Способ управления процессом сжигания отработанного черного щелока сульфат-целлюлозного производства

 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промьшшенности и предназначено для управления процессом сжигания черного щелока в топках содорегенерационных котлоагрегатов, используемых при регенерации отработанных химикатов в цикпе производства целлюлозы сульфатным способом. Цель изобретения - повышение качества выпуйкаемой целлюпозы. Эта цель достигается за счет управления процессом сжигания отработанного черного щелока сульфат-целлюлозчого производства путем задания расходов в топку черного щелока, сульфата натрия, вспомогательного топлива и воздуха в соответствии с требуемыми прстзводительностью содорегенерационного котлоагрегата по общей щелочи и сульфидностью зеленого щелока с учетом состава черного щелока, технического сулзьфата натрия и вспомогательного топлива, jf 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 4181539/29-12 (22) 28.11.86 (46) 15.10.88, Бюл. У 38 (71) Всесоюзное научно-производственное .обьединенне целлюлозно-бумажной промышленности (72) В.В.Житков, В.Н.Смородин, С,М,Панфилов и В.Б.Попов (53) 66 ° 012.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 535384, кл. D 2 1 С Il/02, 1977 ° (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СЖИГАНИЯ ОТРАБОТАННОГО ЧЕРНОГО ЩЕЛОКА

СУЛЬФАТ-ЦЕЛЛ1ОЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА (57) Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для управления процессом сжигания черного щелока в топках со„.SU„„1430435 А1 (д11 4 Р 21 С 11/02, С 05 D 27/00 дорегенерационных котлоагрегатов, используемых при регенерации отработан" ных химикатов в цикле производства целлюлозы сульфатным способом. Цель изобретения " повышение качества выпускаемой целлюлозы. Эта цель достигается sa счет управления процессом сжигания отработанного черного щелока сульфат-целлюлозного производства путем задания расходов в топку черного щелока, сульфата натрия, всломогательного топлива и воздуха в соответствии с требуемыми производительностью содорегенерационного котлоагрегата по общей щелочи и сульфидностью зеленого щелока с учетом состава чер- Я ного щелока, технического сульфата натрия и вспомогательного топлива.

6 ил.

С"! 430435

Hs о бр е т ение о тн о сит с я к целлюло э— но-бумажной промышленности и предназначено для управления процессом сжигания черного щелока в топках содорегенерационных котлоагрегатов (CKP)

H спольэуемых при регенер ации отр аботанных химикатов в цикле производства целлюлозы сульфатным способом.

Цель изобретения - повышение качества выпускаемой целлюлозы.

На фиг.1 представлена блок-схема реализации способа управления процессом сжигания черного щелока„ на фиг.2 " функциональная схема вычислительного блока расхода зеленого щелока; на фиг.3 - вычислительный блок расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия; на фиг.4 — функциональная схема вычислительного блока температуры и состава газа в зоне пиролиэа топки, температуры дутьевого воздуха и расхода вспомогательного топлива; на фиг.5 — функциональная схема вычислительных блоков расхода дутьевого воздуха и расхода дымовых газов; на фиг.б — функциональная схема вычислительного устройства степени восстановления сульфата натрия.

Блок"схема управления процессом сжигания черного щелока включает блок

1 заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке, блок 2 заданной величины производительностиСРК по общей щелочи, измеритель 3 состава слабого белого щелока, вычислительный блок 4 расхода зеленого щелока, функциональный блок 5 вычисленной величины расхода зеленого щелока, автоматическую систему 6 регулирования расхода зеленого щелока, вычислительный блок 7 добавочного сульфата натрия и черного щелока, функциональный блок 8 заданной величины сульфидности зеленого щелока, функциональный блок 9 состава и теплофизических ха« рактеристик черного щелока„.функциональный блок 10 состава и теплофиэических характеристик добавочного сульфата натрия, функциональный блок

1! вычисленной величины расхода добавочного сульфата натрия, функциHRJIbHblH блок !2 вычисленной. величины расхода черного щелока, автоматическую систему 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия, автоматическую систему 14 регулирования расхода черного щелока, функциональный блок !5 состава и теплофизических характеристик вспомогательного топлива, функциональный блок 6 сос тава и теплофиэических характеристик дутьевого воздуха, вычислительный блок 17 состава и температуры газа в зоне пиролиза топки, функциональный блок 18 вычисленной величины расхода вспомогательного топлива функцио-, !

0 нальный блок 19 вычисленной величины температуры дутьевого воздуха, автоматическую систему 20 регулирования расхода вспомогательного топлива, автоматическую систему 21 регулирования температуры дутьевого воздуха, вычислительный блок 22 расхода дутьевого воздуха, функциональный блок 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха, автоматическую систему 24 регулирования расхода дутьевого воздуха, вычислительный блок 25 расхода дымовых газов, функциональный блок 26 вычисленной величины расхода дымовых газов, автоматическую

25 систему 27 регулирования разрежения в топке и газоходах, содорегенерационный котлоагрегат 28.

Блок I заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке

30 соединен выходом с первым входом вычислительного блока 4 расхода sеленого щелока, блок 2 заданной величины производительности СРК по общей щелочи соединен выходом с вторым входом вычислительного блока 4 и вторым входом вычислительного блока 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия, измеритель 3 состава слабого белого щелока соединен выходом с третьим входом вычислительного блока 4 и третьим входом вычислиTBHbH0rо 6JIoKa 7; функциональный блок

5 вычисленной величины расхода зеленого щелока соединен входом с выходом вычислительного блока 4, а выходом - с входом автоматической системы б регулирования расхода зеленого щелока и первым входом вычислительного блока 7, функциональный блок 8 за50 данной величины сульфидности зеленого щелока соединен выходом с четвертым входом вычислительного блока 7; функциональный блок 9 . состава и теплофиэических характеристик черного щелока пятью из девяти выходов связан с пятым, шестым, седьмым, восьмым, 1 девятым входами вычислительного блока

