Способ автоматического управлениягруппой варочных peaktopob b процессепроизводства целлюлозы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

<щ848514 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) 3assneио 13.09. 79 (21) 2816005/29-12 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (51)М. Кл.з

0 21 С 3 /26

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 676 05 (088. 8) Опубликовано 2 30 7,81. Бюллетень № 2 7

Дата опубликования описания 230781

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявитель 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ

ВАРОЧНЫХ РЕАКТОРОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в управлении технологическими процессами при производстве целлюлозы.

Известен способ автоматического управления группой варочных реакторов в процессе производства целлюлозы, состоящий в том, чта измеряют отклонение текущего значения температуры варочного раствора от заданного значения, определяют интегральный фактор, характериэукщий показатели качества целлюлозы в каждом реакторе, и регулируют подачу пара к каждому реактору j1) .

Недостатком известного способа является низкое качество управления процессом варки.

Цель изобретения — улучшение качества управления.

Поставленная цель достигается тем. что опрЕделяют значения длительности температуры стадий подъемов и стоянок в зависимости от интегрального фак тора, производительности группы реакторов и количества работающих реак° торов, в зависимости от чего задают суммарный расход пара по всем реакторам, контролируют действительный суммарный расход пара во всех реакторах и определяют отклонение действительного суммарного расхода пара во всех реакторах от заданного и корректируют расход пара к каждому .реактору, дополнительно, определяют в ходе стадии подъема интегральный фактор на момент окончания стадии стоянки для данного реактора и при достиО женин им заданного значения корректируют температуру стоянки, затем определяют отклонение текущей температуры от скорректированной и дополнительно корректируют расход пара к

1з данному реактору в зависимости от это- го отклонения, На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

20 Схема содержит сигнал 1, пропорциональный значению производительности устройства, сигнал 2, пропорциональный числу реакторов, сигнал 3, пропорциональный количеству целлюлозы, вычислительный блок 4, реактор 5, блок 6 вычисления длительности стадйй, блок 7 вычисления суьмарного интегрального фактора, датчик 8 концентрации варочного раствора, датчик 9 за30 данного значения качественных показа8485 14 где H" - заданный суммарный ННТегральный фактор заварки и варки, определяемый -из уравнения н"= (а„,...а,у,с„...о ), (4)

5 где . аА,... а„„вЂ” параметры математических моделей, у — требуемые качественные показатели целевого продукта, с ...е — концентрация варочно1 го раствора.

Вид математической модели (4) зависит от конкретного способа варки.В частности, для процесса сульфитной варки вискозной целлюлозы уравнение (4 ) записывается а где а„=40,0; а„=-1,98; а =4,11; а, =-10,0; с„ — концентрация всего S0, с — концентрация связанного 50

У у — жесткость целлюлозы в перманганатных единицах, И.

e J „т -»оо » — интегральный фактор.

По заданному интегральному фактору, суммарной длительности стадий заварки и варки и скорости подъема температуры определяем интегральные факторы заварки и варки

М,, М„+1

9g+kht - о (ь) î где 8o — начальное значение температуры варочного раствора.

Из уравнения (6) рассчитываем длительность стадии заварки и варки и температуры на стадиях заварки и варки

90+ kt Ф ььк

Q() о "К . (ч)

Величины ь "к "t„„ k,8>

=9„+КМ„определяют программу нагрева содержимого варочного реактора, обеспечивающую Н = Н" и являющуюся заданием для системы нижнего уровня (регулирования температуры) .

Зная температурно-временной график и задание по производительности, оп-. ределяем уровен ь потребления пара варочным цехом (.расход пара) 25

Величина производительности групп варочных реакторов определяется количеством целлюлозы, получаемой с одного котла и временем оборота котла.

При условии постоянства загрузки цепи ЗО и стабильности качественных показателей выход целлюлозы с одной варки можно считать постоянным. Оборот реактора можно определить по формуле

35 где Q — количество целлюлозы, получаемое за одну варку;

N - число варочных реакторов; 40

Т - время оборота котла;

G - производительность варочного цеха.

