Способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах Советский патент 1985 года по МПК B01D37/04 D21C9/06 

щей на сортирование, осуществляют в зависимости от оптимального и измерениого значений уровня массы в

выдувном резервуаре и измеренных значений расходов массы на сортировани.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ ЦЕЛЛНШОЗЫ НА БАРАБАННЫХ ФИЛЬТРАХ путем измерения электропроводности щелока в третьем баке фильтрата, уровня в первом, втором и третьем баках фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортирование, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества промьшки целлюлозы, дополнительно измеряют концентрацию целлюлозной массы, поступающей на сортирование, расход г-t теплой воды на третий фильтр, элект- ропроводность щелока в промежуточном баке фильтрата, расходы промывных щелоков На первый и второй фильтры, остаточную щелочность целлюлозной массы, поступающей на первый фильтр и после промывки, температуру горячей и теплой воды и в зависимости от измеренных параметров определяют ожидаемую остаточную- щелочность SU.,,, 1163886 А 4

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах и может быть использойано в целлюлозно-бумажной промыш ленности.

Известен способ автоматического управления промывной станцией с барабанными фильтрами путем регулирования расхода проьывиой воды на последнюю ступень промьшки в зависимости от качества промывки осадка, стабилизации расходов промывных жидкостей и спрыска остальных ступеней с коррекцией по уровню в баках фильтрата и по величине расхода промывной воды, стабилизации расхода фильтратов На разбавление суспензии в начальной ванне и осадка в промежуточных ваннах с коррекцией по величине расхода суспензии, подаваемо на станцию ij .

Однако -при использовании извест ного способа Йри управлении процес ом промывки не учитывается влияние остаточной щелочности, поступающей на промывку массы, концентрация поступающей на фильтры суспензии, температура промывной воды, а также не регулируются плотность фильтрата, подаваемого на выпарку, уровни в баках фильтрата, что снижает качество промывки целлюлозы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах путем измерения электропро водности щелока в третьем баке фильтрата, уровня в первом, втором и третьем баках фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортировке z.

Недостатком известного способа является то, что не учитывается

влияние остаточной щелочности, поступающей на промывку массы, на выходные качественные показатели процесса промывки. Учитывая значительную емкость бака фильтрата и неэффективность перемешивания в нем, сигналы с датчика электропроводности фильтрата, установленного в баке фильтрата, позволяют оценить лишь значительные по величине и длительности изменения остаточной щелочной массы для системы регулирования степени промьшки.

