Система автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах

 

Изобретение относится к системам автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промьшшенности. Применение изобретения позволит повысить качество промывки целлюлозы. Устройство содержит последовательно соединенные вакуум-фильтры 3 и 4 с баками фильтрата 10 и П, испарительный циклон 6, вьшарную станцию 8, варочную установку 1, измерители 14 и 15 концентрации и расхода массы на сортирование , первый 16, второй 31, третий 32 и четвертый 38 вычислительные блоки, измерители расхода 17 и 18 промывной жидкости, блок 19 задания расхода, измеритель 20 остаточной щелочности, блок 21 расчета удельного расхода промьшной воды, измерители 29 и 30 температуры и плотности смеси щелоков и фильтрата, регулятор 36, блок 26 группового контроля уровней, измеритель 40 расхода щелока в испарительный циклон 6, регулятор 39, измеритель давления 41 в варочной установке 1, регулятор 42, измерители 24 и 25 уровней в баках фильтрата и регулятор 28. 1 ил. (Л ел сл ел 00

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1452553 А1

Ш 4 В 01 Р 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248724/23-26 (22) 25.05.87 (46) 23.01 89. Бюл. У 3 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (72) А.С. Елисеев, С.А. Шумихин, В.Н. Смородин и С.Н. Савицкий (53) 66.012-52(088:.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1163886, кл. В 01 В 37/04, 1983.

Справочник по автоматизации целлюлозно-бумажных предприятий. — М.:

Лесная промышленность, 1979, с. 239-244. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

НА БАРАБАННЫХ ВАКУУМ-ФИЛЪТРАХ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промьппленно сти. Применение изобретения позволит повысить качество промывки целлюлозы. Устройство содержит последовательно соединенные вакуум-фильтры 3 и 4 с баками фильтрата 10 и 11, испарительный циклон 6, выпарную станцию 8, варочную установку 1, измерители 14 и 15 концентрации и расхода массы на сортирование, первый 16, второй 31, третий

32 и четвертый 38 вычислительные блоки, измерители расхода 17 и 18 промывной жидкости, блок 19 задания расхода, измеритель 20 остаточной щелочности, блок 21 расчета удельного расхода промывной воды, измерители 29 и 30 температуры и плотности смеси щелоков и фильтрата, регулятор 36, блок 26 группового контроля уровней, измеритель 40 расхода щелока в испарительный циклон

6, регулятор 39, измеритель давления 41 в варочной установке 1, регулятор 42, измерители 24 и 25 уровней в баках фильтрата и регулятор

28. 1 ил.

1452553.

Изобретение относится к системам автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах и может быть использовано .в целлюлозно-бумажной про5 мьппленности, Цель изобретения — повышение качества промывки целлюлозы.

На чертеже представлена блок- 1О схема системы автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах.

Система содержит варочную установку 1 для непрерывной варки, свя- 15 занную трубопроводом 2 целлюлозной массы с первым 3 и последним 4 вакуум-фильтрами, трубопроводом 5 с испарительным циклоном 6, выход которого связан трубопроводом 7 с 20 выпарной станцией 8, линию 9 подачи промывной воды, связанную через последний вакуум-фильтр 4 с баком

10 фильтрата, выход которого связан через первый вакуум-фильтр 3 с 25 баком 11 фильтрата, выход которого в свою очередь связан трубопроводом 12 с установкой l, а трубопроводом 13 †с трубопроводом 7 крепкого щелока;

Система автоматического управления содержит также измерители )4 и

l5 концентрации и расхода массы на сортирование, выходы которых связаны с первым вычислительным блоком

16 расхода абсолютно сухой целлюлозы и удельных расходов промывных жидкостей, связанным двумя другими входами с измерителями l? и 18 соответственно расхода промывной жид- 4п кости на первый вакуум-фильтр 3 и расхода промывной воды на последний вакуум-фильтр 4, а выходом — с вторым входом блока 19 задания расхода промывной жидкости на последний вакуум-фильтр, измеритель 20 остаточной щелочности, соединенный с первым входом блока 21 расчета удельного расхода промывной жидкости, который своим вторым входом соединен с блоком 22 оптимизации задания остаточной щелочности, а выходом. — с первым входом блока 19 задания расхода промывной воды, выход которого связан с входом регулятора 23 расхода промывной воды на вакуум-фильтр 4.

