Способ автоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы в аппаратах типа "камюр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (1)s Р 21 С 7/12

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ten

wen

Л г !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642729/12 (22) 16.12,88 (46) 30.10.91. Бюл, ¹ 40 . (71) Астраханское специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством (72) В.С.Белов, С.В,Дедов. В,А,Дружинин и

А.Н.Хлюстов (53) 676.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 256503, кл, 0 21 С 3/02, 1967.

Авторское свидетельство СССР ¹ 950838, кл, D 21 С 3/00, 1980. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВ ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙ

ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ B АППАРАТАХ ТИПА

"КАМЮР" (57) Изобретение относится к целлюлознобумажному производству и может быть использовано в автоматизированных системах управления процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы. Цепь изобретения — с)(ижение колебаний жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава щепы. Для этого система, реализующая способ, дополнительно оснащена датчиком 17 концентрации эффективной щелочи варочного щелока, датчиком 15 расхода белого щелока на установку и блоком вычисления расхода пара и белого щелока, причем алгоритм обработки предусматривает учет предыдущего положения клапанов

12 и 13. При смене породного состава щепы одновременно изменяют заданные значения температуры щелока в котле и концент1687688

45 щелока регулируется по уровню щелока в 50 баке 5 регулятором 7. Смесь щепы с варочрации эффективной щег очи в нарочном щелоке, вводя поправки, зависящие от сигналов рассогласования между экспериментально полученными значениями 0 и 0,. для конкретного техноломлн

Изобрегение относится к целлюлознобумажному производству и может быть использовано в АСУ технологическим процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы.

Известно, то при совместной варке древесины хвойных и лиственных пород, например сосны и березы, присутствие березы оказывает тормозящее влияние на делигнификацию сосны, при этом увеличивается количество непровара и ухудшаются прочностные характеристики целлюлозы, Это явление обуславливается более быстрым связыванием щелочи древесиной березы, поскольку она содержитмного уроновокислотных и ацетильных групп.

Поскольку при совместной варке лиственной и хвойной древесины лиственная поглощает больше щелочи и способствует уменьшению степени делигнификации хвойной, считается, что их надо варить раздельно.

Цель изобретения — снижение жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава щепы.

На фиг,1 представлена блок-схема системы, реализующий способ автоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы в аппаратах типа "Камюр"; фиг.2 — временные диаграммы изменения концентрации эффективной щелочи в котле, варочного щелока и алгебраической суммы отклонений текущего значения концентрации эффективной щелочи в котле от предыдущего значения; фиг,3 — вариант блока обработки информации и выработки управляющих воздействий, Система содержит питательную трубу 1, где поступающая на варку щепа смешивается со щелоком, питатель высокого давгения

2{ПВД), предназначенный для непрерывной подачи щепы в верхнюю часть варочного котла, насосы 3 и 4, обеспечивающие циркулгцию щелоков в линии подачи щепы на варку. Для смешения белого щелока и щелока, вытесняемого щепой из г1итателя высокого давления. и получения варочного щелока служит бак 5 постоянного уровня (БПУ). Подача варочного щелока осуществляется насосом 6, причем расход варочного

30 гического процесса и текущим значением О, представляющим собой алгебраическую сумму отклонений текущего значения концентрации эффективной щелочи в котле от предыдущего значения, 3 ил, ным щелоком поступает в котел 8. Для подогрева содержимого котла служат сита 9 отбора щелока, циркуляционный насос 10, теплообменник 11, куда подается греющий пар. После подогрева щелок возвращается в котел, Клапаны 12 и 13 предназначены для регулирования расходов пара и белого щелока соответственно. Датчик 14 температуры предназначен для измерения температуры щелока в котле, датчик 15 — для определения расхода белого щелока на установку, датчики 16 и 17 измеряют концентрацию эффективной щелочи щелока в котле и в варочном щелоке, блок 18 обработки информации — вычисления положения клапанов для изменения расхода белого щелока и пара, Блок 18 содержит сумматоры 19 — 25, усилители 26 — 29, интеграторы 30 — 32, линию задержки 33, компараторы 34 и 35, ключи

36 — 39 и блоки 40 и 41 коррекции заданных величин температуры щелока в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке.