Целью изобретения является повышение качества промывки целлюлозы. I

Поставленная цель достигается

тем, что согласно способуавтоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных фильтрах путем измерения электропроводности щелока в третьем баке фильтрата, уровня в первом, втором и третьем баках фильтрата и регулирования расходов горячей воды и массы на сортирование дополнительно измеряют концентрацию целлюлозной массы, поступающей на сортирование расход тепловой воды на третий фильтр, электропроводность щелока в промежуточном фильтрата, расходы промывных щелоков на первый и второй фильтры, остаточную щелочность целгаолозной массы, поступающей на первый фильтр и после промывки, температуру горячей и теплой воды и в зависимости от измеренных параметров определяют ожидаемую остаточную щелочность массы после промывки, по измеренным значениям плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, уровня целлюлозной массы в выдувном резервуаре, уровней в баках фильтрата и вычисленному значению ожидаемой остаточной щелочноети массы после промывки определяют оптимальные значения уровней щелоков в баках фильтрата, остаточной щелочности массы после промывки на третьем фильтре, плотности смеси сцелоков, подаваемой на выпарную станцию, и уровня массы ,в выдувном резервуаре, по измеренным значениям плотности и расхода щелокаР подаваемого на выпарную станцию , после промывки целлюлозной массы, вычисленному оптимальному значению плотности смеси щелоков, подаваемых на выпарную станцию, и ее измеренному значению регулируют расход фильтрата на вьтарную станцию, по оптимальным и измеренным значениям уровней щелоков во втором и третьем баках фильтрата, измеренным значениям расходов промывных щелоков на первый и второй фильтры и оптимальному значению остаточной щелочности целлголозной массы после промывки регулируют расходы щелоков на первый и второй фильтры,- по измерен ным значениям расхода и концентраци массы, поступающей на сортирование, температуры теплой и горячей воды в зависимости от ожидаемого значения остаточной щелочности массы после промывки и номинальной температуры промывной воды регулируют расходы г рячей и теплой воды,а регулирование расхода массы,поступающей на сортиро ние, осуществляют в зависимости от оптимального и измеренного значений уровня массы в вьщувном резервуаре и измеренных значений расхода массы на сортирование. На чертеже изображена блок-схема системы управления, реализующая данный способ. Способ осуществляется следующим .образом, Целлюлозную массу из варочного аппарата 1 подают в выдувной резер вуар 2, а отработанный щелок из вар ного аппарата 1 отбирают в испарительный циклон 3. Из выдувного ре- зервуара 2 массу подают на сорт1фовочные аппараты 4 и 5, а затем на три последовательно соединенных барабанных фильтра 6,7 и 8 с баками фильтрата 9,10 и 11. Щелок из перво го бака фильтрата 9 и из испаритель ного циклона 3 после смешения подают на выпарную станцию 12. Сигналы с датчиков расхода массы на сортирование 13 и 14, концентрации массы на сортирование 15, остаточной щелочности массы перед первым 16 и после переднего 17 фильтра, электропроводности щелоков во втором 18 и третьем 19 баках фильтрата, расхода 20 и 21 промывных щелоков на первый и второй фильтры, расходов горячей 22 и теплой 23 воды и температуры горячей 24 и теплой 25 воды поступают на вход блока 16 расчета прогнозируемой остаточной щелочности массы после промывки. В этом блоке определяют прогнозируемое значение остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре по следуюп й формуле: чр р I ч р (с -С), () - измеренное значение остаточной щелочности массы . про1«11вки на последнем фильтре, г Na20/л; ot - весовой коэффициент; - прогнозируемое значение остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре , р г С - оасчетрое значение остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре, г Ка20/л. Расчетное значение остаточной щеочности массы после промывки на поледнем фильтре определяют.