板。
在其中一种实施例中，所述进汽管5中还设有流量控制器，所述流量控制器与中央处理单元8信号连接。
在其中一种实施例中，所述进汽管5中还设有温度控制器，所述温度控制器与中央处理单元8信号连接。
在其中一种实施例中，所述地锅6内设有地锅6温度传感器和/或地锅6压力传感器，所述地锅6温度传感器和/或地锅6压力传感器与中央处理单元8信号连接。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取进入地锅的蒸汽流量；
获取进入地锅的蒸汽温度和/或蒸汽压力；
根据进入地锅的蒸汽温度和/或蒸汽压力得到进入地锅的蒸汽的焓值；
根据进入地锅的蒸汽焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量；
其中，地锅内的饱和蒸汽流量的计算公式为：
Figure FDA0002984175100000011
其中，m为地锅内的饱和蒸汽质量流量，h1为进入地锅的蒸汽的焓值，h2为地锅内液态饱和水对应的焓值，h0为地锅内饱和水蒸汽对应的焓值，m1为进入地锅的蒸汽流量。
2.根据权利要求1所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，其特征在于，所述h2与h0为常数，所述h2为410-430kJ/kg；所述h0为2670-2680kJ/kg。
3.根据权利要求2所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，其特征在于，所述h2为419.06-427.00kJ/kg。
4.根据权利要求2所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，其特征在于，所述h0为2675.5-2678.5kJ/kg。
5.根据权利要求1所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量方法，其特征在于，在根据进入地锅的蒸汽焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量时，还包括
获取地锅内的饱和蒸汽压力和/或温度，得到地锅内液态饱和水对应的焓值以及地锅内饱和水蒸汽对应的焓值；
根据进入地锅的蒸汽焓值、地锅内液态饱和水对应的焓值、地锅内饱和水蒸汽对应的焓值以及进入地锅的蒸汽流量，获得地锅内的饱和蒸汽流量。
6.一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，其特征在于，包括地锅、进汽管以及中央处理单元，所述进汽管与地锅连接，所述进汽管中设有蒸汽流量计以及蒸汽压力传感器和/或蒸汽温度传感器，所述中央处理单元分别与蒸汽流量计以及蒸汽压力传感器和/或蒸汽温度传感器信号连接，所述蒸汽流量计用于获取进入地锅的蒸汽流量，所述蒸汽压力传感器用于获取进入地锅的蒸汽压力，所述蒸汽温度传感器用于获取进入地锅的蒸汽温度，所述地锅饱和蒸汽流量计量系统还包括蒸汽流量计算装置，所述蒸汽流量计算装置与中央处理单元信号连接，所述蒸汽流量计算装置用于根据进入地锅的蒸汽压力和/或蒸汽温度，获得进入地锅的蒸汽焓值，并再根据进入地锅的蒸汽流量计算得到地锅内的饱和蒸汽流量；
其中，地锅内的饱和蒸汽流量的计算公式为：
Figure FDA0002984175100000021
其中，m为地锅内的饱和蒸汽质量流量，h1为进入地锅的蒸汽的焓值，h2为地锅内液态饱和水对应的焓值，h0为地锅内饱和水蒸汽对应的焓值，m1为进入地锅的蒸汽流量。
7.根据权利要求6所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，其特征在于，所述蒸汽流量计以及蒸汽压力传感器和/或蒸汽温度传感器位于进汽管与地锅的连接处。
8.根据权利要求6所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与蒸汽流量计算装置信号连接。
9.根据权利要求6所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，其特征在于，所述进汽管中还设有流量控制器，所述流量控制器与中央处理单元信号连接。
10.根据权利要求6所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，其特征在于，所述进汽管中还设有温度控制器，所述温度控制器与中央处理单元信号连接。
11.根据权利要求6所述的一种地锅饱和蒸汽流量计量系统，其特征在于，所述地锅内设有地锅温度传感器和/或地锅压力传感器，所述地锅温度传感器和/或地锅压力传感器与中央处理单元信号连接。
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