7, первым входом вычислительного бло" ка 17 температуры и состава rasa в

l4 зоне пиролиза толки, температуры дутьевого воздуха, расхода вспомогательного топлива, седьмым входом вычислительного, блока 22 расхода дутьевого воздуха и пятым входом вычислительного блока 25 расхода дымовых газов; функциональный блок 10 состава и теплофизических характеристик добавочного сульфата натрия соединен выходом с десятым входом вычислительного блока 7, с вторым входом вычислительного блока 17 и вторым входом вычислительного блока 22; функциональный блок 11 вычисленной величины расхода добавочного сульфата натрия входом связан с первым выходом вычислительного блока 7, а выходом — с шестым входом вычислительного блока

17, входом автоматической системы 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия, шестым входом вычислительного блока 22 и четвертым входом вычислительного блока 25, функциональный блок 12 вычисленной величины расхода черного щелока подключен входом к второму выходу вычислительного блока 7, а выходом — к пятому входу вычислительного блока 17, входу автоматической системы 14 регулирования расхода черного щелока, пятому, входу вычислительного блока 22 и третьему входу вычислительного блока 25, функциональный блок 15 состава и теплофизических характеристик вспомогательного топлива 15 выходом соединен с третьим входом вычислительного блока 17, третьим входом вычислительного блока 22, первым входом вычислительного блока 25; функциональный блок 16 состава и теплофизических характеристик дутьевого воздуха соединен выходом с четвертым входом вычислительного блока 17 и . первым входом вычислительного блока

22, функциональный блок 18 вычисленной величины расхода вспомогательного топлива подключен входом к первому выходу вычислительного блока 17, а выходом — к четвертому входу вычислительного блока 22, второму входу вычислительного блока 25 и входу автоматической системы 20 регулирования расхода вспомогательного топлива; функциональный блок 19 вычисленной величины температуры дутьевого воздуха соединен входом с выходом вычислительного блока 17,а выходом — с входоя автоматической системы 21 регули30435

З0 вычислительном блоке 4 вычисляют ве5

10 I5

55 рования температуры д льевого воздуха: функциональный блок 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха соединен входом с выходом вычислительного блока 22, а -выходом — с шестым входом вычислительного блока 25 и входом автоматической системы 24 регулирования расхода дутьевого воздуха; функциональный блок 26 вычисленной величины расхода дымовых газов входом связан с выходом вычислительного блока 25, а выходом подключен к входу автоматической системы 27 регулирования разрежения в топке и газоходах содорегенерационного котлоагрегата 28.

Управление процессом сжигания черного щелока по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Для заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке из функционального блока 1 и заданной величины производительности СРК по общей щелочи из функционального блока 2 с использованием данных о составе слабого белого щелока из измерителя 3 состава слабого белого щелока в личину расхода зеленого щелока и подают ее в функциональный блок 5, а оттуда — на автоматическую систему 6 регулирования расхода зеленого щелока, которая осуществляет стабилизацию его значения на вычисленном уровне. Одновременно с этим в вычислительном блоке 7 на основании заданных величин производительности CPK по общей щелочи из блока 2 и сульфидности из блока 8 с использованием данных о составе слабого белого щелока из функционального блока 3, о составе и теплофизических характеристиках черного щелока из функционального блока 9 и добавочного сульфата натрия из функционального блока 10 вычисляют значения требующихся расходов добавочного сульфата натрия, черного щелока и подают их в функциональные блоки 11 и 12 вычисленных величин соответственно. Вычисленную величину расхода добавочного сульфата натрия из функционального блока

11 подают в качестве заданной в автоматическую систему 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия, а вычисленную величину расхода черного щелока из блока 12 - в автомати1

5 1430435 ф

30

45 алгоритму: ческую систему 14 регулирования расхода черного щелока.

Для вычисленных величин расходов добавочного сульфата натрия из функ" ционального блока 11 и черного щелока иэ функционального блока 12 с учетом состава и теплофизических характеристик черного щелока иэ функционального блока 9, добавочного сульфа- 10 та натрия из функционального блока

l 0 вспомогательного топлива иэ функционального блока 15, дутьевого воздуха из функционального блока 16 в вычислительном блоке 17 определяют расход вспомогательного топлива и температуру дутьевого воздуха из условия достижения температуры в топке не более 1140"С и не .менее l)10 С и подают в функциональные блоки вычисленных величин." расхода вспомогательного топлива 18, температуры дутьевоro воздуха 19. Вычисленную величину р асхода вспо мог ательного топлива иэ функционального блока 18 вычисленной величины расхода вспомогательного топлива подают в автоматическую систему 20 регулирования расхода вспомогательного топлива.

Вычисленное значение температуры дутьевого воздуха иэ функционального блока )9 подают в качестве заданной величины в локальную автоматическую систему 21 регулирования температуры дутьевого воздуха. Вычисленные эначе" ния расходов черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива иэ соответствующих функ" циональных блоков 12, 11, 18 вычисленных величин, а также данные о составе и теплофизических характеристик черного щелока из функционального блока 9, добавочного сульфата натрия и з фун кционально го блока 1 О, составе и теплофизических характеристиках вспомогательного топлива из функционального блока 15, теплофизических характеристик дутьевого воздуха из функционального блока 16 подают в вычислительный блок 22 расхода дутьевого воздуха, в котором определяют расход дутьевого воздуха. Вычисленное значение этого расхода подают в функциональный блок 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха, а оттуда — в автоматическую систему 24 регулирования расхода дутьевого воздуха и в вычислительный блок 25 расхопа дымовых газов, куда вводят также вычисленные значения расходов добавочного сульфата натрия иэ функ-. ционального блока ) 1, черного щелока иэ функционального блока 12 и данные о составе и теплофизических характеристиках черного щелока, вспомогательного топлива иэ функциональных блоков 9, 15. В вычислительном блоке

25 определяют расход образующихся дымовых газов и подают в ункциональный блок 26 вычисленной величины расхода дымовых газов, которую испольуют в автоматической системе регулиования разрежения в топке и газохоах 2 7 для определения требующейся роизводительности гаэовытяжной установки. При иэменении в процессе работы состава или теплофизических характеристик черного щелока, вспомогательного топлива, добавочного сульфата натрия дутьевого воздуха или состава слабого белого щелока в вычислительных блоках 7, )7, 22, 25, 4 вычисляют новые значения расходов черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, дутьевого воздуха дымовых газов, зеленого щелока и подают в соответствующие автоматические системы регулирования для корректировки режима сжигания с целью сохранения на заданном уровне значений производительности

СРК 28 по общей щелочи, сульфидности зеленого щелока, концентрации в нем общей щелочи.

