Система управления процессом сжигания отработанного щелока сульфат-целлюлозного производства Советский патент 1986 года по МПК G05B11/00 

1

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промьшшенности и может найти применение при управле- НИИ процессом сжигания отработанного черного щелока в топках содоре- генерационных котлоагрегатов (СРК) в установках регенерации химикатов после производства целлюлозы сульфатным способом.

Цель изобретения - повышение качества управления системы.

На фиг.1 представлена блок-схема системы управления процессом сжигания отработанного щелока сульфат-цел люлознрго производства на фиг.2 - блок-схема преобразователя; на фиг.3 - блок-схема суммирующего блока для расчета содержания сухого вещества; на фиг,4 - блок-схема датчика коэффициента избытка воздуха в топке; на фиг.5 - блок-схема датчика присосов воздуха; на фиг.6 - блок-схемы -одного из возможных вариантов построения датчика анализатора состава органической части сухого вещества отработанного черного щелока, датчика-анализатора содержания сульфида натрия и сульфата натрия в минеральной части черного щелока, датчика-анализатора состава рабочей массы вспомогательного топлива и датчика-анализатора состава технического сульфата натрия.

Предлагаемая система управления содержит топку 1, паровой котел 2, воздуховод 3 дутьевого воздуха, дымосос 4, щелокопровод 5, трубопровод б вспомогательного, топлива,трубопровод 7 сульфата натрия, преобразователь 8, датчик-анализатор 9 состава органической части сухого вещества отработанного черного щелока, датчик-анализатор 10 содержания сул фида натрия и сульфата натрия в минеральной части черного щелока, датчик-анализатор 11 состава рабочей массы вспомогательного топлива, датчик-анализатор 12 состава технического сульфата натрия, датчик 13 коэффициента избытка воздуха в топк датчик 14 присосов воздуха, датчик 15 расхода технического сульфата натрия, датчик 16 расхода вспомогательного топлива, датчик 17 расхода отработанного черного щелока, датчи 18 температуры дутьевого воздуха, датчик 19 температуры дымового газа суммирую1ций блок 20, датчик 21 плот10

330982

но.; 1 и отработанного черного щелока, датчик 22 температуры отработанного черного щелока, регулятор 23 расхода дутьевого воздуха, датчик 24 со5 держания кислорода в дымовом газе, регулятор 25 нагрузки дымососа, датчик 26 разрежения в топке, блок 27 сравнения измеренного разрежения в топке с заданной предельной величиной, сигнализирующее устройство 28, сумматоры 29 - 41, умножители 42 - 51, усилители 52 - 72, инверторы 73 - 75, источники 76 - 79 постоянного напряжения, первый 80, второй

81, третий 82, четвертый 83, пятый 84, шестой 85, седьмой 86, восьмой 87, девятый 88,, десятый 89, одиннадцатый 90 и двенадцатый 91 входы и первый 92 и второй 93 выходы преоб2 разователя 8, сумматор 94, усилители 95 - 97, источник 98 постоянного напряжения, датчик 99 содержания кислорода в топочном газе сумматор 100, нелинейный элемент 101, умножи- - тель 10.2, источник 103 постоянного напряжения, датчик 104 кислорода в топочном газе, сумматор 105, нелинейный элемент 06 , умнола-1тели 1 07 , сумматор 108, источники 109 и ПО пос 30 тоянного напряжения, муфельная печь 111, регулятор 112 температуры, дозатор 113 черного щелока, поглотитель 114 водяного пара с взвешивающим устройством, поглотитель 116 сернис35 того газа с взвешивающим устройством дозатор 117 вспомогательного топлива, дозатор 118 сульфата натрия, растворитель 119 пробы сульфата натрия, измеритель 120 содержания суль40 фида натрия в щелоке измеритель 121 содержания сульфата натрия, преобраз ватель 122, клапаны 123 - 126, запор- ные органы 127 и 128, клапан 129 в трубопроводе дистиллированной воды,

45 клапаны 130 - 132, клапан 133 в кис- лородопроводе, клапан 134 в трубопроводе дистиллированной воды, клапан 135, газовод 136 и исполнительный орган 137.

50 Г реобразователь 8 содержит сумматоры 29 - 41 ,, умножители 42 - 51 , усилители 52 - 72, инверторы 74 и 75, ис-уочникк 76 - 79 постоянного напряжения. Он может быть реализован как

55 в виде специального самостоятельного аналогового блока, так и на базе электронной вычислительной машины. В последнем случае на входах и выходах

преобразователя 8 устанавливаются преобразователи аналог-код и код-аналог Суммирующий блок 20 содержит сумматор 94, усилители 95 - 97 и источник 98 постоянного напряжения. Он мо- жет быть реализован как в виде самостоятельного аналогового блока на суммирующем операционном усилителе, так и на базе микроЭВМ с соответствующими преобразователями на входах и вы- ходе.

Датчик 13 .коэффициента избытка воздуха может быть собран из различных известных в технике измерителей и функциональных блоков в зависимости от. использования метода его определения. Наиболее приемлемым в данном случае методом определения коэффициента избытка воздуха является кислородный, при котором - коэффициент избытка воздуха в топке с(. равен

с/.