Измеритель 24 уровня в баке ll фильтрата и, измеритель 25 уровня в баке 10 фильтрата связаны одними из своих выходов с блоком 26 группо вого контроля уровней в баках фильт. рата, выход которого связан с одним из входов вычислительного блока 27 задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр 3, соединенный другими входами с измерителями 14, )7 и 18 соответственно концентрации массы на промывку, расхода промывной жидкости на первый вакуумфильтр 3, расхода прбмывной воды на последний вакуум-фильтр 4, а выходом — с регулятором 28 расхода промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, Измерители 29 и 30 соответственно температуры и плотности смеси щелоков и фильтрата, подаваемых на выпарную станцию 8, соединены с входом второго вычислительного блока 31 содержания абсолютно сухих веществ, выход которого вывязан с входом третьего вычислительного блока 32 задания расхода фильтрата на выпарку, соединенного другими входами с изме-. рителем 33 расхода крепкого щелока из циклона 6, измерителем 34 расхода фильтрата по трубопроводу 13 и первым выходом блока 35 контроля уровня в баке 11 фильтрата, а выходом — с регулятором 36 расхода фильтрата по трубопроводу 13, причем на вход блока 32, кроме того, подается задание требуемого содержания абсолютно сухих веществ.

Измеритель 25 уровня в баке 10 фильтрата связан с входом блока 37 контроля уровня в баке 10 фильтрата, выход которого соединен с входом блока 22 оптимизации задания остаточной щелочности, на другой вход которого подается заданное значение остаточной щелочности, а измеритель

24 уровня в баке ll фильтрата соединен с блоком 35 контроля уровня в баке 11 филътрата, первый выход которого связан с вычислительным блоком 32 задания расхода фильтрата из бака ll фильтрата, а второй выход— с входом четвертого вычислительного блока 38 задания расхода варочного щелока в испарительный циклон 6, на другой вход которого подается вычисленное требуемое задание расхода щелока в циклон, а выход связан с соответствующим регулятором 39 рас хода щелока в испарительный циклон

6. Выход измерителя 40 расхода щелока в испарительный циклон 6 связан

1452553

Qnw

Ч

Q @си (2) Опв

Чns t

Qac (3) где Q ц — расход абсолютно сухой целлюлозы на промывку, кг/мин1

Q „— расход массы на сортирование, л/мин

К, — концентрация массы на сортирование, кг/л, К, — коэффициент выхода целлюлозной массы после сортирования, — расход -промывной жидкости на первый вакуум-фильтр 3, л/мин, — расход промьвной воды на последний вакуум-фильтр 4, л/мин, — удельный расход промывной жидкости на вакуум-фильтр

3, л/кг; — удельный расход промывной м воды на последний вакуум фильтр 4, л/кг.

Полученные значения вводят в блок 19.

Блок 21, на входы которого подаются требуемое и измеренное измерителем 20 значения остаточной щелочности массы, рассчитывает отклонение между ними, определяет удельный расход промывной воды по выбранной модели и требуемую поправку к удельному расходу по формулам йС,,1= C ô- C 1 (4) Кс

qc = С- i вв (5) с входом регулятора 39, а выход изме-i рителя 41 давления в варочной установке 1 — с входом регулятора 42 давления.

Система работает следующим образом.

Первый вычислительный блок .16 определяет расход абсолютной сухой целюнолозы на промывку и удельный расход промывной жидкости по сигналам от измерителей 15, 14, 17 и 18 расхода и концентрации массы на сортирование и расходов промывной жидкости на вакуум-фильтры 3 и 4.