в блоке 6 по следующей формуле: C W bol;vKC(;)4b,(;).bjT,,(2) де b,b2,bo5 - коэффициенты в уравнении регрессии; bo(i свободный член 57 равления регрессии; -щелочность массы после промывки на втором фильтре, г -удельный расход промывной воды, л/кг; - температура промывной воды, С Корректировку свободного члена равнения регресии осуществляют блоке 26 по формуле bo(),(;)-cli), (3 -г j где Ьд(1-1) - предыдущее значение свободного члена в уравнении регрессии. Удельный расход проммвной воды определяют в блоке 26 по следующей формуле ,.. пь(- Ciacu, где Q га расход горячей воды на последнюю ступень промыв ки, л/мин; Q-,g - расход теплой поды на последнюю ступень промы .ки, л/мин; аси расход абсолютно сухой целлюлозы на сортирован кг/мин. Температура промывной воды определяется в блоке 26 по следующей формуле ., ,B( V(() где Т-т, - температура горячей во™ да.с, Т- - температура теплой во- О« Остаточная щелочность массы определяется в блоке 26 по формуле Сор (;) Сс. (;И Р Qr..L,(i1 .cf,W-Cs,,G, где С (i) - остаточная щелочность массы после промывки на первом фильтре, г Сс (i) - электропроводность ще лока в третьем блоке фильтрата, г р„ - расход промывного щел на второй фильтр, л/мин; b 32 эмпирический коэффици ент для второго фильт ра, кг/л. Остаточную щелочность массы пос первого фильтра определяют в блок 26 аналогично ОпцЛ Т) S Sv bx-Cg ve де Ct () - электропроводность щелока во втором баке фильтрата, г Q . (л)- расход промывного щелока на первый фильтр, л/мин; €((1) - остаточная щелочность массы перед первым фильтром, г МаяО/л; bg, - эмпирический коэффициент для первого фильтра,кг/л Расчет потока абсолютно сухой еллюлозы осуществляют в блоке 26 по ормуле асц(,иСг Кмс-р; 1(8) где Р(лс, расход массы на сортирование по первой и второй линии, л/мин;. - концентрация массы на сортирование, кг/ni коэффициент, учитывающий потери при сортировании. Сигналы с датчиков смеси щелоков 27, подаваемых на выпарною станцию 2, уровня 28 в выдувном резервуаре 2, ровней 29,30и 31 в первом,втором и третьем баках фильтрата 9,10и Пи выодной сигнал блока 26 расчета прогнозируемой остаточной щелочности массы осле промывки на последнем фильтре подают на вход блока 32 расчета оптимальных значений параметров процесг са промывки. В блоке 32 с использованием номинальных и предельных значений этих параметров определяют оптимальные значения заданий для уровней во втором 10 и третьем 1I баках фильтрата плотности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию 12, остаточной щелочности массы после промывки на последнем фильтре 8 и регуляторов расхода массы, подаваемой на сортирование для обеспечения минимума.функционала,H,-taj&Ha+a,bH,va4-HB j t (9) где «5Ьpцы, Нми„ ы Ча.си«мс,ьи::,;% 6H,..H, , iH V bHj-Hl-H bH рГи Рмц-рчц-рчц рС P-cl-clP..1 гч MM И j ЬСдч ЛС cp -cf нГ нииГ - -М -ч -коэффициенты; a6,a,.ag HI -задание уровню во втором баке фильтра -задание уровню в третьем баке фильтэ рата; щ - задание .плотности смеси щелоков, пода .емых на вьтарную станцию; -задание остаточной щелочности массы пос промывки на последнем фильтре. Найденные значения заданий испол зуются для управления соответствующ ми параметрам в блоках определения заданий регулятором. Задгшие остато ной щелочности массы после промывки на последнем фильтре 8 поступает в вычислительный блок 33 расчета зада НИИ регулятором расхода горячей 34 и теплой 35 воды; задания рассчитывают на основании требуемого общего расхода воды, температуры горячей 2 и теплой 25 воды н оптимальной температуры промывки по следующим форм лам: гр LTB TBJ ne ТгвТ в .ТР 5Р neQre, где Т - оптимальная температура пpo адвки (считается темпе р ратура 55+2с), °С; Т - требуемый общий расход промывной воды на последний вакуум-фильтр, л/мин Требуемый общий расход проьывной воды на последнюю ступень, промывки рассчитывается в вычислительном блоке 33 по формуле ; П9 6 асц где требуемый удельный расход воды на последнюю ступень промывки, л/кг; оеиГ расход абсолютно сухой целлюлозы на фильтры, кг/мин; q,, - текущее значение удельного расхода промьшной воды, - поправка к удельному расходу промьтной воды на отклонение прогнозируемого значения остаточной щелочности массы от заданного, л/кг (i) О) , &ч„, - соответственно . пропорциональная, интегральная, дифференциальная поправка к удельному расходу промывной воды ,1одаваемой на последний фильтр, л/кг. .