Таким образом, зная число работающих реакторов, выход целлюлозы с ф5 одного реактора и стабилизируя оборот реактора, можно поддерживать величину производительности варочного цеха на заданном уровне. Рассчитав оборот реактора Т и приниМая длитель- 5g ность механических стадий (загрузка реагентов, выгрузка целевого пропуска), равными их математическим ожиданиям, рассчитываем суммарную длительность (ь tb) стадий заварки и варки 55 телей целлюлозы, блок 10 вычисления температуры, датчик 11 температуры, датчик 12 изменения температуры, блок

13 запаздывания, .блок 14 запаздывания, блок 15 определения временного интервала, регулятор 16 температуры, блок.

17 коррекции, блок 18 расчета температурного коэффициента., исполнитель. ный механизм 19, реле 20 блокировки, блок 21 вычисления коррекций, блок

22 вычисления температурного коэффициента, блок 23 расчета уровня расхода пара, блок 24 вычисления суммарного расхода пара, блок 25 вычисления прогнозируемого значения интегральнorо фактора, блок 26 сравнения, блок 27 вычисления температуры стоян- 15 ки, регулятор 28, реле 29 блокировки.

Предлагаемый способ управления группой варочных реакторов может быть реализован с помощью двухуровневой системы управления; верхний уровень которой решает задачи управления производительностью и расходом пара, а нижний — стабилизации заданного значения качественных показателей в каждом реакторе. к-» д »-ь». =т-7» gt,„., 1"- » (2) где gt - длительность стадии зак варки; ас.„.„ - длительность стадии варки, 49 ь „ длительность механических стадий.

Требуемые качественные показатели обеспечиваются выполнением условия

Н = Н (3) 65

-""к °

@пр. т " i (8) где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Стабилизация суммарного расхода пара осуществляется с учетом приоритетного распределения пара между реакторами.

При отклонении суммарного расхода пара от заданной величины 6=пн с,Ср ..д

8485 14 рассчитывается величина поправки для каждого реактора

00,= — „-0-0 — 0. (д у = i (9) где r - число реакторов, потребляю1 5 щих пар; температурный приоритет, @ х ъ (10) где 8" — некоторая заданная темпера- ® тура.

В результате стабилизации суммарного расхода пара вид температурновременного графика, а следовательно, и значение интегрального фактора за- 35 варки может изменяться. Для обеспечения постоянства к ачеств енных показателей на стадии подъема температуры прогнозируется значение интегрального фактора на момент окончания варки при условии, что Q{t.)=Ù .При совпа,дении прогнозируемого Н„и заданного з н ач ения ин тег рал ьног о фактора

86=9(t ),где о - момент времени, при котором Н„= Нк . 75

Как показывают расчеты 6, изменяется в пределах +0,7о, что при большом числе (N Ъ1 О) практически не сказывается на общем потреблении пара всеми реакторами.

Схема, реализующая способ, работает следующим образом.

Сигналы 1-3, пропорциональные значению производительности, числу реакторов и количеству целлюлозы, получаемой с одного реактора, поступают на вход вычислительного блока 4, с выхода которого снимают сигнал пропорциональный обороту реактора 5.

Оборот реактора рассчитывают по формуле (1).

Входной сигнал из блока 4 подают на вход блока 6 вы шсления, где рассчитывают длительност ь стадии нагрева и варки и интегральные факторы заварки и варки. 45

Расчет их (для односту пен чат ого процесса) производится следующим образом. Определяют суммарную длительность стадий заварки и варки 5 t1, по формуле (2 ), находят длительност ь стадий д т„заварки и ь t„, варки и затем значения интегральных факторов из формул

5 0 kt- об,I „0 ° 0 0С100 о кс„ где Н" - требуемое значение суммарного интегрального фактора рассчитывают в блоке 7 по сигналам от датчика

8 концентрации варочного раствора и ф) датчика 9 заданного значения качест-, венных показателей целлюлозы.