На фиг.2 представлена функциональная схема вычислительного блока 4 расхода зеленого щелока. В нее включены: инвертор 29, сумматор 30, функциональный блок 31, умножитель 32.

Вход инвертора 29 соединен с измерителем 3 состава слабого белого щелока, а выход подключен к первому входу сумматора 30, связанного вторым входом с блоком 1 заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке 1, а выходом — с входом функционального блока 31 выход которого подключен и первому входу с умножителя 32, а первый вход последнего связан с блоком 2 заданной величины производительности CPK по общей щелочи.

Вычислительный блок 4 работает по

М ()) п ц где И вЂ” заданная производительность

CPK по общей щелочи, кг/ч;

7 !43 п — заданная концентрация общей щелочи в зеленом щелоке, г/л;

n,S — концентрация общей щелочи в слабом белом щелоке,г/л;

Я „ - расход зеленого щелока,м /ч.

Заданную величину концентрации общей щелочи в зеленом щелоке из функ-. ционального блока 1 подают в сумматор 30, в котором ее складывают с величиной концентрации общей щелочи в слабом белом щелоке, поступающей сюда из измерителя 3 состава слабого белого щелока через инвертор 29. Вычисленную сумму иэ сумматора 30 вводят в функциональный блок 31, а полученное в нем обратное значение указанной суммы — в умножитель 32, в котором после умножения ее на величину заданной производительности CPK no общей щелочи из блока 2 получают расход зеленого щелока, подаваемый в функциональный блок 5 вычисленной величины расхода зеленого щелока. .Вычислительный блок 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия представлен на фиг,3. В

его состав входят: умножитель 33, сумматор 34, функциональный блок 35 обратной величины, умножитель 36, блок 37 задания степени восстановления, блок 38 постоянного числа, блок

39 постоянной величины коэффициента сохранения химикатов, умножитель 40, блок 41 постоянного числа, преобразователь 42, инвертор 43, сумматор 44, блок 45 постоянного числа, сумматор

46, умножитель 47, блок 48 постоянного числа, умножитель 49, умножитель

50, сумматор 51, блок 52 постоянного числа, преобразователь 53, инвертор

54, сумматор 55, инвертор 56, умиожитель 57, умножитель 58, преобразователь 59, сумматор 60, преобразователи .61-64, функциональный блок 65 обратной величины, умножитель 66, умножитель 67, сумматор 68, инвертор 69, умножитель 70, умножитель 71, преобразователь 72, сумматор 73, ннвертор

74, умножители 75, 76.

Первый вход умножителя 33 соединен с блоком 2 заданной величины производителый>сти СРК по общей щелочи, а выход — с входом функционального блока 35 обратной величины, соединенного выходом с первым входом умножителя 36, к второму входу которого подключен блок 37 задания и вычисле0435 8

10 15

58 соединен с выходом сумматора 44, второй вход - с блоком 39, а третийс преобразователем 59, вход которого связан с выходом сумматора 60, к че тырем входам которого подключены через преобразователи 61-64 второйчетвертый выходы блока 9. Выход сумматора 55 через функциональный блок

65 подключен к первым входам умножителей 66 и 67. Второй вход умножителя 66 соединен с выходом сумматора

68, первый вход которого связан через инвертор 69 с выходом умножителя

70, соединенного с блоком 2 и выхо20

40 ния степени восстановления, к третьему, — блок 38 постоянного числа, к четвертому — блок 39 постоянной величины коэффициента сохранения химикатов. Выход умножителя 36 соединен с первым входом умножителя 40, второй вход которого соединен с выходом сумматора 44, соединенного первым входом с блоком 45 постоянного числа, а вторым входом через инвертор 43 и преобразователь 42 — с первым выходом функционального блока 9 состава и . теплофизических характеристик черного щелока, третий вход умножителя 40 соединен с блоком 45 постоянного числа, а четвертый вход — с выходом сумматора 46, к первому входу которого подключен четвертый выход блока 9, а к второму входу подключен вьгход умножителя 47, соединенного с первым входом блока 9, а вторым входом — с блоком 48 постоянного числа; выход умножителя 40 связан с первыми входами умножителей 49 и 76; второй вход умиожителя 49 соединен с выходом умножителя 50, имеющего три входа, к первому из которых подключен блок 38 постоянного числа, к второму — блок постоянной величины коэффициента сохранения химикатов, а к третьему— выход сумматора 51, соединенного первым входом с блоком 52 постоянного числа, вторым входом — с инвертором

54, вход которого соединен с преобразователем 53, на вход которого подключен блок 10 состава и теплофизических характеристик добавочного сульфата натрия. Выход умножителя 49 связан с первым входом сумматора 55, к второму входу которого подключен инвертор 56, соединенный входом с вьгсодом умножителя 57, два входа которого связаны с выходами умножителей 36 и 58, Первый вход умножителя

14304 дом умножителя 36. Второй вход умножителя 6 7 соединен с сумматором 73, к одному входу которого через инвертор 74 подключен выход умножителя ?5, связанного первым входом через преобразователь 72 с блоком 8 и вторым входом — с выходом умножителя 58. К другому входу сумматора 73 подключен умножитель 76, соединенный двумя

