Способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ ЦЕЛЛНШОЗЫ НА БАРАБАННЫХ ФИЛЬТРАХ путем измерения электропроводности щелока в третьем баке фильтрата, уровня в первом, втором и третьем баках фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортирование, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества промьшки целлюлозы, дополнительно измеряют концентрацию целлюлозной массы, поступающей на сортирование, расход г-t теплой воды на третий фильтр, электропроводность щелока в промежуточном баке фильтрата, расходы промывных щелоков На первый и второй фильтры, остаточную щелочность целлюлозной массы, поступающей на первый фильтр и после промывки, температуру горячей и теплой воды и в зависимости от измеренных параметров определяют ожидаемую остаточнующелочность SU.,,, 1163886 А 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИН

4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3591546/23-26 (22) !7.05.83. (46) 30.06.85. Бюл. )) 24 (72) С .Н.Савицкий, М.И.Калинин, Н.М,Тараннпков, В.Н.Смородин, Н.H.ßêóøåâè÷ и В.М.Жижин (71) Всесоюзное ордена Трудового

Красного Знамени научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 672262, кл. 0 2) С 9/06, )976.

2. Справочник по автоматизации целлюлозно-бумажных предприятий.

Под ред.Э.В.Цешковского. M., "Лесная промышченность", 1979, с.243-244. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА БАРАБАННЫХ ФИЛЬТРАХ путем измерения электропроводности щелока в третьем баке фильтрата, уровня в первом, втором и третьем баках фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества промывки целлюлозы, дополнительно измеряют концентрацию целлюлозной массы, поступающей на сортирование, расход теплой воды на третий фильтр, элект ропроводность щелока в промежуточном баке фильтрата, расходы промывных щелоков на первый и второй фильтры, остаточную щелочность целлюлозной массы, поступающей на первый фильтр и после промывки, температуру горячей и теплой воды и в зависимости от измеренных параметров определяют ожидаемую остаточную.щелочность

„„SU„„116388 MBccbl после промывки, по измеренным значениям плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, уровня целлюлозной массы в выдувном резервуаре, уровней в баках фильт- рата и вычисленному значению ожидаемой остаточной щелочной массы.пос. ле промывки определяют оптимальные значения уровней щелоков в баках фильтрата, остаточной щелочности массы после промывки на третьем фильтре, плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, и уровня массы в выдувном резервуаре, по измеренным значениям плотности и расхода щелока, подаваемого на выпарную станцию после промывки целлюлозной массы, вычисленному оптимальному значению плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, и ее измеренному значению регулируют расход фильтрата на выпарную станцию, по оптимальным и .измеренным значениям уровней щелоков во втором и третьем баках фильтрата, измеренным значениям расходов промывных щелоков на первый и второй фильтры и оптимальному значению остаточной щелочности целлюлозной массы после промывки регулируют расходы щелоков на первый и второй фильтры по измеренным значениям расхода и концентрации массы, постугающей на сортирование, температуры теплой и горячей воды и в зависимости от ожидаемоro значения остаточной щелочности массы после промывки и номинальной температуры промывной воды регулируют расходы горячей и теплой води, а регулирование расхода масси, поступаю 1163886 ние.

15

30

45 щей на сортирование, осуществляют в зависимости от оптимального и измеренного значений уровня массы в

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом промывки целлюлозы на бараI банных фильтрах и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промыш1 ленности.

Известен способ автоматического управления промывной станцией с барабанными фильтрами путем регулирования расхода промывной воды на последнюю ступень промывки в зависимости от качества промывки осадка, стабилизации расходов промывных жидкостей и спрыска остальных ступеней с коррекцией по уровню в баках фильтрата и по величине расхода промывной воды, стабилизации расхода фильтратов на разбавление суспензии в начальной ванне и осадка в промежуточных ваннах с коррекцией по величине расхода суспенэии, подаваемой на станцию (1) .