В блоке 10 по сигналу начальной температуры с датчика 11, по выходному сигналу блока 6, соответствующему 65 длительности нагрева, сигналу с датчика 12, соответствующему скорости подъема температуры, рассчитывают заданную температуру (температурновременной график) +и сс аС

Ж ) =

9 +kbt С 1 ht о к к

Найденную таким образом темпеРатуР-. но-временную программу через блок 13 запаздывания 13 подают на регулятор

16 температуры. Время запаздывания для каждого реактора рассчитывают в блоке 14 по формуле (0 М), г де с = 7N — временной интервал между загрузками реактора, п порядковый номер реактора.

Сигнал, пропорциональный временному интервалу, рассчитывают в блоке 15, выход которого подан на вход блока.

14. Сигнал запаздывания с выхода блока 14 подают на вход блока 13..

В регуляторе 16 сравнивают сигнал определенный в блоке 13, с сигналом измеренным датчиком 11 температуры.

Сигнал рассогласования от регулятора ,16 подают в блок 17 коррекции, где его изменяют на величину поправки, формируемой в блоке 21. Выходной сигнал блока 17 через реле 20 блокировки подают на исполнительный механиэм

19 на линии подачи пара в подогреватель 20 (или прямо в котел в случае прямого обогрева) .

Величину коррекции Ь G> рассчитывают в блоке 21 по выходным сигналам блоков 18, 22,23 и 24 г —, -. с- — "-0-0 - — 0 — 0

ЬС0 Г 0 °

Х

5=1 где г -,чйсло реакторов, потребляющих пар, температурный коэФфициент, зависящий от измеренной температуры и определяемый в блоке 22 по сигналу с датчика 11 температуры

IC /e. Э а В о в в", I где 6 " - задаваемая температура, константа, К вЂ” коэффициент пропорциональнос1 ти, G - требуемый уровень расхода пр. пара ко всем реакторам, оп ределяемый в блоке 23 по выходным сигналам блоков 4, 0

10 и сигналам датчик ов 2 и g 1; 6. - суюиарный текущий расход д=(пара по всем реакторам, рас5 считанный в блоке 24 по сигналам, пропорциональным требуемым расходам пара, Формируемым в регуляторах 16

848514 суммарный температурный коэффициент, рассчитанный в блоке 18, по выходным сигналам блоков 22.

В блоке 25 рассчитывают прогноэируемое значение интегрального фактора на момент окончания стадии варки.

Выход блока 25 сравнивают в блоке 26 сравнения с выходным сигналом блока

7. По выходному сигналу блока 26 в блоке 27 рассчитывают температуру стоянки. Выход блока 27 подает на ре- о гулятор 28 выходной сигнал, который поступает на исполнительный механизм

19. Выход блока 26 подают на реле 29 блокировки, выход которого соединен с исполнительным механизмом 19. 15

Предлагаемый способ позволяет управлять качественно процессом варки в группе реакторов, обеспечивая заданную производительность при стабилизации ее качественных. показателей. Щ

Формула изобретения

Способ автоматического управления группой варочных реакторов в процессе производства целлюлозы, состоящий в том, что измеряют отклонение текущего значения температуры варочного раствора от заданного значения, определяют интегральный фактор, характерезующий показатели качества цел/ люлозы в каждом реакторе, и регулируют подачу пара к каждому реактору, отличающийся т м, что, с целью улучщения качества управления определяют значения длительности, температуры стадий подъемов и стоянок в зависимости от интегрального фактора, производительности группы реакторов и количества работающих реакторов, в зависимости от чего задают суммарный расход пара по всем реакторам, контролируют действительный суммарный расход пара во всех реакторах и определяют отклонение действительного сулиарного расхода пара во всех реакторах от заданного и корректируют расход пара к каждому реактору, дополнительно определяют B ходе стадии подъема интегральный фактор на момент окОнчания стадии стоянки для данного реактора и при достижении им заданного значения корректируют температуру стоянки, затем определяют отклонение текущей температуры от скорректированной и дополнительно корректируют расход пара к данному реактору в зависимости от этого отклонения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Непенин Ю. Н. Технология целлюлозы. М., Гослесбумиэдат, 1963, т. П, с.212-218.

848514

Составитель С.Ллексанов

Редактор В.Иванова Техред A.Савка Корректор Г. Решетник

Заказ 6015/28 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьтий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4