А„Вр, + А, Врэ 0,0! S (2)

А,Врц + А Врз N1 (3) 0 43б ф(А +1 82А сщ) („1-0 01Mgg(0 01

1 1 + Ац пс

0 436 п

А †††-- выходная величина блока 36; (5)

Н + Яэ ncaa

А 0,01 ° п(1 - 0,01Урь )(0,436 А + 0,795 А + 0,585 А + 0,775А ) выходная величина блока 58; (6}

А 0 ь436 (1 — 0,01Ы рэ) и

Од 01Б А г N А

РМ Ап А - А, А1

A4! N 09018 А21 в

Аи Az<- А, А« выходная величина блока 50; (7} расход черного щелока; (8) (9) расход сульфата, А, в алгоритме (5), которое умножают в умножителе 40 на постоянную величину из блока 41 на сумму, полученную в сумматоре 44 сложением с постоянным числом из блока 45 влажности черного щелока, взятой с первого выхода блока 9 через преобразователь 42 и инвертор 43, а также на сумму из блока 46 содержания сульфата натрия с четвертого выхода блока 9 и содержания сульфпда натрия с пятого выхода блока 9, умноженного в умножителе

47 на постоянное число иэ блока 48, 40 Результат перемножения указанных величин в умножителе 40 соответствует значению А „ иэ алгоритма (4). Его подают на первый вход умножителя 49, на второй вход которого постугает

45 иэ умножителя 50 результирующая величина А1 в алгоритме (7) от умножения из сумматора 51 суммы постоянного числа из блока 52 с влажностью сульфата из блока 10, преобразованной

50 в преобразователе 53 и инверторе 54.

Произведение, полученное в умножителе 49. подают на первый вход сумматора 55, к второму входу которого подводят через инвертор 56 результат

r5 умножения в блоке 57 выходной величины (А, по алгоритму 5) из умножителя 36 на выходную величину умножите- ля 58 (A, по алгоритму 6), полученную перемножением суммы, подведенной где N — - заданная производительность

СРК по общей щелоки, кг/ч; и — заданная концентрация общей щелочи в зеленом щелоке, г/л;

n — концентрация общей щелочи в

cS слабом белом щелоке, г/л;

Я „„- расход зеленого щелока, и /ч;

Я вЂ” р а сход сл або го б ел ого .щелок а, м /ч; и — коэффициент сохранения химикатов;

S — заданная сульфидность зеленого щелока, .

Величину концентрации общей щелочи в слабом белом щелоке от измерителя 3 умножают в умножителе 33 на вычисленную величину расхода зеленого щелока из функционального блока 5 и полученное произведение в сумматоре

34 складывают с заданной величиной производительности CPK по общей щелочи из блока 2. Сумму в блоке 35 преобразуют в обратную величину и умножают в умножителе 36 на предварительно заданную и проверенную вычислением в вычислительном блоке 37 степень восстановления сульфата натрия, на постоянное число из блока 38 и величину коэффициента сохранения химикатов из блока 39, в результате чего получают значение, соответствующее

1О входами с блоком 2 и выходом блока 40.

Вычислительный блок расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия работает по алгоритму:11 14 к первому его входу от сумматора 44, на значение коэффициента сохранения химикатов из блока 39 и преобразованную в преобразователе 59 сумму иэ сумматора 60 величин содержания в сухой массе черного щелока органической и минеральной щелочи, карбоната, сульфата и сульфнда натрия, взятых с второго — пятого выходов блока 9 через преобразователи 61-64. соответственно, Полученную в сумматоре 55 сумму преобразуют в блоке 65 в обратную величину и подают в умножители

66 и 67. В умножителе 66 ее умножают на сумку двух слагаемых сумматора 68, причем первое представляет собой преобразованное инвертором 69 произведение из умножителя 70 величины производительности CPK по общей щелочи из блока 2 на выходную величину умножителя 36 (соответствует коэффициенту

А в алгоритме 5), а второе — произведение в умножителе 71 величины из блока 50 (соответствует величине А

2Т в алго ритме 7) н а прео бра з о ванную в преобразователе 72 величину из блока

8 заданной сульфидиости. Произведе ние из умножителя 66 подают в блок! 2.

Оно представляет собой величину расхода черного щелока, задаваемую автоматической системе 14 регулирования расхода черного щелока. В умножителе

67 обратную величину суммы иэ сумматора 55, полученную в блоке 65, умножают на сумму, полученную в суммато. ре 73 сложением двух произведений, первое из которых представляет собой преобразованное в инверторе 74 произведение из умножителя 75 величины, соответствующей заданной сульфидности зеленого щелока из блока 8, преобразованной в преобразователе 72, на величину, соответствующую А, по алгоритму (6), иэ умножителя 58; второе произведение получают в умножителе 76 заданной величины производительности

CPK по общей щелочи из блока 2 на ве-личину, соответствующую А1, в алгоритме (4) из умножителя 40. Произведение, полученное в умножителе 67, соответствующее требуемой величине расхода добавочного сульфата натрия, подают в функциональный блок 11 вычисленной величины расхода добавочного сульфата натрия, используемой как задание автоматической системе 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия.