21 - О,

где 0 - содержание кислорода в

топочном.газе, измеренное датчиком содержания кислорода в тйпочном газе, %, так как необходимый для его осуществления датчик сод ержания кислорода в топочном газ имеется как штатный измерительный прибор на любом содорегенераци- онном котлоагрегате. Поэтому в качестве примера конструктивного и функциоргального исполнения коэффициента избытка воздуха в топке приведена блок-схема (фиг.4), в которой использован датчик содержания кислорода в топочном газе.

Представленный на ней датчик коэффициента избытка воздуха включает датчик 99 содержания кислорода в топочном газе, соединенный своим вькодом с инверсным входом суммато- ра 100, подключенного выходом через нелинейный элемент 101 к первому входу умножителя 102.

Кроме того, в состав датчика 13 коэффициента избытка воздуха входит источник 103 постоянного напряжения соединенный выходом с вторыми.входами су. .атора 100 и умножителя 102.

Датчик 13 коэффициента избытка воздуха работает следующим образом.

Выходной сигнал датчика 99 содержания кислорода в топочном газе поступает на инверсный вход сумматора

5 10

1520

5

0 5 0

100, на прямой вход которого поступает постоянный- сигнал, соответствующий числу 21, с выхода источника 103 постоянного напряжения. Выходной сигнал сумматора 100 преобразует в обратный по величине сигнал в нелинейном элементе 101. Умножая полученный сигнал на входной сигнал источника 103 постоянного сигнала в умножителе 102, получают окончательное значение коэффициента избытка воздуха в топке, которое в данной системе вводится в преобразователь 8 через его шестой вход.

Вход датчика 14 присосов воздуха расположен в газоходе 136, соединяю-, щем паровой котел 2 с дымососом 4 (этот газоход является элементом парового котла 2 и поэтому на схеме не выделен). Таким образом, измеряемое датчиком 14 знач.ение присосов воздуха соответствует величине, имеющей место именно в паровом котле 2, так как датчик 14 контактирует с. дымовыми газами, уходящими из парового котла в дымосос. Следовательно, функ- циональная связь между паровым котлом 2 и датчиком 14 присосов воздуха самая непосредственная (на чертеже она обозначена сплошной линией с точкой в месте ее примыкания к газоходу 136).

Измерение присосов воздуха датчиком 14 осуществляется на основе газового анализа в основном теми же методами, что и коэффициента избытка воздуха в топке, а именно, по измеряемым содержаниям азота и кислорода в дььмовом газе:

.

N.

3,760,,

.p| - присос воздуха в газоходах СРК;

NJ - содержание азота в дымовом газе, измеренное газоанализатором на азот,%; 0„- содержание кислорода в дымовом газе, измеренное кислородомером,%,

по измеряемому содержанию кислов дымовом газе:

с.„

21

где 0 - содержание кислорода в

топочном газе, измеренное кислородомером,%.

Конструктивно датчик 14 присосон воздуха аналогичен датчику 13 коэффи циента избытка воздуха в топке, выпоняется из таких же стандартных эле- ментов и отличается от него лить наличием вычитания из единицы. Наиболее приемлемым вариантом конструктивного и функционального выполнения датчика 14 присосов воздуха также является кислородный из-за наличия датчика содержания кислорода в дымовом газе в составе контрольно- измерительных приборов на любом содо регенерационном котлоагрегате.

Датчик 14 присосой воздуха (фиг.5.) включает датчик 104 содержания кислорода в дымовом газе, соединенный выходом с первым входом сумматора 105, соединенного своим выходом через нелинейньш элемент, 106 с первым входом умножителя 107. Второй вход сумматора 105 и умножителя 106 соединен с выходом источника 109 постоянного напряжения. Вы- ход умножителя 107 подключен к первому входу сумматора 108, к второму входу которого подключен источник ПО постоянного напряжения.

Датчик 14 присосов воздуха рабо- тает следующим образом.

Сигнал от датчика 104 содержания кислорода в дымовом газе поступает на инвертирующий вход сумматора 107, в котором происходит суммирование указанного сигнала с постоянным сигналом, соответствующим числу 21 и поступающему с выхода источника 109 постоянного сигнала. Выходной сигнал сумматора 105 в нелинейном элементе 106 преобразуется в сигнал, обратный по величине. Выходной сигнал нелинейного элемента 106 поступает на первый вход умножителя 107 в котором умножается на постоянный сигнал с выхода источника 109 постоянного напряжения. Выходной сигнал умножителя 107 поступает на инвертирующий вход сумматора 108, на прямой вход которого поступает выходной сигнал источника 110 постоянного напряжения. Выходной сигнал сумматора 108 является выходом датчика 14 присосов воздуха.

В преобразователь 8 вводятся ре- зультаты лабораторного анализа состава органической части сухого вещества черного щелока, содержания

, оis

20 5

о

. ,. „

5

5

сульфида и сульфата натрия в минеральной части щелока из щелокопро- вода 5, состава П рабочей массы вспомогательного топлива из трубопровода 6 вспомогательного топлива, состава 12 технического сульфата натрия из трубопровода 7 сульфата натрия. Однако в настоящее время промышленность не выпускает перечисленные анализаторы, хотя изготовить их можно 5 например, по приведенной на фиг.6 схеме,

Анг1лизаторы (фиг.6) предназначены для определения состава органической части сухого вещества черного щелока, содержания сухого вещества в черном щелоке, содержания сульфида и сульфата натрия в его минеральной части, а также состава рабочей массы вспомогательного топлива и состава технического сульфата натрия.