Однако при использовании известт ного способа йри управлении процессом промывки не учитывается влияние остаточной щелочности, поступающей на промывку массы, концентрация поступающей на фильтры суспензии, температура промывной воды, а так.же не регулируются плотность фильтрата, подаваемого на выпарку, уровни в баках фильтрата, что снижает качество промывки целлюлозы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах путем измерения электропро водности щелока в третьем баке фипьтрата, уровня в первом, втором и третьем баках фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортировке j2l .

Недостатком известного способа является то, что не учитывается выдувном резервуаре и измеренных значений расходов массы на сортировавлияние остаточной щелочности, поступающей на промывку массы, на выходные качественные показатели процесса промывки. Учитывая значительную емкость бака фильтрата и неэффективность перемешивания в нем, сигналы с датчика электропроводности фильтрата, установленного в баке фильтрата, позволяют оценить лишь значительные по величине и длительности изменения остаточной щелочной массы для системы регулирования степени промывки.

Целью изобретения является повышение качества промывки целлюлозы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах путем измерения электропроводности щелока в третьем баке фильтрата, уровня в первом, втором и третьем баках -фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортирование дополнительно измеряют концентрацию целлюлозной массы, поступающей на сортирование, расход тепловой воды на третий фильтр, злектропроводность щелока в промежуточном баке фильтрата, расходы промывных щелоков на первый и второй фильтры, остаточную щелочность целлюлозной массы, поступающей на первый фильтр и после промывки, температуру горячей и теплой воды и в зависимости от измеренных параметров определяют ожидаемую остаточную щелочность массы после промывки, по измеренным значениям плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, уровня целлюлозной массы в выдувном резервуаре, уровней в баках фильтрата и вычисленному значению ожидаемой остаточной щелочнос1163886

Сигналы с датчиков расхода массы на сортирование 13 и 14, концентрации массы на сортирование 15, остаточной щелочности массы перед

5 первым 16 и после переднего 17 фильтра, электропроводности щелоков во втором 18 и третьем 19 баках фильтрата, расхода 20 и 21 промывных щелоков на первый и второй фильтры, расходов горячей 22 и теплой 23 воды и температуры горячей 24 и теплой

25 воды поступают на вход блока

16 расчета прогнозируемой остаточной щелочности массы после промывки. В этом блоке определяют прогнозируемое значение остаточной щелочности массы . после промывки на последнем фильтре по следующей формуле:

"Р. Р ц р

2О С Я=С + С -С

Ф P Р н где С вЂ” измеренное значение остаточной щелочности массы промывки на последнем

5 фильтре, г Ха О/л; — весовой коэффициент; ти массы после промывки определяют оптимальные значения уровней щелоков в баках фильтрата, остаточной щелочности массы после промывки на третьем фильтре, плотности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию, и уровня массы в выдувном резервуаре, по измеренным значениям плотности и расхода щелока„ подаваемого на выпарную станцию ° после промывки целлюлозной массы, вычисленному оптимальному значению плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, и ее измеренному значению регулируют расход фильтрата на выпарную станцию, по оптимальным и измеренным значениям уровней щелоков во втором и третьем баках фильтрата, измеренным значениям расходов промывных щелоков на первый и второй фильтры и оптимальному значению остаточной щелоч ности целлюлозной массы после промывки регулируют расходы щелоков на первый и второй фильтры„-по измерен-. ным значениям расхода и концентрации .массы, поступающей на сортирование, температуры теплой и горячей воды в зависимости от ожидаемого значения остаточной щелочности массы послепромывки и номинальной температуры промывной воды регулируют расходы горячей и теплой воды,а регулирование расхода массы, поступающей на сортирование, осуществляют в зависимости от ..З5 оптимального и измеренного значений уровня массы в выдувном резервуаре и измеренных значений расхода массы на сортирование.

На чертеже изображена блок-схема системы управления, реализующая данный способ.