Функциональная схема вычислительного блока 17 температуры и состава газа в зоне пиролиза топки, темпера5 туры дутьевого воздуха расхода вспо1 могательного топлива представлена на фиг.4. На ней изображены: сумматор

77, блок 78 задания. расхода вспомогательного топлива, ячейка 79 расхода условной топливной смеси, вычислительный блок 80 состава условной топливной смеси, блок 81 задания температуры дутьевого воздуха, блок 82

1 —ячеек состава условной топливной смеси, преобразователь 83, преобразователь 84, сумматор 85, умножитель 86, ячейка 87 вычисленного значения расхода сульфата натрия в слой, вычислительный блок 88 состава и темперары газа в зоне пиролиза топки, умножитель 89, ячейка 90 вычисленного значения расхода карбоната натрия в слой, сумматор 91, преобразователь

92, 93, блок 94 технологических ха25 рактеристик СРК, блок 95 конструктивных характеристик топки СРК, блок 96 температуры rasa на выходе из топки (окислительной зоны), блок 97 задания температуры rasa в зоне пиролиза тогки СРК, блок 98 расчетной температуры газа в зоне пиролиза, логическое устройство 99, 100, 101,103 регистр

102 рассчитанной температуры в зоне. пиролиза топки CPK блок 104 повторного задания температуры газа в зоне пиролиэа топки, К первому и второму входам сумматора 77 подключены выходы функциональных блоков 77 вычисленных величин расходов добавочного сульфата натрия 11 и черного щелока 12, к третьему входу — вход блока 78 задания расхода вспомогательного топлива, а выход связан с ячейкой 79 расхода условной топливной смеси, подключенной

45 выходом к первому входу вычислительного блока 80 состава условной топливной смеси, к второму и третьему входам которого подключены два выхода функционального блока состава и теп"

50 лофизических характеристик добавочного сульфата натрия, к четвертомувосьмому входам подведены пять выходов функционального блока 15 состава и теплофиэических характеристик вспомогательного топлива, к девятомусемнадцатому входам — девять выходов функционального блока 9 состава и теплофизических характеристик черно13!

43 (10) ro щелока, к восемнадцатому входу блока 80 подключен выход блока 81 задания температуры дутьевого воздуха, Выходы блока 80 соединены с блоком 82 ячеек состава условной топпивной смеси, девять выходов которого соединены с четвертым — двенадцатым входами вычислительного блока 88 состава и температуры газа в зоне ниролнза топ ки, иэ них девятый выход подключен также к первому входу через преобразователь 83, восьмой — через преобразователь 84 к второму входу сумматора 85, который связан с первым входом умножителя 86, к второму входу которого подключен выход блока 79, а выход присоединен через ячейку 87 вычисленного значения расхода сульфата натрия в спой к тринадцатому вхо. ду блока 88. Умножитель 89 связан первым входом с выходом блока 79, а вторым входом — с сумматором 91 входы которого через преобразователи

92, 93 соединены с седьмым и шестым выходами блока 82. Выход умножителя

89 соединен с блоком 88 через ячейку 90 вычисленного значения расхода карбоната натрия в слой. К первому— третьему входам блока 88 подключены соответственно: блок 94 технологичес, ких характеристик СРК, блок 95 кон, структивных характеристик СРК, блок

96 температуры газа на выходе из тон0435 l4 ки (в окиспительной зоне); к пятнадцатоиу входу вычислительного блока

88 подключен блок 97 задания температуры газа в зоне пиролиза топки CPK.

Выход блока 88 соединен с блоком 98 расчетной температуры. К входу блока

97 подведен выход блока 104 повторного задания температуры газа в зоне

10 пиролиза топки, вход которого связан с вторым выходом логического устройства 99, первый выход которого связан с входом логического устройства 100, первый выход которого подключен к входу логического устройства 101, а второй выход соединен с блоком 78 задания расхода вспомогательного топ-. лива. Первый выход логического устройства !01 соединен с блоками 18, 19

20 и регистратором 102 рассчитанной температуры в зоне пиролиза топки СРК, а второй выход логического устройства 101 связан с входом логического устройства 103, первый выход которого

25 подведен к блоку 81 задания температуры дутьевого воздуха, . а второй выход — к блоку 78 задания расхода вспомогательного топлива.

Вычислительный блок 17 работает

30 по следующему алгоритму с использованием метода последовательных приближений:

ВР=Вщ +Вм,+В 1

Я

K1 В ы К В

P cb! В

Р P (p + p„) 0,0187С - 0,0028 А; (12)

Ч!-. (P „+ P„) 0»112HP + 0,0124WP + 0,0028А P + 0»0124о(тЧо 1 (13)

СО so

Ч (0,5p + р„ + 0,5p „) = 0,0070 + 0,00622WP + 0,216М.,Ч, p +

+ 0,00315$„A1! 0»0014А 0 00574А» (14)

079oL Vy P > { б) сО

1g - в" — а "— — "- — — " 1 5725 ,ы о сь .» 273 (l7) и r со

И

Ч !3018р„+ Ч 0,454p „ + 0,592p + 0,360р „" + 0,326 + 0,630р +

Ъ

С » (1 — 4) + 0,318 о V p t — 1370 †--- + К --"-- e + K — — +

И т О 8 В пъ В э 0 В о

Р P P

+ QP» (19) 15 !

4 р, p n 22 1..р"„ — парциальные давления газов в топке,кг/см

Ч вЂ” объем газовой смеси в топке, нм /кг;

t — температура газов в

r о топке, С; — температура газа в окислительной зоне о топки С1

t температура черного о щелока, С; — температура насыще5 ния водяного пара при о давлении в котле, С;

t — температура воздуха, С;

С вЂ” удельная теплоемl4 кость щелока, ккал/кг град. ,с,к

С, С вЂ” поступление сульфат rnc та и карбоната натрия в слой огарка, кг/ч.

Ст пс 0201 (А + 1,82 А ) В; (20)

Cr 22c 0,01 (А р + 1,32 A )В, (21)

1 где К вЂ” i-e компонента в элементарP ном составе УТС, Ж;

К,„ — i-е компонента в элементном составе сухого вещества черного щелока, 7.;

К вЂ” i-e компонента в элементном м составе вспомогательного топлива, Ж;

К вЂ” i-e компонента в элементном с составе добавочного сульфата натрия, Х;

F — лучевоспринимающая поверхП =„2 ность нагрева s топке 20, м ;

F — горизонтальное сечение топки, м

К „Кд — коэффициенты теплопередачи, п по

2 ккал/м, ч/ ° град;

 — суммарньпЪ расход черного щеГ лоха, сульфат а натрия и вспомогательного топлива (условная топливная смесь—

УТС), кг/ч;

ВР!4, В р

В с — расход черного щелока, сульфата, вспомогательного топлива, кг/ч; — низшая теплотворная способй ность УТС, ккал/кг; вЂ, доля вспомогательного топлива в 1 кг УТС;

304 35

СР,11 Р, S гРГ П г

WP

Асд

k

Л

P !