ЛС„.= К„мС,,; (б) 4С - К «-(С<,— ас<,.„Ъ (7)

5 Л q K>«(4С и + С ), .;8) где б С ;1

В С<;,, — текущее и предыдущее . отклонения от оптимальной остаточной щелочности, r Nag/л; опт

С вЂ” заданное значение оставФ точной щелочности, оптимальное в данный момент, г На О/л;

К вЂ” коэффициент модели, определяющей зависимость между удельным расходом и остаточной щелочностью, г Иа О/кг;

q — удельный расход промывной воды по выбранной модели. л/кг; и С, йС ч — пропорциональная и диф25 ференциальная составляющие величины требуемой поправки, г Nag/л;

Dq — поправка к удельному расходу промывной воды, 30 л/кг;

К К ) q К g коэффициенты

Ф

С вЂ” измеренное значение осSф таточной щелочности массы, г На О/л.

Вычисленные значения удельного расхода и поправки к нему также подаются на вход блока 19, где вычисляется задание расхода промывной .воды и осуществляется коррекция мо40

20

q÷ = ч, ++Dq (9)

К = q„«C57y y(10)

Чпв= Q . « q ч - K(q„- q „)3 (11)

45 где q — требуемый удельный расход

3 промывной воды, л/кг, — задание регулятору 23 рась

ЦВ хода промывной воды, л/мин, е п„ вЂ” среднее значение удельного расхода промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, л/кг, Кз — коэффициент, Полученное по формуле (11) значе55 ние подается на вход регулятора 23 расхода промывной воды на вакуумфильтр 4.

Второй вычислительный блок 31 on ределяет содержание абсолютно сухих!

452553

Веществ смеси щелоков, подаваемых на

Выпарку, по сигналам измерителей 29 и 30 соответственно температуры и плотности смеси щелоков на основании существующих таблиц лабораторных анных. Полученное значение податся B третий вычислительный блок

2, где по измеренным значениям расода крепкого щелока и фильтрата на

ыпарную станцию 8 с учетом оптиального заданного значения содерания абсолютно сухих веществ вычиляется задание регулятору 36 рас- ода фильтрата на выпарную станцию по формулам

BÀ = А *+ dHä» д А = К-,+(А — А )» (13) (12) Ющ ;1, Q 1,1- текущее и предыдущее значения расхода крепкого щелока.на выпарную станцию

8, л/мин, — задание регулятору 36 расфв хода фильтрата из бака 11 фильтрата на выпарную станцию, л/мин-, К, К8 — коэффициенты.

Полученное по формуле (15) значение подается на вход регулятора 36.

4Qy 8 = Kg(Q щ (; — (щ8(< q)J (14)

Q+< = Q<«;,1+ 8Q

i1H> — поправка к заданию содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваеф мом на выпарку (ilH 3 0),X °

» »

А — фактическое содержание абсолютно сухих веществ в смеси щелоков, подаваемых на выпарку, рассчитанное в блоке 31, Х; ,опт „.

А = оптимальное заданное значение абсолютно сухих веществ, 7;

d А — ошибка расхода фильтрата по стабилизации содержа. ния абсолютно сухих веществ, л/мин;

i1 Q — поправка к расходу фильтрата на выпарку по изменению расхода крепкого щелока на выпарку, л/мин, Блок 37 по сигналу измерителя 25 уровня в баке 10 фильтрата осуществляет контроль уровня, и при выходе

5 е го з а доп ус тиМые пределы р а с сч итывают поправку к заданию остаточной щелочности (препятствующую дальнейшему отклонению уровня) по формулам

dC = Кя + (Н вЂ” Н ); (16)

dC = Кв, + (Н - Н ), (17) где Н вЂ” значение уровня в баке 10 фильтрата, Ж;

10 мин

» м »

9аА где С ф — задание остаточной щелочности массы, r Na O /san.

Значение, полученное по формуле (18), подается на вход блока 21 .