Анализатор включает муфельную печь 111 с регулятором 112 температуры, дозатор 113 черного щелока, поглотитель 114 водяного пара с взвешивающим з стройством, поглотитель 115 углекислого газа с взвешивающ.ш устройством, поглотитель 116 сернистого- газа с взвeшивaющIiм устройством, дозатор 117 вспомогательного топлива, дозатор 118 сульфата натрия, растворитель 119 пробы сульфата натрия, измеритель 120 содержания сульфида натрия в щелоке, измеритель 121 содержания сульфата нат- рия, преобразователь 122.

Дозатор 113 черного щелока соединен трубопроводами с щелокопрово- дом 5 и муфельной печью 11 через установленные на них автоматические клапаны 123 и 124. Дозатор 117 вспомогательного топлива соединен трубопроводами с линией 6 подачи вспомогательного топлива и муфель.ной, печью 111 через автоматические клапаны 125 и 126. Дозатор 118 сульфата натрия соединен с линией 7 подачи сульфата натрия трубопроводом через автоматический запорНЕЛй орган 127, а выход его соединен через автоматический запорный орган 128 с раст- вб ителем. 119 пробы сульфата натрия, к которому подключен трубопровод дистиллированной воды через автоматический клапан 129. Выход растворителя 119 связан трубопроводом с автоматическим измерителем 121 содержания сульфата натрия через автоматический клапан 130. Первый выход муфельной печи 11I соединен .трубопрводом через автоматический клапан 131 с установленными последователь- но поглотителями с взвешивающими устройствами 114 - 116, а второй ее выход соединен трубопроводом через автоматический клапан 132 с измерителем 121 содержания сульфата натрия. К муфельной печи 111 подключен также кислородопр овод через автоматические, клапан 133 и трубопровод дистиллированной воды через автоматичес- кий клапан 134. Автоматический изме- ритель 120 содержания сульфида натрия в черном щелоке соединен трубопроводом через автоматический клапан 135 с дозатором 113 черного щелока. Поглотители 114 - 116, а также измерители содержания сульфата натрия 121 и сульфида натрия 120 соединены электрическими линиями с входом преобразователя 122.

Комплекс анализаторов работает следующим образом.

В заданный момент времени открывается автоматиче ский клапан 123 и проба из щелокопровода 5 поступает в дозатор 113 черного щелока. Затем клапан 123 закрьшается и открывается автоматический клапан 124, пропуская дозированную пробу в муфельную печь 111, разогретую до 140 С, и клапан 131 на выходе газов из муфельной печи 111. При 140 С происходит сушка щелока без разложения органического вещества. Образующийся водяной пар через клапан 131 поступает в поглотительную систему и задерживается в поглотителе подяного пара . с взвешивающим устройством 114, которое фиксирует увеличение массы поглотителя 114. Окончание прирос- . та массы соответствует окончанию сушки щелока и электрический сигнал, пропорциональный полученной величине приращения, подается на вход преобразователя 122, который вычисляет содержание сухого вещества в черном щелоке по формуле

S.Z.4W.. ,о„.

- содержание сухого вещества в черном щелоке,% ; 55 - навеска черного щелока, взятая из щелокопровода 5 в дозатор 113;

Д1 7 - приращение массы поглотителя- П 4 водяного пара,г

По окончар{ии сушки от поглотителя 114 поступает также сигнал на открытие автоматргческого клапана 133, закрытие клапана 131 и на регулятор 112 температуры, в результате чего в печь 111 поступает кислород и одновременно регулятором 112 поднимается температура. При 200 С начинается выделение летучих органических соединений из сухого остатка щелока, а при 650 С происходит самовоспламенение его и сгорание органи- 4ecKofi составляющей.

.При достижении этой температуры подается сигнал на открытие автоматического клапана 131, через который продукты сгорания, вытесняемые из печи 111 кислородом, проходят через систему поглотителей с взвешивающими устройства } 114 - 116. В поглотителе 114 задерживается влага, образовавшаяся от сгорания водорода, содержан(егося в пробе черного щелока. В поглотителе 115 углекислого ( газа поглогцается углекислый газ, образовавшийся от сгорания углерода, содержащегося в пробе герного щелока В поглотителе 116 сернистого газа с взвешивающим устройством поглощается сернистьм га, образовавшийся от сгорания органической серы, содержавшейся в черном огелоке. По окончании роста массы всех поглотителей от них поступают сигналы, пропорциональные приращению их масс, на вход преобразователя 122, который по величине этих сигналов вычисляет состав органической части сухой массы черного щелока по формулам АН-100

Н

- 0,09.а ..g

,.j

0

5

где - содержание водорода в сухой массе черного щелока,%; U.H - приращение массы поглотителя 114, водяного пара, г.

Р 3 л С . ,по

-сш, - 1 ,, „ иО, и, 1 а Б

где С(,ц - содержание углерода в су хой массе черного щелока,%; ДС. - приращение массы поглотителя 115 углекислого газа,г.