О

V о

45 бО элементньп состав органической части, УТС, X влагосодержание УТС, содержание в УТС сульфата, сульфида, органической и минерапьной щелочи, карбоната натрия, 7.; коэффициент избытка воздуха в топке; стехиометрическая потребность воздуха для сгорания УТС, км /кг; соотношение первичный воздух/общий воздух.

Вычисленные в блоке 7 расходы добавочного сульфата натрия и черного щелока из блоков 11 и 12 подают на первый и второй входы сумматора 77, к третьему входу которого подводят из блока 78 принятое предварительно значение расхода вспомогательного топлива из области возможных значений для управляемого CPK. Полученную по алгоритму (16) сумму вводят в ячейку

79, откуда подают ее на первый вход вычислительного блока 80 расчета состава условной топливной- смеси, к второму и третьему входам которого подводят величины, соответствующие составу технического сульфата натрия иэ блока 10, к четвертому - восьмому входам — величины, соответствующие составу вспомогательного топлива из блока 15, к девятому — семнадцатому входам — величины, соответствующие составу черного щелока из блока 9.

На восемнадцатый вход вычислительного блока 80 подают принятую предварительно из области возможных значений для управляемого CPK величину, соответствующую значению температуры дутьевого воздуха 8!. В вычислительном блоке 80 осуществляют расчет состава условной топливной смеси по алгоритму (11) и вводят в блок 82 ячеек состава условной топливной смеси. Данные из ячеек, соответствукщие содержанию сульфата натрия и сульфида натрия, через преобразователи 83, 84 подают в сумматор 85 и далее в умножитель

86, в котором получают величину, соответствующую расходу сульфата натрия из зоны пиролиза в слой огарка по алгоритму (20), которую подают че" рез ячейку 87 на тринадцатый вход выl7 14 числительного блока 88 состава и температуры газа в зоне пиролиза. Сюда же на четырнадцатый вход подают н умножителя 89 через ячейку 90 величину, соответствующую значению расхода карбоната натрия из зоны пиролиза в слой огарка, полученную по алгоритму (21) с помсщью сумматора 91 и пре— обраэователей 92, 93, На четвертый— двенадцатый входы блока 88 подают величины, соответствующие составу ус, .повной топливной смеси иэ блока 82 ячеек, на первый вход — величины,, соответствующие значениям технологических характеристик CPK иэ блока 94, конструктивных характеристик топки из блока 95, принятому значению температуры газа на выходе из топки из блока 96, подлежащему при необхоцимости уточнению путем последующего расчета в отдельном вычислительном устройстве, аналогичном блоку 88 1по аналогичному алгоритму (t2)-(19); на пятнадцатый вход блока 88 подают величину, соответствующую значению тем: пературы газа в зоне пиролиза топки иэ блока 97. Вычислительный блок 88 состава и температуры газа в зоне, пиролиэа работает по алгоритму (12)(19) методом последовательных при"

: ближений, На выходе его получают величину, соответствующую значениям состава газа, значению температуры газа в зоне пиролиза топки, и подают ее в блок 98, иэ ксторого подводят в ,логическое устройство 99, где определяют расхождение между заданной в блоке 97 величиной и полученной в блоке 98. В случае допустимого относительного расхождения между ними (например, 0,02) из логи:.еского устройства 99 ее подают в логическое устройство 100, в котором рассчитанную температуру газа в эсне пиролиза топки. сравнивают с числом, соответствующим наименьшему допустимому значению температуры газа в зоне пиролиэа топки (например„ 1100 С). Если вычисленная температура выше наименьшего допустимого значения то иэ устрой ства 100 величину подают на сравнение с числом, соответствующим максимальному допустимому значению температу— ры гаэа в зоне пиролиэа топки (каприо. мер, 140 (;). Гслн вычисленное значение температуры газа не больше максимально допусти1ого, то расчет заканчивают и подают вычисленное значе30435

l8 ние на регистратор 102, а полученные при этом величинь1, соответствующие расходу вспомогательного топлива и температуре дутьевого воздуха, подают в функциональные блоки вычисленных величин соответственно 18 и 19. Если при сравнении в логическом устройстве

100 вычисленная температура газа в зоне пиролиза топки окажется не больme минимально допустимого значения, то через блок 78 задают другой расход вспомогательного топлива, больший предыдущего, и повторяют расчет. Если

15 при сравнении в логическом устройстве 101 окажется, что рассчитанная температура газа в зоне пиролиза больше максимально допустимого значения, то с помощью логического устройства 103 оценивают величину, соответствующую расходу вспомогательного топлива. Если она равна нулю, то через блок 81 задают новое значение температуры дутьевого воздуха, мень-5 wee предыдущего, и повторяют расчет.

Если же расход вспомогательного топлива больше нуля, то через блок 78 задают новое значение расхода вспомогательного топлива, меньшее предыду3Q щего, и повторяют расчет. Если при сравнении в блоке 98 расчетного значения температуры в зоне пиролиза топки и предварительно принятого относительное расхождение окажется вы3 ше допУстимого (например, больше

0,02), то через блок 104 повторного задания температуры вводят в блок 97 новое значение температуры в зоне пиролиэа топки, равное расчетному, и

40 повторяют расчет.