Блок 35 по сигналу измерителя 24 уровня в баке 11 фильтрата осуществляет контроль уровня и при выходе

его за допустимые пределы рассчитывает поправку к заданию содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, . подаваемом на выпарную станцию 8, или поправку к верхнему пределу задания по расходу варочного щелока в испарительный циклон 6 в зависимо,5 сти от направления изменения уровня °

Поправки рассчитываются по зависимостям (19) Н„= K„,+(Н,— H );

Ьн, = К,, -(Н, — Н "" ), (20) где Н вЂ” значение уровня в баке 11 фильтрата, Х;

DH — поправка к заданию содержания абсолютно сухих ! веществ в щелоке, подаваемом на выпарную станцию,7, BHg — поправка к верхнему пределу задания по расходу ще15 — границы диапазона допустимых значений уровня, 7;

ДС вЂ” поправка к заданию остаточной щелочности, r Наф/л, К Н, К вЂ” коэффициенты пропорциональности.

При выходе значений уровня за границы диапазона значение поправки, рассчитанное по формуле (16) или

25 (17), подается на вход блока 22,где рассчитывается оптимальное в данный момент значение задания остаточной щелочности: опт So», 30 С, = С „+ С, (18) 1452553 лака в испарительный циклон 6, л/мин

Кн, эъ

40 фильтрата. Н; = Н - Н1, )(22)

dH n = К „, «. Н (;) >,(23) .

hHg = Кq„«(ЛН<, — ЛН<;1)),,.(24).

1, а ч К "(6Нп + 4$ > - (25)

1 где Н,, Н вЂ” измеренные значения уровней в баках 10 и

11 фильтрата, Ж

55 — ко эффициен ты и ропо рциональности.

При выходе значений уровня за границы диапазона значение поправки, рассчитанной по формуле (19), подается на вход третьего вычислительного блока 32, а значение, полученное по формуле (20) — на вход четвертого вычислительного блока 38, в котором увеличивается верхний предел регулирования расхода щелока в циклон 6 в соответствии с введенной поправкой:

Q „Q", «(1 + аН ), (21) макс где Qsi.

20 — вычисленное и регламентвр ное значения верхнего предела регулирования расхода щелока в испарительный циклон 25

Кроме того, ка вход четвертого вычислительного блока 38 подается задание регулятору расхода щелока в циклон 6, вычисленное из условий обеспечения стабильности движения массы в варочной установке 1. Проверенное на предел, рассчитанный по формуле (21), значение подается на вход регулятора 39. Увеличение отбора варочного щелока в циклон 6 вызывает снижение давления в вароч35 ной установке 1, компенсируя которое, регулятор 42 давления увеличивает расход фильтрата по трубопро воду 12, что вызывает немедленное

,снижение уровня в баке 11 фильтра1та, увеличение отбора варочного щелока снижает в конечном итоге величину щелочности поступающей на промывку массы; что также способствует снижению уровней в баках фильтрата.

Блок 26 осуществляет контроль равенства уровней в баках !О и 11

50 дН<;,, дН <;„

О Нп э 1 Qnwq текущее и предыдущее значения ошибки регулирования, Ж; пропорциональная и дифференциальная составляющие требуемой поправки, Х 1 поправка к расходу промывной жидкости на вакуум-фильтр 3 по величине ошибки регулироваНИЯ1 Л/МИН

KB К )11

5 — коэффициенты.

Вычисленное значение поправки вводится в блок 27, где по сигналам измерителей 17 и 18 расхода промывных жидкостей и 14 концентрации массы на промывку рассчитывается поправка к расходу промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, задание регулятору

28 расхода промывной жидкости и ограничивается верхний допустимый пре" дел регулирования для предотвращения срыва шапки с барабана первого вакуум-фильтра: лапь ;)

Щ па К.1+К g111 Г Qn8(i) Q D8(i->)l> (27)

Q п1ц = Япщ+ >0пщ,+ ) 0ащ g1 (28) где К - усредненный коэффициент вц пропорциональности расходов кромывных жидкостей на вакуум-фильтры 3 и 4; ав(),— расход промывной воды на

1 ай - ) вакуум-фильтр 4, л/мин; Яп,1 " поправка к расходу промывной жидкости ка вакуумфильтр 3 по величине измекения расхода промывной воды на вакуум-фильтр 4, л/мик, 0" — задание регулятору 28 расп1а хода промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, л/мин, QcIW

Япа,- расчетное значение верхнего предела регулятора 28, л/мик;

О

Кмс- величина концентрации массы в трубопроводе 2, не требующая искусственного ограничения расхода промывкой жидкости на первый вакуум-фильтр, кг/л, 1452553

10 значение максимального

nW верхнего предела регулятора 28 при концентрации, о не меньшей К„, л/мин;

> 4

К - коэффициенты (d«1) .

