Способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах с промежуточными ваннами

 

ОПИСАНИ --E

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i >) 777124

Союз Советских

Социалистических

Рослу4дик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.10.78 (21) 2682911/29-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) И,К .

D 21С 9/06

G 05Р 27/02 тощдарствеииый щ)митет

СССР ао делам иаобретеиид и открытий (53) УДК 676.012 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Коновал, А. 3. Грищенко, Ю. Н. Заяц и В. В. Вертушкин (71) Заявитель Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА БАРАБАННЫХ

ФИЛЬТРАХ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ВАННАМИ

Изобретение относится к целлюлозному производству и может быть использовано для управления процессами промывки (разделения суспензий) в целлюлозно-бумажной и химической промышленности. 5

Известен способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах с промежуточными ваннами путем измерения плотности щелока и жесткости целлюлозы поступающей на 10 барабанный фильтр массы, расходов поступающей массы и промывной воды, плотности и расхода щелока, идущего на выпарку, и регулирования расходов промывной воды и поступающей массы, реализованный в системе автоматического управления процессом промывки целлюлозы и полуцеллюлозы на барабанных фильтрах (11.

Способ, реализованный в этой системе, не обеспечивает высокой эффективности управления, Целью изобретения является повышение эффективности процесса управления.

Указанная цель достигается тем, что измеряют текущее значение плотности щело- 25 ка, постуиающего в промежуточную ванну, и уровни суспензии в ваннах барабанных фильтров, а регулирование расходов промывной воды и поступающей на промывку массы осуществляют по всем измеренным параметрам путем изменения расходов поступающей массы, промывной воды и щелока на спрыски, Это позволяет по математическим описаниям прогнозировать с высокой точностью остаточную щелочность промытой папки и ее влажность, которые используются совместно с измеренными плотностью и расходом щелока, поступающего на выпарку, расходом поступающей массы и промывкой воды для определения и минимизации показателя производственно-технических затрат (ПТЗ).

При этом поскольку поиск минимума

ПТЗ осуществляется по измеренным без запаздывания и прогнозируемым качественным показателям процесса, то исключается временное запаздывание изменения управляющих воздействий в зависимости от ПТЗ, а значит и повышается точность поддержания его значения на минимальном уровне.

Кроме того, поскольку регулирование расходов промывной воды и поступающей массы осуществляется путем установки на заданных уровнях без пробных воздействий, ведущих к раскачиванию объекта, то повышается устойчивость поддержания оптимального режима.

Таким образом, отмеченные отличительные признаки предлагаемого технического

777124

, О

35 решения обеспечивают повышение эффективности управления путем увеличения точности и устойчивости поддержания минимума ПТЗ.

На чертеже представлена принципиальная схема одного из возможных устройств управления процессом промывки целлюлозы, реализующего предложенный способ.

Процесс промывки целлюлозы происходит на двух барабанных фильтрах по противоточной схеме, когда промывная жидкость поступает на последнюю ступень, а непромытая масса — на первую.

Управление по предложенному способу осуществляют путем измерения плотности щелока и жесткости целлюлозы поступающей на барабанный фильтр массы, расходов поступающей массы и промывной воды, плотности и расхода щелока, идущего на выпарку, а также путем измерения текущего значения плотности щелока, поступающего в промежуточную ванну, и уровней суспензии в ваннах барабанных фильтров, при этом регулирование расходов промывной воды и поступающей на промывку массы осуществляют по всем измеренным параметрам путем изменения расходов поступающей массы, промывной воды и щелока на спрыски.

Способ может быть реализован устройством управления процессом промывки целлюлозы на промывной установке, состоящей пз двух барабанных фильтров 1 и 2 с промежуточной ванной 3 и линиями 4 — 8 подачи массы, промывной воды, щелока на спрыски, щелока на выпарку и щелока в промежуточную ванну соответственно.

Вышеописанное устроиство управчения реализующее предложенный способ, работает следующим образом.

При помощи датчика 12 измеряют концентрацию поступающей массы и поддерживают регулятором 13 в пределах 1 — 1,2 /о путем изменения расхода щелока на разбавление. При этом пропорционально измеряемому датчиком 11 расходу. поступающей массы изменяют при помощи УВМ 21 и исполнительного механизма 25 расход щелока в промежуточную ванну 3.

Значения параметров, характеризующие поступающую массу и измеряемые при помощи датчиков 9 — 11, 16, 19, 20, 17, 18 плотности щелока в поступающей массе, жесткости целлюлозы, расхода массы, плотности щелока, поступающего в промежуточную ванну 3, уровня в ваннах, расхода промывной воды, расхода щелока на спрыски поступают на УВМ 21, где используются для расчета по синтезированным авторами для описываемой промывной установки зависимостям остаточной щелочности

), = 0,2735 — 0,5688. 10- Х,Х,Х, +

+ 0 8827Л, —, + 0 25. 10 — г и влажности снимаемой папки У

V, = 22,4472 — 0,1068. 10 — +

Х;

0,7088 10 — — + 0,2386 >< х, х, Устройство состоит из установленных на линии 4 датчиков 9 — 11 плотности щелока, жесткости целлюлозы, расхода поступающей массы и датчика 12 концентрации массы, выход которого подключен к регулятору

13 с исполнительным механизмом изменения расхода щелока на разбавление, на линии 7 подачи щелока на выпарку датчиков

14 и 15 плотности щелока и расхода щелока, на линии 8 подачи щелока в промежуточную ванну датчика 16 плотности щелока, на линии 5 подачи промывной воды датчика 17 расхода, на линии 6 подачи щелока на спрыски датчика 18 расхода и расположенных в ваннах 1 и 2 барабанных фильтров датчиков 19 и 20 уровней суспензии.