с -ДК

Ц - 0,02 a.g 0°

opr

9

г де Зщ содержание органической

серы в сухой массе черного щелока,%;

дЗ приращение массы поглотителя 116 сернистого газа; г, Так как в черном щелоке азот отсутствует, содержание кислорода определяется по разности

сц 500 - Н,„,, С,- S,, где .- содержание кислорода в су-

хой массе черного щелока,% Одновременно с сигналами на вход прербразователя I22 от поглотителей с взвешивающими устройствами 114 - 116 подается сигнал на закрыти автоматических клапанов на кислородо проводе 133 и на отводной линии газообразных продуктов сгорания 13 и открытие автоматическог о клапана 134 на трубопроводе дистиллированной воды, которая заполняет определенный объем в муфельной печи 111, после чего автоматический клапан 134 закрывается,,. Когда заканчивается растворение п-пава, оставшегося в муфель- ной печи 111 после сгорания органической части в пробе щелока, открывается автоматический клапан 132 и раствор из муфельной печи переливается в измеритель 121 содержания суль- фата натрия, который определяет соде жапие сульфата натрия в растворе мин рального остатка пробы черного щелока в муфельной печи 111 и передает, пропо} ; диональный этому содерлсаншо сигнал на вход преобрагшвателя 122„ При этом автоматический клапан 132 закрывается, а автоматический клапан 123 открывается, черный щелок из щелокопровода 5 заполняет дозатор

13

паи

черного щелока, закрьшается кла 1 23

откръгаается автомати ескии через который проба черного щелока поступает в измеритель 120 содержания сульфт-да натрия от- куда с.игттал, пропордиональный содер- жЯ ПЖ) сульф1зда натрия в черном щелоке... поступает в преобразователь 122„ В нем вьр-гисляется содержание сульфида н.атрия в черном щелоке по фор-

уле

А

dd

ЯСЧА

V

де А

CU1, с1

сВ

100,

г5

содержание сульфида .-IT- рия в черном щелоке,,4р

а кондентрадия сульфида натрия в пробе черного щелока, г/л;

309810

V - объем пробы черного щелока

в дозаторе 113, л; g - масса пробы черного цтелока в дозаторе 1135Г, Содержание сульфата натрия вычисляется по алгоритму

Р:

inn л

0,01-g.a,, °° 10

ij гр 2S f, ,,р

5

.

S

где А - содержание в сухой массе черного щелока сульфата натрия, %;

С., - кондентрация сульфата натрия в растворе, полученном Е муфельной печи П, г/л,

V - объем раствора в муфельной .г.ечи 1 1 1 5 л.

Это )р;еии€1 использовано для расчета содерл :ания сульфата натрия в сухой кассе черного щелов;а вследствие тогОз что 3 растворе минерального остатка в муфельной печи со- дерлсится наряду с сульфатом натрия И.З черног с щелока также и сульфат натрия, образовавшийся из сульфида н.а грия при его окислении кислородом .

-В йз.данкь й момент времени открьша ется с.втоматический клапан. 1255 и проба вспомогательного топлива из трубог:ровода б его подачи в топку 1 отбирается в дозатор I 1 7 вспоь ога- те..лъного топлкв.а. По :-заполненни пос- леднет о к.лапан 125 закрьгеается, а атг/оматические ллапаиы 126 и 133 открываются-. Дозированная проба топлива и кислород поступают в му- фе.льиуи) печь 111, после чего клапан 126 закры;в.г:.ется, открывается клапан 31s 1 кл 0чг1етс5 муфе.пы1ая печь П1 с : 1- Г улято1: ом 12 и разогревае.тся до сч-:мпер.ятуры воспламенения вспо- могатгльного топлива (для мазута 20-170 С в зависимости от его марки), Г азообр.азкые про/дукты сгорания поступают через клапан 131 3 пог.потители с взвешивающими устройствами 114 - 116, Далее продесс опреде.лени.ч состава рабочей массы вспомг . ателгьного топлива не отличается о г такового при определении состава орг анической части сухого в ещестза черного щелока,.

Ду1я реализации системы необходи- МО ш-1еть данные о содержании чистого сглтьфата натрия в техническом,

Проба сульфата натрия из трубопровода через открывающийся в заданный момент времени автоматический запорный орган 127 поступает в дозатор 118 сульфата натрия. По окончании дози- ровки пробы запорный оргая 127 закрывается, а автоматический запорный орган 12В и автоматический клапан 129 открьшаются и отмеренная масса сульфата натрия поступает в раствориталь 119 пробы сульфата натрия, а -терез клапан 129 сюда же поступает дистиллированная вода. Затем клапан 129 закрьшается, открывается авто матический клапан ГЗО и пропускает раствор в автоматический измеритель

121содержания сульфата натрия. Далее порядок определения содержания чистого сульфата натрия в техническом совпадает с. определением содеря ания сульфата натрия в растворе минерального остатка после сжигания пробы черного щелока в муфельной печи 111. Расчет ведется в преобразователе

122по формуле

. .-.,

Ss

00,

где А - содержание чистого сульфа- та натрия в техническом,%

С - концентрация сульфата нат- рия в растворе, полученном в растворителе 119 и измеренная в измерителе 121, г/л; VP - объем раствора в раствори-

теле, 119, л;

. gg - масса пробы сульфата натри отмеренная в дозаторе 118, г.

В качестве измерителей содержания сульфата натрия 121 и сульфида натрия 120 в черном щелоке могут быть использованы автоматические титрато- ры, измерительные ячейки с электродами, чувствительными к ионам S , , или другие приборы.

