Способ контроля запаса волокнистого материала в виде суспензии в буферной емкости

 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к способам контроля запаса волокнистой суспензии в буферной емкости, и позволяет повысить точность контроля. Значения скорости движения и уровня суспензии в емкости, занесенные в блок памяти, поступают из него в блок 13, где рассчитывается число K циклов контроля, за время которых суспензия перемещается от верхнего своего уровня до спрысков 2. Сигнал, соответствующий значению K и данных циклов контроля, поступает в блок 14, где вычисляется количество волокнистого материала в верхней части емкости. Из блока 14 сигнал, соответствующий количеству волокнистого материала в верхней части емкости, поступает в сумматор 15, куда также подается из блока 10 величина, соответствующая количеству волокнистого материала в нижней части емкости. В сумматоре 15 вычисляется запас волокнистого материала в емкости. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (5 I ) 5 D 21 В 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГННТ СССР

1 (21) 4606041/31-12 (22) 17.11.88 (46) 30.10,90. Бюл. Р 40 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (72 ) М.P.Ñàôîíîâà, Е.П.дятлова, Ю.К.Сафонов, И.Ф.Зорин и Ю.M,Бах (53) 676.15.021.7 (088.8) (56) Автоматизированные системы оперативно-диспетчерского управления предприятий целлюлозно-бумажной промьппленности. /Под ред. И.Е,Вьюкова, M. Лесная промышленность, 1978, с. 71-72. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАПАСА ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА В ВИДЕ СУСПЕНЗИИ В

БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ (57) Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в ча— стности к способам контроля запаса волокнистой суспензии в буферной ем- .

1602907 А 1 кости, и позволяет повысить точность контроля. Значения скорости движения и уровня суспензии в емкости, занесенные в блок памяти, поступают из него в блок !3, где рассчитывается число К циклов контроля, за время которых суспензия перемещается от

Y верхнего своего уровня до спрысков

2, Сигнал, соответствующий значению

К и данных циклов контроля, поступает в блок 14, где вычисляется количество волокнистого материала в верхней части емкости. Из блока 14 сигнал, соответствующий количеству волокнистого материала в верхней части емкости, поступает в сумматор

15, куда также подается из блока 10 величина, соответствующая количеству волокнистого материала в нижней части емкости. В сумматоре 15 вычисляется запас волокнистого материала в емкости. 1 ил., 1 табл, I

1602907

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, н част— ности к способам контроля запаса волокин=той суспензии в буферной емкости.

Цель изобретения — повышение точности контроля., На чертеже приведена система для реализации предлагаемого способа контроля запасов °

Объект контроля содержит буферную емкость 1, в нижней части которой на отметке L< и 10-15K L установлены спрыски 2 для подачи разбавляющей жидкости и мешалки 3 для перемешивания разбавляющей жидкости и поступающей в нижнюю часть емкости суспензии, насос 4 для подачи суспензии из буферной емкости в произ†2p водство, измерители концентрации

5,6 суспензии на входе и выходе емкости (например, типа ДКПБ70), измеритель уровня суспензии 7 (например, типа Сапфир-22) измерителя расхода 25 суспензии на выходе емкости 8 (например, типа ИР-61) и расхода разбавляющей жидкости на спрыски 9 (например, типа ДСП-71), блок расчета количества материала в нижней части емкости 10, блок расчета скорости движения суспензии в емкости 11, блок памяти 12, блок расчета числа циклов контроля, за время которых суспензия проходит через верхнюю часть емкости 13, блок расчета количества материала в верхней части емкости 14, сумматор для расчета общего запаса материала в емкости 15.

Блоки 10-15 могут быть реализованы

4й с помощью вычислительных комплексов, например, типа ТВС0-1, СМ2С, СМ1210.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На каждом цикле контроля сигнал 45 с измерителя 6 концентрации суспензии на выходе емкости поступает в блок 10 расчета количества волокнистого материала в нижней части емкости, по соотношению (2), см. таблицу.

Сигналы с измерителей расходов разбавляющей жидкости 9 и суспензии на выходе емкости 8 поступают в блок 11 расчета скорости движения суспензии в верхней части емкости, по отношению (5), из блока 11 значе55 ние скорости движения суспензии пода.ется в блок памяти 12, куда также поступают сигналы с измерителей концентрации суспензии на входе в емкость 5 и уровня суспензии в емкости 7, Впачения скорости движения и уровня суспензии в емкости, занесенные в блок памяти, поступают из него в блок 13, где по условию (8) рассчитывается число К циклов контроля, за время которых суспензия перемещается от верхнего своего уровня до спрысков 2. Сигнал, соответствующий значению К,и данные К циклов контроля поступают в блок 14, где по соотношению (6) вычисляется количество волокнистого материала в верхней части емкости. Из блока 14 сигнал, соответствующий количеству волокнистого материала в верхней части емкости, поступает в сумматор 15, куда также подается из блока 10 величина, соответствующая количеству волокнистого материала в нижней части емкости. В блоке 15 вычисляется запас волокнистого материала в емкости, см. соотношение (7), Пример, Предлагаемый способ был опробован на буферной емкости, предназначенной для суспензии целлюлозы на ацетатном целлюлозном заводе