На фиг.5 изображена функциональная схема вычислительных блоков расхода дутьевого воздуха 22 и расхода дымовых газов 25. Вычислительный блок расхода дутьевого воздуха 22 включает: преобразователи 105-107, инвертор 108, сумматор 109, преобразователь 110, инвертор 111, сумматор 112, умножитель 113, функциональный блок

114 коэффициента избытка воздуха, сумматор 115, блок 116 постоянного числа, преобразователь 117. Вычислительный блок 25 расхода дымовых газов включает: сумматор 11 8, преобразователи 119-122,, умножитель 123, сумматор 124, умножитель 125, функциональный блок 126 присоса воздуха в газоходах котла, умножитель 127, функциональный блок 128 температчпы (22) l9 143

I дымовых газов, ячейку 129 постоянного числа, сумматор 130, преобразователь 131

Два входа сумматора 112 соединены с блоком 82 ячеек состава условной топливной смеси через преобразователи 105, 106 третий вход — через преобразователь 110, связанный с ним сумматор 109, соединенный с двумя выходами блока 82, с одним из .которых через инвертор 111. Четвертый вход сумматора 112 соединен с блоком 82 через соединенные последовательно преобразователь 107 и инвертор 108.

Выход сумматора 112 соединен с первым входом умножителя 113, к второму входу которого подключена ячейка 79 расхода условной топливной смеси, третьему — выход функционального блока 114 коэффициента избытка воздуха.

Четвертый вход умножителя соединен через преобразователь 117 с выходом сумматора 115, два входа которого соединены с функциональным блоком 19 вычислительной величины температуры дутьевого воздуха к блокам 116 постоянного числа, Выход умножителя 113 соединен с функциональным блоком 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха.

Четыре входа сумматора 118 соединены с четырьмя выходами блока 82 через преобразователи 119-122. Выход сумматора 11 8 соединен с первым входом умножителя 123, к второму входу которого подключена ячейка 79, а выход соединен с первым входом сумматора 124, к второму входу которого подключен выход умножителя 125, соединенного двумя входами с функциональным блоком 23 вычисленной величи" ны расхода дутьевого воздуха и функциональным блоком 126 присоса воздуха в газоходах котла. Выход сумматора 124 соединен с первым входом умножителя 127, к второму входу которого через преобразователь 131 подклю" чен выход сумматора )30, соединенного двумя входами с функциональным блоком 128 температуры дымовых газов и ячейкой"129 постоянного числа. Выход умножителя 127 подключен к. функциональному. блоку 26 вычисленной величины расхода дымовых газов. Вычислительный блок 22 расхода дутьевого воздуха работает по алгоритму:

Q > т 0 ° 089С р + 0,267Нр +

+ 0,0333 (Б р — Ор) — 0,015А )

ts + 273 в

Р 27э

5 где Q — расход дутьевого воздуха, м /ч.

Э

Из блока 82 ячеек состава услов-. ной топливной смеси через преобразоIp ° ватели 105, 106 величины, соответствукицие значениям содержания в условной топливной смеси соответственно углерода, водорода, а через преобразователь 107 и инвертор 108 — сульфата натрия, через сумматор 109 и преобразователь 110 — сумма значения содержания органической серы и преобразованного в инверторе 111 содержания кислорода, подают в сумматор 112.

20 Полученную здесь величину суммы в умножителе 113 умножают .на величину, соответствующую расходу условной топливной смеси из ячейки 79, на величину коэффициента избытка воздуха из

25 функционального блока 114 коэффициента избытка воздуха и сумму, полученную в сумматоре 115 температуры дутьевого воздуха иэ блока 19 с постоянным числом из блока 116 постоянного

30 числа и преобразованную в преобразователе 117. Реэультат умножения укаэанных величин, соответствующий иско мому значению расхода дутьевого воздуха, вводят в функциональный блок

З5 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха.

Вычислительный блок расхода дымовых газов работает по алгоритму (,. (В р(0,01 87С р + О, 1 I 2Н р +

0 + Оэ0078 + 0,0124Мр) + сайго

tã + 273

vQ

273 (23) где Ь oL присос воздуха в газоходах котла; (— расход дымовых газов;

Т вЂ” температура уходящих гао эов, С.

В сумматоре ll8 определяют сумму преобразованных в преобразователях

Il9-122 величин, соответствующих содержанию н условной топливной смеси соответственно углерода, водорода, органической серы, воды, и подают ее в умножитель 123, в котором умножают

55 на величину, соответствующую расходу условной топливной смеси из ячейки

79. Полученное произведение в сумматоре 124 складывают с произведением

21 14 из умножителя 125 расхода дутьеэого воздух а из функционального бло ка 23 на величину, соответствуняцую присосу воздуха н газоходах котла из блока

126. Сумму из сумматора 124 подают в умножитель 127, в котором умножают ее на сумму величин, соответствующих температуре дымовых газов из блока

138, постоянному числу из ячейки 129, олученную в сумматоре 130 и преобазованную в преобразователе 13! Iloлученное произведение из блока i27 подают s функциональный блок 26 вычисленной величины расхода дымовых .!газов.

Функциональная схема вычислительного устройства 3? степени восстанонления сульфата натрия представлена на фиг.б. Оно нключает сумматор 132, ячейку 133 постоянного числа, блок

134 задания граничных условий, вычислительный блок 135 логическое устройство 136, регистратор 137 величины степени восстановления сульфата натрия.

Первый вход сумматора 132 соединен с регистратором 102 рассчитанной температуры в зоне пиролиза, второй вход — c ячейкой 133 постоянного числа, а выход — с блоком 134 задания граничных условий, подключенным своим выходом к первому входу вычисли" тельного блока 1 35, второй вход которого соединен с ячейкой 87 вычисленного значения расхода сульфата натрия в слой, третий вход — с ячейкой 90 вычисленного значения карбоната натрия н слой, четвертый — с блоком 94 технологических характеристик СРК, пятый — с блоком 95 конструктивных характеристик топки СРК.

Выход блока 135 соединен с логическим устройством 136, связанным одним выходом и входом вычислительного блока 7 добавочного сульфата чатрия и черного щелока, а вторым выходом — с регистратором 137 вычисленной степени восстановления сульфата натрия.