Способ осуществляется следующим ,образом.

45 пв

Целлюлозную массу из варочного аппарата 1 подают в выдувной резер» вуар 2, а отработанный щелок из вароч ного аппарата 1 отбирают в испарительный циклон 3. Из выдувного резервуара 2 массу подают на сортировочные аппараты 4 и 5, а затем на три последовательно соединенных барабанных фильтра 6,7 и 8 с баками фильтрата 9,10 и 11. Щелок из первого бака фильтрата 9 и из испарительного циклона 3 после. смешения подают на выпарную станцию 12. пР

С вЂ” прогнозируемое значение остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре, г На О/л;

С вЂ” васчетрое значение остаф точной щелочности массы после промывки на последнем фильтре, г Ма О/л.

Расчетное значение остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре определяют. в блоке

26 по следующей формуле:

С(Р(- о (1 10(P (1) Ъ| () Ь Т g (2 )

Р где Ь I,Ь,Ь.5 — коэффициенты в урав- нении регрессии;

b,й свободный член управления регрессии;

С P щелочно ст ь массы по с- ле промывки на втором фильтре, г Ма20/JI; удельный расход промывной воды, л/кг;

Т в — температура промывной воды, С

Корректировку свободного члена уравнения регресии осуществляют в блоке 26 по формуле

1163886

Ь,(1=, (-1) С (1- C>(„), (3)

i гдв bo(i-1) - предыдущее значение свободного члена в I уравнении регрессии.

Удельный расход проммвной воды определяют в блоке 26 по следующей формуле, 1О (х re() 41Ь (1 с (1= ., r (4) асв, (1 где Q — расход .горячей воды на последнюю ступень промыв-. ки, л/мин; .g — расход теплой поды на последнюю ступень промывки, л/мин;

Gä — расход абсолютно сухой целлюлозы на сортирование кг/мин.

Температура промывной воды определяется в блоке 26 по следующей формуле

20

25 св() Огв61+" вй Отв 1в () g (), () (5) 30 ng<()

С (1)=С ь 1(CÜõ "Сь 1 Е где Т вЂ” температура горячей воГВ ды, С, Т. — температура теплой во-—

zS ды, С

Остаточная щелочность массы определяется в блоке 26 по формуле

С,(1=С, (;)

Q,,,6)

Ьэг > <„) (6) (с ;(1-с (1е где С (;) — остаточная щелочность 40

1 массы после промывки на первом фильтре, г На„О/л;

С () — электропроводность щелока в третьем блоке 45 фильтрата, г НагО/л; ч

""5 2 — расход промывного щелока на второй фильтр, л/мин;

Ъ вЂ” эмпирический коэффициент для второro фильтра, кг/л.

Остаточную щелочность массы после первого фильтра определяют в блоке

26 аналогично 55 где С (11 — электропроводность щелока во втором баке фильтрz рата, r На О/л; .() — расход промывного щелоnial 1 ка на первый фильтр, л/мин;

С „() — остаточная щелочность массы перед первым фильтром, r Иа О/л;

b> — эмпирический коэффициент для первоro фильтра,кг/л.

Расчет потока абсолютно сухой целлюлозы осуществляют в блоке 26 по формуле асЦ("1 Имс (исг 1 мс р j(8) где армс Q мс — расход массы на сорсз z тирование по первой и второй линии,л/мин;. Мс — концентрация массы на сортирование, кг/л

P — коэффициент, учитывающий потери при сортировании.

Сигнальс с датчиков смеси щелоков

27, подаваемых на выпарную станцию

12, уровня 28 в выдувном резервуаре 2, уровней 29,30 и 31 в первом, втором и третьем баках фильтрата 9,10 и 11 и выходной сигнал блока 26 расчета прогно. зируемой остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре подают на вход блока 32 расчета оптимальных значений параметров процес-. са промывки.