(15) ()ПпвС1-0; (16) , (П) t,,Ky,kq - коэффициенты соответственно пропррциональной, интегральной и дифференциальной части; по е- единичная поправка к удельному расходу промывной воды по отклонению прогнозируемого значения остаточной щелочности массы от заданного; ... (-3 Прч 7 (,9) gj коэффициент пропорциональности по каналу остаточная щелочность - удельный расход промывной. водь:, лУкгГ . нал11 с датчиков 30 и 31 уровг втором 10 и в третьем 11 бальтрата И- с датчиков 20 и 21 а промывного щелока на первый орой 7 фильтры подаются соответо на входы вычислительных блои 37, куда также подаются зауровням во втором 10 и третьем ах фильтрата. В этих блоках ове информации о скорости отклонения значения уровня в баке фильтрата от з аданного значения рассчитываются задание регулятором расхода 38 и 39 ппомывного щелока на первый 6 и второй 7 фильтры Q;.0)QH,. ,(9) гдеОпц,(1),а (vl)- текущее и предыдущее значение зада НИИ регулятору расход-а промывного щелока на первый фильтр, л/мин; i-O- текзлиее и предыду щее отклонения уров ня во втором баке фильтрата от заданного значения , %; - коэффициент пропорциональности, определяемый размерами бака и величиной расходов в нем л/мин,% S,(b-Hs,(;) (20) где Hg - заданное значение уровня во втором баке фильтрата,%; Hg (i) - измеренное значение уровня во втором баке, j Для регулятора расхода промывного щелока на второй фильтр производится аналогичный расче.т. Сигналы с датчиков плотности 27 смеси щелоков, подаваемых на выпар- 40 ную станцию 13, щелока АО, подаваемого на выпарную станцию 12 из испарительного циклона 3, щелока 41, подаваемого на выпарную станцию 12 из первого бака- фильтрата 9, а так- 45 же сигналы с датчиков расхода 42 щелока из первого бака фильтрата 9 и расхода щелока 43 из испарительного циклона 3 и задание плотности . смеси щелоког- подаваемых на вы- 50 парную станцию 12, подают на вход вычислительного блока 44, где рассчитывается заданце регулятору расхода фильтрата 43 Из первого бака фильтрата 9 на выпарную станцию 12. 55 а .вь..) 30 )- расчетное задание расхода фильтрата на выпар- , пив станцию, л/мин; .аьЧ) поправки к расходу фильтрата на выпарную станцию по сигналу обратной связи, л/мин; .. f, ... Рцвьт -РцЬ) -. ..ВыпН 3 ) РмцН) Рср.ВипП) ц,вып расход щелока из испарительного циклона на выпарную станцию, л/мин; ц-вып плотность щелока из испарительного циклона, г/л; ор.вып плотность фильтрата на выпарную станцию из первого бака фильтрата, ъ - заданное значение плотности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию, г/л J ebin Qjgbih b QiBb. Ф. ш соответственно пропорциональная, интегральная и дифференциальная составляющие ПИД-поправки, л/мин; ..вьше1) (24) Ф..вып(-1)5(25) ,п).(2б) (j7 соответственно козффициенты пропорциональной, интегральной и дифференциальной части; г- единичная поправка к . с расходу фильтрата на вьшарку, рассчитанная в зависимости от отклонения текущего значения плотности смеси щелоков, подаваемой на выпарную станцию, от заданного значения, л/мин; Рмц-ргиЬ ;. (27) гпер() - текущее значение плотности смеси щелоков, по чаваемой на выпарную станцию, if/nl Ко коэффициент пропорцио- 5 нальности между плотностью смелей щелокбв, подаваемых на вьшарную станцию и расходом фильт- . рата из первого бака О фильтрата, г мин/лг На основании задания уровню в выдувном резервуаре 2, рассчитанного в блоке 32, и его текущего значения а также с использованием изме- 15 ренных значений расхода массы «а сортирование в вычислительном блоке А$ рассчитываются задания регуляторам расхода массы на сортирование А7 и 48 следующим формулам: 20 QHVQMc.ci) 1 р Ивр-Нрр(;) «мс,(Ь где Q лен про вод ной обл ков MC задания регуляторам (.j расхода массы на сортирование соответственно по первой и второй линиям сорти- рованияу, л/мин; 1),Оцр С1)- текущее значение расхода массы на сортирование соответственно по первой и второй линии сорти рования, л/МИН} - заданное значение уровня в выдувном резервуаре, м; СО - текущее значение уровня в выдувном резервуаре, м; НР - коэффициент пропорциональности, л/м«мин лизация данного способа управпозволяет повысить качество са промывки целлюлозы, прик снижению колебаний остаточлочности в промытой массе и ает процесс выпаривайия щело