Заданное значение расхода промывой жидкости, не превышающее значеия, полученного по формуле (29),поается на вход регулятора 28. о р м у л а изобретения

Система автоматического управленя процессом промывки целлюлозы на арабанных вакуум-фильтрах, содержаая измеритель расхода массы, устаовленный на трубопроводе подачи целлозной массы на промывку, измерителя уровней в баках фильтрата поледовательно соединенных вакуумильтров, измеритель расхода промывной воды на последний вакуум-фильтр, соединенный с регулятором расхода промывной воды, испарительный циклон,, выпарную станцию и варочную установ ку, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества про.мывки, система дополнительно содер жит измеритель концентрации массы, поступающей на промывку, измеритель остаточной щелочности массы после промывки, последовательно соединенные измеритель и регулятор расхода щелока в испарительный циклон, из меритель расхода крепкого щелока на ,выпарную станцию, измеритель плот;ности и измеритель температуры смеси крепкого щелока .из испарительного ., циклона и фильтрата из бака первого .вакуум-фильтра; последовательно соединенные измеритель и регулятор расхода. фильтрата на выпарную станцию, блок задания расхода промывной жидкости, блок расчета удельного расхода промывной жидкости, блок оптимизации, соединенные между собой измеритель и регулятор расхода промывной жидкости на первый вакуумфильтр, блок контроля уровня в баке фильтрата последнего вакуум-фильтра, блок группового контроля уровней в баках фильтрата, блок задания расхода промывной жидкости на первый вакуум †филь, первый, второй, третий и четвертый вычислительные блоки и блок контроля уровня в баке

ВНИ11ПИ Заказ 7111/3

Произв. -полигр. пр-тие, Тираж 600 Подпнсно .

r. .Ужгород, ул. Проектная, 5

50 фильтрата первого вакуум-фильтра, а также соединенные между собой из— меритель и регулятор давления в варочной установке, при этом измеритель уровня в баке фильтрата первого вакуум-фильтра соединен через блок контроля уровня в баке фильтрата первого вакуум-фильтра с входами третьего и четвертого вычислительных блоков, выход четвертого вычислительного блока связан с регулятором расхода щелока в испарительный циклон, входы второго вычислительного блока соединены с измерителем плотности и измерителем температуры смеси, а выход — с входом третьего вычислительного блока, измеритель расхода крепкого щелока и измеритель расхода фильтрата на выпарную станцию соединены с входами третьего вычислительного блока, выход которого связан с регулятором расхода фильтрата на выпарную станцию, входы блока контроля уровней связаны с выходами измерителей уровней в баках фильтрата первого и последнего вакуум-фильтров, а выход через блок задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтрс регулятором расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр, входы блока задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр соединены с выходами измерителей расходов промывной жидкости на первый и последний вакуум-фильтры и измерителя концентрации массы, поступающей на промывку, входы первого вычислительного блока связаны с выходами измерителей расхода и концентрации массы, поступающей на промывку, и измерителей расходов промывной жидкости на первый и последний вакуум-фильтры, а выход — с входом блока задания расхода промывной жидкости, выход измерителя уровня в баке фильтрата последнего вакуумфильтра соединен через блок контроля уровня в баке фильтрата последнего вакуум-фильтра, блок оптимизации, блок расчета и блок задания расхода промывной жидкости с регулятором расхода промывной жидкости в последний вакуум-фильтр, а выход измерителя остаточной щелочности связан с входом блока расчета.