Способ осуществляется следующим образом, .

В стационарном режиме, т.е. при варке щепы определенного породного состава измеренное датчиком 16 значение концентрации эффективной щелочи в котле Ски поступает на один из входов сумматора 19, где сравнивается с заданным значением концентрации щелока Скз

ЛС к= Скз- Ски, полученная разность масштабируется в усилителе 26 с коэффициентом передачи k< и поступает на вход сумматора 20, где вычисляется поправка к заданию температуры в котле Т кз

Т кз = Ткз + И1ЛСЬ, 1 где Ткз, Скз — заданные (номинальные) значения температуры и концентрации щелока в котле, при которых обеспечивается получение требуемой степени жесткости;

k> — коэффициент пропорциональности, определяемый расчетным или экспериментальным путем дл ". конкретной технологической установки.

Измеренное датчиком 14 значение температуры в котле Тки поступает на один из

1687688 входов сумматора ?1, где сравнивается с заданием по температуре Т к> . разность

-1 масштабируется в усилителе 27 с коэффициентом передачи h.1 и поступает на вход интегратора 30, где формируется сигнал Р1Щ 5 управления клапаном 12 подачи пара

Р1(Т) = P1(T -1) + п1(Т кз - Т«) =- Р1(Т - 1) +

+ п1КТкз + k 1 g) - Т«) . где Р1(Т-1) — положение клапана в предыдущем такте регулирования; 10 п1 — коэффициент усиления, определяемый экспериментальным путем для конкретной технологической установки;

Т« — измеренное датчиком 14 значение температуры щелока в котле. 15

Измеренное датчиком 17 значение концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке Сви . поступает на один из входов сумматора 22, где сравнивается с заданием

Свэ 20

hC =Свз - Вви .

В

Полученная разность масштабируется в усилителе 28 с коэффициентом передачи k2 и в качестве поправки суммируется в сумматоре 23 с заданием О3 расхода белого щело- 25 ка для получения поправки Q 3

Q 3 = ОЗ + к2 Л СВ .

Полученная величина О 3 расхода бе1 лого щелока сравнивается в сумматоре 24 с измеренным значением расхода белого ще- 30 лока О< (от датчика 15), Полученная разность масштабируется в усилителе 29 с коэффициентом передачи п.2 и поступает на вход интегратора 31, где формируется сигнал P2(T) управления клапаном 13 расхода 35 белого щелока

"2(Т) = Р2(Т 1)+ п2 (О 3 Qu)= Р2(Т-1)

+ п2((О3 + k2 Ь СВ) - Qn ), где Р2(Т-1) — положение клапана в предыдущем такте регулирования; 40

n2 — коэффициент усиления, определяемый экспериментальным путем для конкретной технологической установки;

Qu — измененное датчиком 15 значение расхода белого щелока на установку, 45, Таким образом, в стационарном режиме работы (при варке щепы определенного породного состава) температура в котле и расход белого щелока на установку регулируется таким образом, чтобы скомпенсиро- 50 вать воздействие на процесс таких возмущающих факторов, как изменение концентрации эффективной щелочи белого щелока, изменение влажности щепы и т,п.

При смене породного состава щепы, поступающей на варку, например, при перехо- 55 де с хвойной на лиственную древесину концентрация эффективной щелочи в котле начинает падать (см. фиг.2). Это связано с большим, чем при варке хвойной древесины, расходом щелочи на нейтрализацию уроновых кислот и пропитку древесины.

Б этом случае сигнал от датчика 16 концентрации поступает также на вход линии задержки 33 и на один из входов сумматора

25. Здесь происходит вычисление разности

AC«: между текущим и предыдущим измеренными значениями концентрации щелока в котле.

АСКО = С«(Т) CYU (Т "), где С«(Т) — измеренное датчиком 16 значение концентрации эффективной щелов1 в котле в текущем такте;

С«(Т вЂ” 1) — измеренное датчиком 16

"-.начение концентрации эффективности щелочи в котле в предыдущем такте.