В блоке 32 с использованием номинальных и предельных значений этих параметров определяют оптимальные значения заданий для уровней во второМ 10 и третьем 11 баках фильтрата плотности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию 12, остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре 8 и регуляторов расхода массы, подаваемой на сортироI вание для обеспечения минимума, функционала

С =а + а,Н, аг " г+с ьь" с + "в„„a (9) п где а5 Ь „ц а «,Р

„МИН г м

- ьнз =Нз-Н ьН э э мин в макс, Гvu Гчц Рчщ (э ц чы, 1163886

ЬС 6 KC 1-С -С ЬС

11 ми н 1 ha ol K c ° ! ). а,а„, а — коэффициенты;

Н

2 — задание уровню во втором баке фильтрата;

Н. з 3 — задание уровню в третьем баке фильтрата; ID чц — задание плотности смеси щелоков, подава.емых на выпарную

Ъ станцию;

С вЂ” задание остаточной щелочности массыпосле промывки на последнем фильтре.

Найденные значения заданий используются для управления соответствующи-2D ми параметрамн в блоках определения заданий регулятором. Задание остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре 8 поступает в вычислительный блок 33 расчета зада- э ний регулятором расхода горячей 34 и теплой 35 воды; задания рассчиты« вают на основании требуемого общего расхода воды, температуры горячей 24 и теплой 25 воды и оптимальной температуры промывки по следующим формулам:

on тр ,ч, Pt 1

q„ гв tB

3Р ур р

IòÂ пв . «) (11)

on где Т „ — оптимальная температура 40 промывки (считается температура 55+2 С), С;

Т дв — требуемый общий расход промывной воды на последний вакуум-фильтр, л/мин. 45

Требуемый общий расход промывной воды на последнюю ступень промывки рассчитывается в вычислительном блоке 33 по формуле щр р)р (12)

1 пв асц где q — требуемый удельный расход пв воды на последнюю ступень промывки, л/кг;

Gä „- расход абсолютно сухой цел- М люлозы на фильтры, кг/мин;

Япв = 306 63ПВ

Щ (13) где q — текущее значение удельного

ns расхода промывной воды, л/кг — поправка к удельному распв ходу промывной воды на отклонение прогнозируемого значения остаточной щелочности массы от заданного, л/кг

t q () =<)„«q„в яв (4) и и где во, я и „в, — соответственно яв, «1В пропорциональная, йв интегральная, дифференциальная поправка к удельному расходу промывной воды„подаваемой на последний фильтр, л/кг.

U $„в <г вЧ ива )) g„=1„Ч„„(1 а „,(-); (16)

"5 в " t"Sпв (>- 3 я (-1Я (17) где К,K U,K — коэффициенты соответственно пропррциональной., интегральной и дифференциальной части, — единичная поправка к удельному расходу промывной воды по

1 отклонению прогнозируемого значения остаточной щелочности массы от заданного; з np „ 095 1 ф, (Р > пь 7 (18)

К, коэффициент пропорциональности по каналу остаточная щелочность — удельный расход промывной.водь:, л /кг г Ma<0.

Сигналы с датчиков 30 и 31 уров ня во втором 10 и в третьем 11 ба-. ках фильтрата и с датчиков 20 и 21 расхода промывного щелока на первый

6 и второй 7 фильтры подаются соответ" ственно на входы вычислительных блоков 36 и 37, куда также подаются задания уровням во втором 10 и третьем

11 баках фильтрата. В этик блоках на основе информации о скорости от1163886

9 1 Sbln(") (23) клонения значения уровня в баке фильтрата от заданного значения рассчитываются задание регулятором расхода 38 и 39 промывного щелока на первый 6 и второй 7 фильтры о,„,бl=Q iig, 6.Ф н, "ь,й > Hsq,,(")) r (19) где Я„(<) Q (<- )- текущее и предыдущее значение заданий регулятору расход.а промывного ще- лока на первый фильтр, n/мин;

<", (),11Н (i. )- тек лНее и предыдущее отклонения уровня во втором баке фильтрата от заданного эначе20 ния, 7.;

Кн

3 коэффициент пропорциональности, определяемый размерами бака и величи2S ной расходов в нем л/мин,7 (11- " ()-Hg (), (2О) в

30 где Hg — заданное значение уров(р g ня во втором баке фильтрата,7.;

H (1) — измеренное значение 1 уровня во втором баке. З5

Для регулятора расхода промывного щелока на второй фильтр производится аналогичный расчет.