В качестве регуляторов 23 и 24 могут быть применены любые стандартные регуляторы с П-законом регулирования..

Исполнительные механизмы и органы могут быть также любого типа: пневматические, электрические или гидравлические с воздействием на направляющий аппарат вентилятора (регуля- тор 23 расхода, дутьевого воздуха) или на гидромуфту дь1мососа (регулятор 25 нагрузки дымососа).

Система работает следующим образом.

На первый вход суммирующего блока 20 поступает сигнал с выхода датчика 2 плотности отработан ного черного щелока, а на второй - с выхода датчика 22 температуры отработанного черного щелока. На выходе суммирующего блока 20 формируется сигнал, пропорциональный величине .содержания сухого веп ества в отработанном черном щелоке по алгоритму ( +0,0012t-l,628) 100%,(1)

где - содержание сухого BentecTBa в отработанном черном щелоке,%;

р - плотность черного щелока при измеряемой температуре,

VM ;

- температура отработанног о

черного щелока,°С. Алгор ггм (1 реализуется следую щ1-да образом. На входы сумматора 94 суммирующего блока 20 поступают выходной сигнал датчика 2 плотноети отработанного черного, щелока, умноженный на коэффициент К-1,6 в усилителе 96, выходной сигнал датчика 22 температуры отработанного черного щелока, умноженный в усилителе 95 на коэффициент К 0,0012, и выходной сигнал источника 98 постоянного напряжения, равный 1,628. На выходе сумматора 94 формируется сигнал, равный сумме перечисленных сигналов и поступающий на вход усилителя 97, в котором умножается на коэффициент К 100. Выходной сигнал усилителя 97 является выходным сигналом суммирующего блока 20. Этот сигнал является одним из основных сигналов (параметров),используемых в дальнейшем при организации работы преобразователя 8.

Выходной сигнал суммирующего блка 20 поступает на девятый вход 88 преобразователя 8. На остальные входы преобразователя 8 поступают следующие сигналы: на первый вход 80 преобразователя 8 поступает сигнал с выхода датчика-анализатора 9 состава органической части сухого вещества отработанного черного щелока, на восьмой вход 87 - с выхода датчика-анализатора 10 содержания сульфида натрия и сульфата натрия в минеральной части черного ка, на десятый вход

НУ - с выхода

датчика-аналиазтора 11 состава рабочей массы вспомогательного топлива, на двенадцатый вход 91 - с выхода датчика-анализатора 12 состава техни ческого сульфата натрия, на шестой вход 85 - с выхода датчика 13 коэф фидиента избытка воздуха, на седьмой вход 86 - с выхода датчика 14 присо- сов воздуха, на второй вход 81 - с вьгхода датчика 15 расхода технического сульфата натрия, на одиннадцатью вход. 90 - с выхода датчика 16 расхода вспомогательного топлива, на третий вход 82 - с выхода датчика 17 расхода отработанного черного щелока на четвертый вход 83 - с выхода датчика 18 температуры дутьевого воздуха, на пятьм вход 84 - с выхода датчика 19 температуры дымового газа,

На первом выходе преобразователя 8 формируется сигнал, пропорциональный объемному расходз дутьевого воздуха, по алгоритму

q, ,,+ 0,267Н,+ ч- 0,0333(С- 0,.J - 0,015А:,,0,0273 С,

+ 0,267 Н + 0,0333 (S

Pofr

о,о15/4:ол- |7р:

о;)}

273

30

. 273

объемный расход дутьевого воздуха, ,Н ,-содерл ание в сухой массе

Г)

Чы.

и

СЩ

рода, водорода, серы орга- кислорода, суль-

(2)

35

отработанного черного щелока соответств€ нно угле40

Н м

r

р

1.

45

.

ническои,

фата натрия и сульфида натрия , %;

содержание в рабочей массе вспомогательного топлива соответственно углерода, - водорода, серы органической и кислорода, %;

А - содержание чистого сульфата натрия в техническом, %;

а J, - содержание сухого вещества в отработанном черном ке,%;

oL - коэффициент избытка воздуха

в топке . 1 51-1,5, С„ - расходрл отработанного черно-jg го щелока, вспомогательного топлива и сульфата натрия соответственно, кг/ч;

SO

5

ш 15 20 С

233098 4t - температура дутьевого воздуха, поступающего в вентилятор, °С,

На втором выходе преобразователя 8- формируется сигнал, пропорцио нальный объемному расходу газообраз- irftix продуктов сгорания, по алгоритМу

5 0 С

5

0

5

0

5

g

O

Q,. 0,8024 0 +(0,0187 С„,, + + OJ12 .0, 007 ) f г. + 0,Ol24(100-a,)G, +(0,о .+ 0,112 Н + 0,007 )G

7G

+ 0,2i Q..

(-.

-ОЧ,Л47Р...,

+ +

О

(3)

b

где

CUI

И s:

о -ь

н с,

объемный расход газообразных продуктов сгорания,

объемный расход дутьевого воздуха, содержание в сухой массе отработанного черного щелока, углерода, водорода и серы орагнической, со- о ТВ ет с ТВ енио, %;

к s

и S

HM

OPr

сод,ержание в рабочей массе вспомогательного топлива углерода, водорода и серы органической соответственно , % ;

к расходы отработанного черного щелока и вспомогательного т.оплива,, соответственно, кг./ч; L. - температура .дымовых газов

перед дымососом,С; ut - присос воздуха в газоходах содорегенерационного кот.ло- агрегата (до дымососа) , bt,, 0,02-0,25.