Из получаемых значений аС«формируется последовательность Л C«(1), Л Cr.u (2)... A Cyu(A)где и — число элементов последовательности, причем в каждом такте регулирования самый "старыи" элемент последовательности, т.е, вычисленный в (T— П-) такте, заменяется на элемент, вычисленный в текущем такте.

В интеграторе 32 вычисляется величина

D, равная алгебраической сумме отклонений, т,е.

В компараторах 34 и 35 происходит сравнение текущего значения величины D c величинами МВКс è Ml1H задающими допустимые границы изменения D. Величины Merc и 0M определяются экспериментальным или расчетным путем для конкретной технологической установки.

Если в текущий момент выявляется, что

D > 0ча«:, то с выхода компаратора 35 поступает сигнал на управление ключами 38 и 39, при помощи которых одновременно осуществляется в блоках 40 и 41 коррекция величины задания температуры в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке,.т.е. заданное значение температуры в котле Т з увеличивается на значение ЛТп, т.е. новое значение задания температуры о

Т кз =Ткз + ЛТд, где ATn — поправка задания,определяемая экспериментальным или расчетным путем так, чтобы жесткость, получаемой целлюлозы при смене породного состава оставалась неизменной; заданное значение концентрации варочного щелока С увеличивается н; величину Ь Сп, т.е. навое значение задания концентрации

С пз = Свэ + ЛСп, 168768В, где Л СΠ— поправка задания, определяемая экспериментальным путем так, чтобы значение жесткос1и получаемой целлюлозы при смене породного состава древесины осталось неизменным, 5

Таким образом, в любой момент времени на выходе блока 18 имеется сигнал управления клапанами 12 и 13, изменяющими расход пара и белого щелока на установку, при этом соблюдаются условия на одном 10 составе щепы

P (T) Р1(Т-1)+ггпу(Тнн+МгЬСн)-Тнн)

О»н» (О + Омннн рг(Т) Рг(т-1)+ГМ(03+нгМВ)Щ при условии (переход с лиственной ще- 15 пы на хвойную) р,(Т) = P (T-1)+гг (Тнн+ ЛТн)+ЬЛ(н)-Тнн)

О О»ннс рг(Т) = Q(T-1)+П (аг+Ъг(С„+ ЬСВ)-С»)-Он) при условии (переход с хвойной щепы 20 на лиственную)

Р 1(Т) = Р1(Т 1)+йф(Тнн ЬТ»)+ЬЬСн)-Тын)

D 5 D»»»

PZ(T) Рг(Т вЂ” 1)+ гг ((ОЙ+%3(Сан Жн)-Снн) Ян)

Блок 18 обработки сигналов может быть 25 реализован на любом микропроцессоре, Применение изобретения позволяет снизить колебания жесткости получаемой целлюлозы при работе с использованием щепы различного породного состава, ЗО

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы в аппаратах типа »Камюр",включающий изменение расхода белого щелока на установку н пара на подогрев циркулирующего в котле щелока путем воздействия на клапаны в линии подачи белого щелока и пара в зависимости от температуры и концентрации эффективной щелочи в котле при заданном расходе варочного щелока в котел, о тл и ч а ю шийся тем, что с целью снижения колебаний жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава щепы, дополнительно замеряют текущий расход белого щелока и концентрацию эффективной щелочи варочного щелока, вычисляют положение клапанов в линиях подачи белого щелока и пара в зависимости от полученных значений замеренных параметров и алгебраическую сумму отклонений текущего значения концентрации эффективности щелочи в котле от предыдущего значения. сравнивают эту сумму с заданием и по величине рассогласования одновременно корректируют заданные значения температуры щелока в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке, при этом воздействие на клапаны осуществляют с учетом их предыдущего положения и откорректированных заданных значений температуры щелока в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке.

Составитель Н.Романникова

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор t„.×eðíè

Заказ 3682 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101