Сигналы с датчиков плотности 27 смеси щелоков, подаваемых на выпар- щ ную станцию 13, щелока 40, подаваемого на выпарную станцию 12 из и"парительного циклона 3, щелока 41, подаваемого на выпарную станцию 12 из первого бака. фильтрата 9, а также сигналы с датчиков расхода 42 щелока из первого бака фильтрата 9 и расхода щелока 43 из испаригель— ного циклона 3 и задание плотности смеси щелоког, подаваемых на вы- 5О парную станцию 12 подают на вход вычислительного блока 44, где рассчитывается задание регулятору расхода фильтрата 4" йз первого бака фильтрата 9 на выпарную станцию 12. о 4в, (2 1 )

9<, 1-а,„„,„й.аа,ы„(;), гдето { )- расчетное задание расход P .выл .да фильтрата на выпар-, вп ную станцию, л/мин;

6 0 — поправки к расходу фильтрата на выпарную станцию по сигналу обратной связи, л/мин;

Ч

1, „,„(1) () „,„(, ) р. Вь в (22) где Q+ вып — расход щелока иэ испарительного циклона на выпарную станцию, л/мин;

) „ Выл — плотность щелока из испарительного циклона, г/л;

I г

"à, b)> — плотность фильтрата на выпарную станцию из первого бака фильтрата, г/л; заданное значение плот чы, ности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию, г/лЧ где б. Q, 1 . Shin ,Qry. выв r

Э у вып соответственно пропорциональная, интегральная и дифференциальная составляющие ПИД-поправки, л/мин; где К„., К„-, соответственно коэффиК циенты пропорциональной, интегральной и дифференциальной части;

g q — единичная поправка к у. вь п.Е расходу фильтрата на выпарку, рассчитанная в зависимости от отклонения текущего значения плотности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию, от заданного значения, л/мин; ф.Ьыо Е

1163886

12 гдето (sj — текущее значение плот -ты, ности смеси щелоков, подаваемой на выпарC ную станцию, г/л; коэффициент пропорциональности между плотностью смеси -щелокбв, c: подаваемых на выпарную станцию и расходом фильт рата иэ первого бака 10 фильтрата, r мин/лг

На основании задания уровню в выдувном резервуаре 2, рассчитанного в блоке 32, и его текущего значения, а также с использованием изме- 13 ренных значений расхода массы на сортирование в вычислительном блоке

4ф рассчитываются задания регуляторам расхода массй на сортирование . 4l и 48 цо следующим формулам: 20

3 м (зР(} Я HP(11$ (28) рс, Омс,(<)+

Ч

0 M(,(v мс — задания регуляторам расхода массы на сортирование соответственно по первой и второй линиям сорти рования л/мин;

Q „ Й,Q„ Я вЂ” текущее значение расМС2 хода массы на сортирование соответственно по первой и второй линии сортирования, л/мин; н — заданное значение уровня в выдувном резервуаре, м;

Н в (1) — текущее значение уровня в выдувном резервуаре, м;

К . — коэффициент пропорер циональности, л/м.мин

Реализация данного способа управления позволяет повысить качество т процесса промывки целлюлозы, приводит к снижению колебаний остаточной щелочности в промытой массе и облегчает процесс выпаривания щело ков.

1163886

Составитель 3..Склярский

Техред Y.платочка Корректор А.Обручар

Редактор Н.Швыдкая

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 41 24/4„ Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4!5