Светогорского ЦБК. Верхняя часть емкости имеет цилиндрическую форму с площадью поперечного сечения S

63,5 м . Спрыски для подачи разбавляющей воды установлены на высоте L > = 1,75 м. Объем нижней части емкости V = 111 м З. Концентрация суспензии целлюлозы на выходе из емкости поддерживается постоянной за счет изменения расхода разбавляющей воды на спрыски и равна Q = з — 0,0275 т/м . Все остальные результаты измерений и расчетов представлены в таблице. Период контроля Т бып принят 10 мин.

Текущему циклу контроля запасов целлюлозы в буферной емкости для. рассматриваемого примера соответствует

1 строка таблицы (i = О), Сигнал .с измерителя концентрации

6 суспензии на выходе емкости 1,соответствующий значению Ц2(п = 0,0275 т/м, поступает в блок 10, где рассчитывается количество целлюлозы в .нижней части емкости G2(п) = V Q (и)=

2 2

111 0,0275 = 3,05 Т. ,Сигналы с измерителей расхода суспензии 8 на выходе емкости 1 и

paзбавляющей воды 9 поступают в блок

)602907

= 58,02„

11 расчета текущей скорости движения суспензии в верхней части емкости, по соотношению (6) (см. 1 строку (i = О) таблицы, графы 3,4,5,7).Значение скорости. суспензии из блока

11 и сигналы измерителей концентрации суспензии на входе и уровня в емкости (1-я строка таблицы, графы 2, 7), поступают в блок памяти, где уже хранятся результаты предыдущих циклов контроля (строки таблицы i

1-10, графы 2,6,7).

Данные блока памяти 12 (строки с i = 0-10, графы 2,6,7) поступают в блок 13, где по соотношению (8) определяется уровень, занимаемый слоем, поступившим в емкость на n-i цикле контроля к текущему циклу контроля (см. графу 8 табл.), Из таблицы видно, что число К=9, для следующего номера цикла i=10 соотношение (8) отрицательно (в„строке — 10, графа BL)n-10)-ТР У)п-mJ =

= -0131 ) .

Из блока 13 значение К = 9 и данные 9 циклов контроля (строки i

= 0-9, графы 2,6,7) поступают в блок .14, где по соотношению (6) рассчитывается количество целлюлозы в верхней части емкости:

С Pn) = --- - (0,075+0,082) (6,75

63 5 б, 05) + (О, 082+0, 088) ° (6, 05 — 5, 36) +

+ (О, 088+0, 089): (5, 36-4, 67) + (0, 089+

+0,095) ° (4,67-3,89)+(О) 095+0,099) »

«(3,89-3, 03) +(О, 099+0, 091) ° (3,03— — 2,25)+ (О, 091+0, 098) ° (2,25-1,46) +

+ (P,098 + О, 097) (1,46-1, 05) + (0,097+

+0,095) ° (1,05-0,37) = 41,53 т.

Общий запас целлюлозы в емкости вычисляется в сумматоре 15, куда из блока 1О поступает значение С knJ г

3,05 т и из блока 14 значение

G, п1.= 41,53, С (n$ = 3,05 + 41,53=

= 44,56 т.

-Согласно прототипу запас целлюлозы в емкости вычисляется по соотношению (1), которое для цилиндрической емкости примет вид:

СНМ = S(L)nJ+Lz) Q,К =

= 63,5(6,75+1,75) 0,075 где Ltnj+ L — общий уровень емкости, занятый в текущий цикл контроля суспензией.

Расхождение между результатом контроля по предлагаемому способу

G(n) = 44,56 т и по известному способу-прототипу G„gng = 58,02 т составляет ЗОБ. Это объясняется тем, что .в способе-прототипе не учитывается распределение концентрации суспензии по высоте емкости, приводящее к погрешности контроля запасов по способу-прототипу. .При определении технико-экономических показателей от реализации предлагаемоГо способа следует иметь в виду, что буферные емкости в производствах IIBII связывают между собой последовательные производственные участки и предназначены для уменьшения взаимного влияния участков при аварийных остановах или нарушениях технологического режима. Так, например, производство ацетатной целлюлозы Светогорского ПБК включает буферные емкости, расположенные между варочным и отбельным, отбельным и сушильным участками, Аварийный останов или снижение производительности одного из участков приводит к вынужденному снижению производительности или останову работоспособных участков, следствием чего является недовыпуск продукции, а также потери качества продукции и увеличение удельных. расходов химикатов и энергоресурсов.