Алгоритмы (2) и (3) реализуются в преобразователе 8 (фиг.2) следую- щ.им образом. Сигнал-, снимаемый с второго входа 81 преобразователя 8, соответствлпиций величине расхода тех- кичес:кого сульфата натрия,, поступает на первый вход умножителя 50,На второй .вход последнего поступает сигнал, снимаемый с двенадцатого входа 91 преобразователя 8, соответствующий значению содержания чистого сульфата натрия, умнол :енный на коэффициент K :i 0,015 в ус.илителе 72, В блоке 50 умножения эти сигналы перемножаются и сигнал, соответствующий, величине полученного произведения, поступает на первый вход сумматор. 4U

В сумматоре 40 осуществляется сложение сигналов, поступающих на пять его входов. На первый вход поступает сигнал, снимаемый с восьмого входа 87 преобразователя 8, g соответствующий значению содержания сульфата натрия в сухой массе отработанного черного щелока, умноженного на коэффициент К -0,015 в усилителе 71, На второй вход нос- tO тупает сигнал с восьмого входа 87 преобразователя 8, соответствуюишй значению содержания сульфида натрия

в сухой массе отработанного черного щелока, ут ноженный на коэффициент . is К 0,0273 в усилителе 70. На третий вход поступает сигнал с первого входа 80 преобразователя 8, соответствующий содержанию углерода в сухой массе отработанного черного щелока, 20 умноженный на коэффициент К 0,089 в усилителе 69. На четвертый вход поступает сигнал с первого входа 80 преобразователя 8, соответствующий содержанию, водорода в сухой массе25 отработанного черного щелока, умноженный на коэффициент К 0,267 в усилителе 68.-На вход поступает сигнал с выхода сумматора 38, умноженный на коэффициент К 0,0333 в уси- зо лителе 67.

В сумматоре 38 осуществляется сложение сигнала, поступившего с первого входа ВО преобразователя 8 и соответствующего содержанию органи- , ческой серы в сухой массе отработанного черного щелока и сигнала, поступившего с первого входа ВО преобразователя 8, соответствующего содержанию кислорода в сухой массе JQ отработанного черного щелока, умноженного на коэффициент К 1 в инверторе 75.

Суммарный сигнал с выхода суммато 45 ра 40 подается на первьм вход умножителя 49, на второй вход которого поступает сигнал с десятого входа 88 преобразователя 8, соответствующий содержанию сухого вещества в отрабо- 50 танном черном щелоке, умноженный на коэффициент К 0,01 в усилителе 66, а на третий вход - сигнал с третьего входа 5;2 преобразователя 8, соответ- ствуюнщй величине расхода отработан- 55 ного черного щелока. Результируюш 1Й сигнал с выхода умножителя 49 подают на второй вход сумматора 41.

В сумматоре 39 складываются сигн поступающий на первый вход с десятого входа 89 преобразователя 8, соответствующий содержаншо углерода в рабочей массе вспомогательного топлива, умноженньш на коэффициент К 0,089 в усилителе 65, и сигнал, поступающий на второй вход - с десятого входа 89 преобразователя 8, соответствующий содержанию водорода в рабочей массе вспомогательного топлива, умноженный на коэффициент К 0,267 в усилителе 64 и на трети вход - с выхода сумматора 37, умножен ньп1 на коэффициент К - 0,0333 в усилителе 63.

В сумматоре 37 осуществляется слжение сигнала с десятого входа 89 преобразователя 8, соответствующего содержанию кислорода в рабочей массе вспомоггттельного топлива, умноженного на коэффициент К - -1 в инверторе 74 и ностунившего на его первый вход, и сигнала с десятого входа 89 преобразователя 8, соот- ветствлтощего содержанию органической серы в рабочей массе вспомогательного топлива и поступившего на его второй вход.

Полученный на выходе сумматора 39 сигнал подается на второй вход умножителя 48, л на первый его вход поступает сигнал с одиннадцатого входа 90 преобразователя 8, соответствующий ве. расхода вспомогательного топлива. Сигнал, соответствующий резjaibтату- перемножения указанных ciii ianoB с выхода умножителя 48, поступает на третпй вход сумматора 41.

Суммарный сигнал с выхода сумматора 4 подается на второй вход умножителя 51, па первый вход которого подается сигнал с шестого входа 85 преобразователя 8, соответствующий значению коэффициента избытка воздуха в топке, а на третий вход мно- жителя 51 подается сигнал с выхода сумматора 36, гпгоженньп на коэффициент К --- в усилителе 62,

При этом сигнал с выхода сумматора 36 равен сумме сигнала, поступающего с четвертого входа 83 преобразо -. вателя 8 и пропорционального темпе -- ратуре дутьевого воздуха, поступающего в зентшштор, и выходного сигнала источника постоянного напряже7

ПИЯ 76, равного по величине числу 273.

В умножителе 51, на основании полученных сигналов по зависимости (2), рассчитывается объемньй расход дутьевого воздуха, и на его выходе формируется сигнал, соответствующий величине обтэемного расхода дутьевого воздуха.