При этом выходы всех датчиков за исключением датчика 2 концентрации массы подключены к управляющей вычислительной машине (УВМ) 21, например, M-6000, выходы которой соединены с исполнительными механизмами 22 — 25 изменения расхода промывной воды, расхода щелока на спрыски, расхода поступающей массы, расхода щелока в промежуточную ванну 3, которые установлены соответственно на линиях 5, 6, 4, 8.

>; 1О Х, Х, — 2,824 Х4, (2) Л" Хв где Х вЂ” плотность щелока поступающего в промежуточную ванну, X> — расход массы, Хз — расход промывной воды, Х вЂ” расход щелока на спрыски, X> — жесткость целлюлозы, Х, Х вЂ” уровни суспензии соответственно в ваннах фильтров 2 и 1, Х вЂ” плотность щелока в поступающей массе.

При этом необходимо отметить, что как показали экспериментальные исследования процесса промывки именно дополнительное измерение плотности щелока, идущего в промежуточную ванну, и уровней в ваннах фильтров, позволяет уменьшить с 25,2 /о до

4,1 /о погрешность прогноза остаточной щелочности и влажности промытой папки и таким образом дает возможность проводить их расчет по входным параметрам с приемлемой для практики точностью.

По прогнозируемым значениям остаточной щелочности У и влажности папки и измеренным при помощи датчика 15— расходу щелока на выпарку Х, при помощи датчика 14 — плотности щелока на выпарку Х о, при помощи датчика 11 — расходу поступающей массы Х> и при помощи

777124

Б датчика 17 — расходу промывной воды Хз определяют и минимизируют численным методом (например, методом штрафных функций) при помощи УВМ 21 показатель ПТЗ

Кптз по формулам

KIlT3 — K — + t — + + X

Х, Х Х

10 при условиях

У, К, +Кv„ при условиях где К„К,, Кз, К„К, К6 — коэффициенты, задаваемые исходя из технологических соображений для каждого конкретного процесса промывки, Х, Х,, Л 1О, — граничные значения параметров, задаваемые технологическими нормами.

Определенные в процессе численной оптимизации Кптз значения управляющих

25 воздействий на расход поступающей массы

Хг, расход промывной воды Хз и расход щелока на спрыски Х> которые обеспечивают функционирование процесса промывки при минимуме ПТЗ, устанавливают посредством

УВМ 21 и исполнительных механизмов 24, 22 и 23 соответственно на линиях 4 — 6 поступления массы на промывку, подачи промывной воды и подачи щелока на спрыски.

При изменении одного или нескольких входных параметров, например плотности щелока в поступающей массе и (или) жесткости целлюлозы, рассчитывают при помощи УВМ 21 по зависимостям (1) и (2), 40 новые значения остаточной щелочности и влажности папки при уже измененных входных параметрах процесса, затем определяют показатель ПТЗ, находят численно его минимум и устанавливают оптимальные 45 значения управляющих воздействий для уже новых измененных входных параметров процесса промывки целлюлозы.

Поскольку используемые остаточную щелочность и влажность в формулах (3), по которым ведут оптимизацию процесса, не измеряют с запаздыванием на выходе процесса, а прогнозируют по входным параметрам, то при их изменении исключается обусловленный постоянной времени объекта и транспортным запаздыванием временной сдвиг между моментом нахождения нового значения минимума ПТЗ и установления оптимальных воздействий исполнительными механизмами 24, 22, 23, направленными на поддержание этого нового минимума показателя ПТЗ. Благодаря этому и повышается точность поддержания оптимального режима процесса промывки.

Кроме того, исключение пробных воздействий в процессе поиска минимума ПТЗ повышает устойчивость управления по поддержанию оптимального режима, так как не возникает раскачивания промывной установки.

Таким образом, управление процессом промывки согласно предложенному способу увеличивает точность и устойчивость поддержания минимума показателя ПТЗ, что повышает эффективность управления процессом.

Предложенный способ может найти применение при разработке и проектировании систем оптимального управления процессами промывки и разделения целлюлозно-бумажных и т. п. жидких сред в целлюлознобумажной и химической промышленности.

Ведение процесса промывки при оптимальном режиме с высокой точностью и устойчивостью обеспечит соответствующим производствам минимальные сырьевые и энергетические затраты.

Формула изобр етени я

Способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах с промежуточными ваннами путем измерения плотности щелока и жесткости целлюлозы поступающей на барабанный фильтр массы, расходов поступающей массы и промывной воды, плотности и расхода щелока, идущего на выпарку, и регулирования расходов промывной воды и поступающей массы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления, измеряют текущее значение плотности щелока, поступающего в промежуточную ванну, и уровни суспензии в ваннах барабанных фильтров, а регулирование расходов промывной воды и поступающей на промывку массы осуществляют по всем измеренным параметрам путем изменения расходов поступающей массы, промывной воды и щелока на спрыски.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2437549/12, кл. D 21С 9/06, 1978 (прототип).

777124

Составитель Н. Ханамирян

Техред И. Заболотнова

Редактор Л. Волкова

Корректор В. Ахрем

Типография, пр. Сапунова. 2

Заказ 2702/10 Изд. № 591 Тираж 431 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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