С целью минимизации потерь от вынужденных простоев и снижений производительности автоматизированных систем управления осуществляется выбор и поддержание оптимальных запасов в буферных емкостях. Выбранные с учетом статистики отказов и восстановлений технологического оборудования запасы обеспечивают минимальную длительность вынужденных простоев работоспособных участков при аварийном отказе одного из них и плавное постепенное изменение производительности, не вызывающее существенных нарушений технологического режима и увеличения удельных расходов химикатов и энергоресурсов.

Приведенный вьппе пример показывает, что предлагаемый способ обеспечивает повышение точности контроля запасов в буферных емкостях и на 307 по сравнению с известным. Таким образом, известный способ дает заниженное или завьппенное на 307. значение запасов в буферных емкостях,что, 1602907

20

35 целлюлозы и буферной емкости

Расход целлюлозной

Уровень слоя суспензии> поступивыей в емкость на n-i цикле контроля, к текущему циклу контроля и

Уровень целлюлозной суспензии в верхней части емкости

Расход разбавляющей воды на спрыски

Скорость двихения целлюлозной суспензии в верхней части ем-. кости

Расход целлюлозной суспензни

Ф и/и онцентра цич цел юлозной суспензии в верхней. части емуспензии на входе емкость на выходе из емкос" ти кости

1

L{n-ij - T+g(n-щ)

m 1 и

6,75

6,05

5,36

4,67

3,89

3,03

2,25

1,46

1,05

0,47

-0,31

Fã,(" ) м /мин

2., 55

2,6 .2,55

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2 5

2,46

2,5

W (n-i) L (n-11

F, (n-i) F (и-Я

Рь 1п-i J и /мин

5,05

5,1

5 03

4,98

4,98

4,98

4,98

4,98

4,98

4,94

4,95

Q11п-iJ и /мин

7,6

7,7

7,58

7,48

7,48 7, 48 7,48

7,48

7,48

7,40

7,45

Т/м

0,075

0,082

0,088

0,089

0,095

0,099

0,091

0,098

0,097

0,095

0,1095 м

6,75

6,85 .

6,95

7,05

7,05

7,25

7,25

7,35

7,45

7,55 мlмин

0,0795

0,0803

0,0792

0,0784

0,0784

1

3

5

7

9

0,0784

0,0784 0,0784

0,0784

0,089

0,078 например, для производства ацетатной целлюлозы составляет 20 †. 30 т абсолютно сухого волокна (номинальные запасы в буферных емкостях этого производства равны 75 — 100 т абсолютно сухого .волокна). С учетом того, что номинальная производительность сушильной машины на конечном участке производства равна 7,5 т/ч абсолютно сухого волокна, ошибка о71ределения запасов известным способом приведет к ошибке прогноза времени исчерпания резервов в буферных емкос20-30 тях на — — — — = 3 — 3 5 ч а это в

7 5

Э з свою очередь, приведет к ошибочной стратегии управления работой участков, вызвав либо преждевременный останов участка (в случае заниженного значения величины запасов), либо необходимость резкого снижения производительности и останова (в случае -завышенного значения величины запасов) из-за преждевременного исчерпания резервов в буферных емкостях, что повлечет за собой потери химикатов и энергоресурсов.

Предлагаемый способ контроля запасов свободен от указанных недостатков. Однако экономический эффект от использования предлагаемого способа оценивается совместно с эффектом от стратегии управления запасами и производительностью участков и не может быть вычленен из общего эффекта. Анализ- стратегий управления на примере производства ацетатной целлюлозы показал, что при использоI

Результаты контроля запасов волокна вании предлагаемого способа контроля запасов можно рассчитывать на снижение удельных расходов химикатов и 1 воды на 0,3-0,57 и увеличение выпуска продукции на 0,2%.

Ф о р м у л а и з обретения

Способ контроля запаса волокнис- того материала в виде суспензии в буферной емкости путем измерения уровня в емкости и концентрации суспензии на входе в емкость и вычисления количества волокнистого материала в емкости, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют расход и концентрацию суспензии на выходе из емкости и расход разбавляющей жидкости в емкость, по величине концентрации на выходе из емкости рассчитывают количество волокнистого материала в нижней части емкости от места расположения спрысков разбавляющей жидкости до дна, по величинам расходов суспензии и разбавляющей жидкости определяют скорость движения суспензии в верхней части емкости от входа суспензии до спрысков, запоминают значения скорость уровня и концентрации суспензии на входе в емкость, по накопленным значениям за время движения сус-. пензии от входа в емкость до места расположения спрысков рассчитывают количество волокнистого материала в верхней части емкости и суммируют с количеством волокнистого материала в ее нижней части.