,

Вьгаисление объемного расхода газо- fo теле 53, Выходной сигнал сумматора

образных продуктов сгорания для задания производительности дымососа 4 ос гществляется следующим образом,, Сигнал, снимаемый с первого входа 80 преобразователя 8 умножают в усилителе 59 на коэффициент К 0,0187 и подают на первый вход сумматора 32„ На его второй вход поступает сигнал с первого входа 80 преобразователя В, соответствующий содержанию водорода в сухой массе отрабо 1 анного ще.тклса и умноженный на коэффициент К 0,112 в усилителе 58 На третий вход сумматора 32 поступает сигнал с первого входа 80 пре- образователя 8, соответствующий сол;ержанию органической серы в сухой массе отработанного черного щелока, умножепньш на коэффициент К 0,007 в усилителе 57

Суммарньш сигнал с выхода cyi n-iaTO pa 32 поступает на первый вход умножителя 45, на второй вход которого поступает сигнал, снимаемый с девятого входа 88 преобразователя 8,, умноженный на коэффициент К 0,01 в усилителе 56, а на третий вход - сигнал, снимаемый с третьего входа 82 преобразователя 8„ Результирующий сигнал с выхода 4ножителя 45 подают на третий вход суьиатора 30, На пер- Bbj i;. втазд сумматора 34 поступает сигнал с выхода источника 77 постоянного напряжения, равный числу 100, а на второй вход - с девятого входа 88 преобразователя 8, умноженный на коэффициент К 1 в инверторе 73, Выходной сигнал сумматора 34 в усилителе 61 умножают на коэффициент К 0,0124 и подают на первый вход блока 44 умножения, где он перемножается с сигналом., CHi-ii iaeMbM с третьего входа 82 преобразователя 8.

Результирующий сигнал с вьЬсода умнохсителя 44 подается на четвертый вход сумматора 30. В сумматоре 31 складьгаают сигнал, поступающий на его первый вход с десятого входа 89

3309818

преобразователя 8 и умноженный на

коэффициент К 0,0187 в усилите, ле 55, сигнал поступающий на второй

вход с десятого входа 89 нреобразова- тeJтя 8 и умноженный на коэффициент К 0,112 в усилителе 54, и сигнал, поступающий на третий вход с десятого входа 82 преобразователя 8 и умноженный на коэффициент К 0,007 в усили

31 подают на второй вход умножителя 43, где он перемножается с сигналом, поступившим на его первый вход с один надцатого входа 90 преобразователя 8.

Результирующий сигнал с выхода умножителя 43 поступает на пятый вход сумматора 30, на первый вход которого поступа ет сигнал с выхода умножителя 51, умноженный в усилителе 60 на коэффициент К 0,8024, а на второй вход - с выхода умножителя 46, В последнем перемножаются сигнал, поступивишй на первый вход с вь;хода умножителя 51 и соответствующий величине объемного расхода дутьевого воздуха, сигнал, поступающий н а второй вход с выхода сумматора 35 и полученный сложением сигналов, поступивших с шестого входа 85 нреобра- зователя 8 и с выхода источника 79 постоянного напряжения 9, равного числу -1, и сигнал, поступающий на третий вход с выхода источника /8 постоянного напряжения и равный чнслу 0,21. Суммарный сигнал с выхода сумматора 30 п оступает на первый вх:од умножителя 42, на второй вход которого поступает сиг нал с выхода cy iaTopa 33-, у1-п-тоженньш на

410

коэффициент К в

В сумматоре 33 осуще.ствляется сложение сигнала, поступающего иа его первый вход с пятого входа 84 преобразователя 8 и характе ризуюи,его температуру дымовых газов Г1еред дымососом, и сигнала, носту11ающс;го с выхода источника 76 постоянпог о напряжения, равного числу 273.

Результирующий сигнал с выхода умножителя 42 подается на нервый вход сумматора 29, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 47 умножения, в котором перемножаются сигнал, поступаюш.ий па его первый нход с седьмого входа 86 преобразователя 8 и соответствующий величине присоса воздуха в газо19

ходах содорегеиерационного котло- агрегата, и сигнал, поступающий на его второй вход с выхода умножителя 51 .

На основании поступивших сигналов в сумматоре 29 по зависимости (3) рассчитьгоается объемный расход газообразных продуктов сгорания для задания производительности дьшососа

Сигнал, соответствующий величине вьш 1сленного объемного расхода дутье вого воздуха, с первого выхода преоб разователя 8 поступает в качестве задания на регулятор расхода дутье - вого воздуха 23, который воздействует на исполнительный орган 137, управляющий подачей дутьевого воздуха через воздуховод дутьевого воздуха 3 с учетом содержания свобод ного кислорода в дымовом газе, определяемого с помощью датчика 24 содержания кислорода в дымовом газе Сигнал, соответствующий величине вычисленного объемного расхода газообразных продуктов сгорания с второго выхода преобразователя 8, поступает в качестве задания на регуля- то-р 25 нагрузки дымососа, на который подают также корректирующий сигнал от датчика 26 разрежения в топке. Одновременно этот же сигнал подают в блок 27 срав1 ения измеренного разрежения в топке с заданной величиной, где сравнивают его с заданной предельной величиной. Если корректирующий сигнал превышает ее значение, то сигнализирующее устройство 28 подает сигнал на включение аппара тов для са;ке6бдувки поверхностей нагрева парового котла (не показаны). Если и после сажеобдувки коррек тирующий сигнал при этом же задании регулятору нагрузки дымососа 4 не уменьшается до заданного предела, то сигнализирьтощее устройство 28 подает сигнал на остановку содорегене- радионного котлоагрегата рас- шлаковки.