Вычислительное устройство 37 степени восстановления сульфата натрия работает по алгоритму (22)"(25) следующим. образом. Из сумматора 132 сумма температуры газа в зоне пиролиза из блока 102 и постоянного числа из ячейки 133 поступает в блок 134 задания граничных условий. Величины, соответстнующие граничным значениям переменных, вычисленные в блоке 104

30435 22 по алгоритму (25), поступают в вычислительный блок 135, работающий. по алгоритму (22 }-(24) с использованием величин из ячеек 87, 90 и из блоков

94, 95. а 1 .- . 1К (! — 1, )(x x— -- +

dx U dx

+ 1,24К); (24)

К . 1,43 10 е ; (25)

1 ф„ Р††+ ((34,625+17,624 )г

15 хСт пс + 48 859Ct-ncaa d Ст nc " т с) дх х (-58338 + 7, 624 ) — — — О. (26)

Граничные условия р ат,

20 Т = + 273,— — . О, с!х=о dx „

j/„,-», "" (гт> где Тс1х „Тпл э /хн = в степ е нь so с становления

25 сульфат а н ат рия; — степень восстановления н сульфата натрия результирующая; х — пространственная координаЗО та, м;

9, козффициент теплопроводности огарка, ккал/м.г гр,;

Т, температура агаркаю Kþ о

Т„„- температура плана, К;

U — скорость фильтрации плава, м/ч; п - порядок реакции восстановления сульфата натрия углеродом; ф0 К - константа скорости реакции восстановления сульфата натрия углеродом.

Вычисленную величину, соответствующую значению степени восстановления сульфата натрия, сравнивают в логическом устройстве 136 с предпола« гаемой степенью восстановления из вы- числительного блока 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата нат50 рия. Если относительное расхождение между рассчитанной величиной и предположенной более допустимого (например, 0,02), то, приняв значение степени восстановления равным полученному, повторяют расчет расхода черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, степени восстановления сульфата натрия. Если относительное расхождение между рас23

14304 считанной величиной степени восстановления и предположенной (см. алгоритм 4, 5, вычислительный блок 7) не более допустимого, то полученное значение степени восстановления выводят на регистратор 137 и переходят к выполнению расчетов расходов дутьевого воздуха в вычислительном блоке 22 и дымовых газов в вычислительном бло- 10 ке 25.

Полученные окончательные значения расходов зеленого щелока, черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, дутьевого воздуха, дымовых газов, температуры дутьевого воздуха вводят в соответствукицие автоматические системы регулирования, как это показано на схеме фиг. 1 ° 20

Таким образом, с помощью предлагаемого способа управления процессом сжигания черного щелока для любых нормальных условий эксплуатации CPK 25 обеспечивают постоянство заданных производительности и параметров зеленого щелока при соблюдении минимума уноса химикатов и тепла путем стабилизации температуры газов в топке в 30 диапазоне значений, близких к оптимальному, благодаря чемУ повышается выработка и качество выпускаемой цел" люпозы, повышается теплотехнический

КПД котлоагрегатB снижается унос хи З5 микатов из топки и в окружающую среду а

Формула изобретения

Способ управления процессом сжигания отработанного черного щелока сульфат-целлюлозного производства путем регулирования расхода сульфата натрия на входе содорегенерационного 45 котлоагрегата, повышения сульфидности зеленого щелока, расхода черного щелока и общей щелочности щелока, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества выпускаемой 50 целлюлозы, дополнительно вычисляют и используют в качестве заданной величину расхода зеленого щелока, величины расходов добавочного сульфата натрия и черного щелока, определяЮт величину расхода вспомогательного топлива и температуры, рассчитывают величины расхода дутьевого воздуха и цымовых газов, при этом заданную

35 24 величину расхода зеленого щелока вычисляют в зависимости от заданных н процессе сжигания концентрации общей щелочи в зеленом щелоке, производительности содорегенерационного котлоагрегата по общей щелочи и состава слабого белого щелока, сравнивают ее с измеренной и в зависимости от величины рассогласования регулируют расход эеленого щелока, величину расходов добавочного сульфата натрия и черного щелока определяют в зависимости от р асс читанной э ада иной величины р асхода зеленого щелока, сульфидности зеленого щелока, заданной производительности содорегенерационного котлоагрегата по общей щелочи и данных о составе слабого белого щелока, составе и теплофизических характеристик черного щелока и добавочного сульфата натрия, сравнивают эту величину с измеренной и в случае отклонения регулируют расход добавочного сульфата натрия и черного щелока, определяют величину заданного значения расхода вспомогательного топлива в зависимости от вычисленных величин расходов добавочного сульфата натрия и черно-. го щелока, а также данных о составе и теплофизических; характеристиках черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива и дутьевого воздуха при заданной температуре s топке, сравнивают эту величину с измеренной и в зависимости от отклонения регулируют расход топлива и температуру дутьевого воздуха, определяют величину расхода дутьевого воздуха в зависимости от рассчитанных величин расхода вспомогательного топлива, расходов добавочного сульфата натрия, черного щелока, данных о составе и теплофизиче ских характеристиках черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного ,,топлива и температуры дутьевого воз руха сравнивают эту величину с изМеренной и при отклонении регулируют расход дутьевого воздуха, вычисляют величину расхода дымовых газов с учетом расходов,цобавочного сульфата натрия, черного щелока, данных о составе и теплофиэических характеристиках черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, вычисленных величин расхода вспомогательного топлива, расхода дутьевого воздуха и в зависимости от от25 1430435

26 клонения измеренной величины от вы- топке и газоходах содорегенерационночисленной регулируют разрежение в го котлоагрегата.

1430435

) 430435!

430435

Составитель Л.Прохорова

Техред Jl.Ñeðäþêîâà Корректор Л.Патай

Редактор О.Спесивых

Заказ 5304/25

Тираж 348 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4