Указанные отличительные особенности предлагаемого технического решения позволяют повысить качество системы управления за счет повышения точности управления соотношением между расходами черного щелока, сульфата натрия, вспомогательного топлива и расходом воздуха, а так23309820

же стабилизировать разрел{е1гие в топке СРК, что позволит досгщ-ять более высокого теплотехнического КДЦ и степени восстановления сульфа- 5 та натрия.

Формула и 3 о б р е 1 е и и я

10

15

20

25

30

35

40

5

0

5

Система управления процессом сжигания отработанного щелока сульфат- целлюлозного производства, содержащая топку и паровой котел, соединенные газоходом, воздуховод дутьевого воздуха, щелокопровод и трубопровод сульфата натрия, подключенные к топке, датчик-анализатор состава органической части сухого вещестна отрабо- танног о черного щелока, расхода отработанного чернот о iiieiioKa, соединен1и 1е входами с щелокопрово- дом, а выходами - с первым и третьим выходами преобразователя, датчик расхода техни- еского сульфата натрия, соединенный входом с трубопроводом сульфата натрия, а выходом - с вторым входом преобразователя, датчик температуры дутьевого воздуха, соединенный Входом с воздуховодом, а выходом - с четвертым входом преобразователя, датчик температуры дымового газа, соедиис1 иый входом с глзохо- дом, а ВЫХОДОГ- - с ггятым БХОЦОМ преобразователя, подключенного пе.рвым вьглодом к первому входу регулятора . расхода дутьеног о воздуха, соединенного выходом с входом испо- итителтлш- го органа, установленного в воздуховоде дутьевого воздуха, о т л н - чаю щ а я с я тем, что, с целью пов1,ш1ения качества управлеяяя системы, 3 ней дополнительно установлены дат- сик-анализатор содержания сульфида {штрия и сульфата натрия в минеральной части черного о елока, датчик-анализатор состава рабочей ма.ссы вспомогательного топлива, датчик-анализатор состава технического сульфата натрия, датчик коэффициента избытка воздуха Б топке, датчик при- сосов воздуха, датчик расхода вспомогательного топлива, дьмосос, регулятор нагрузки дымососа, датчик содержания кислорода в дьмовом газе, трубопровод вспомогательного топлива, датчик разрежения в топке, суммирующий блок, датчик плотности отработанного черного щелока, датчик температуры отработанного черного

21

щелока,причем входы датчика коэффициента избытка воздуха в топке,датчика содержания кислорода в дь мовом газе и датчика разрежения в топке соединены с, газоходом на выходе из топки, и их выходы соединены соответственно с шестым входом преобразователя, с вторым входом регулятора расхода дутьевого воздуха и первым входом регулятора нагрузки дымососа, подключенного вторым входом к второму выходу преобразователя, а выходом -- к входу дымососа, установленного в газоходе на выходе парового котла, вход датчика присосов воздуха под- ключей к газоходу на выходе парового котла, а выход - к седьмому входу преобразователя, входы датчика плотности отработанного черного щелока, датчика температуры отработанного черного п;елока и датчика аиализа.тора

23309822

содержания сульфида натрия и сульфата натрия в минеральной части черно- , го щелока подключены к щелокопрово- ду, а их выходы соединены соответст- J . венно с первым и со вторым входами суммирующего блока и восьмым входом преобразователя, подключенного девятым входом к вькоду сумътрующего блока, входы датчика-анализатора

1Q состава рабочей массы вспомогательного топлива и датчика расхода вспомогательного топлива подключены к трубопроводу вспомогательного топлива, а их выходы - соответственно

к десятому и одиннадцатому входам преобразователя, вход датчика-анализатора состава технического сульфата натрия со единен с трубопро- 130ДОМ сульфата натрия, а выход2Q -с двенадцатым входом преобразова- теля.

Фмг.1

/35/

««

l

т

13

ш

nS

фуг.З

и.Ц

Система относится к целлюлозно-бумажной промьпаленности и может найти применение при управлении процессом сжигания отработанного черного щелока в топках содор егене- рационных котлоагрегатов, в установках регенерации химикатов после производства целлюлозы сульфатным способом. В системе решается задача стабилизации сульфидности черного щелока, что, в свою очередь, способствует увеличению выхода целлюлозы и сниженшо потерь химикатов. Эта задача решается путем введения в систему вспомогательного топлива и дымососа информации о процентном содержании сухого вещества в отработанном черном щелоке, о плотности черного щелока, о процентном содержании в сухой массе отработанного черного щелока углерода, водорода, органической серы, кислорода, сульфата и сульфида натрия, .0 процентном содержании в рабочей массе вспомогательного топлива углерода, водорода, органической серы и кислорода, о процент- Ном содержании чистого сульфата натрия в техническом сульфате, о величине коэффициента избытка воздуха в топке, о величинах расходов вспомогательного топлива, сульфата натрия и отработанного черного щелока, о температуре дутьевого воздуха, посту- в вентилятор, о температуре, дымовых: газов перед дымососом и о величине козффициента присоса воздуха в газоходах содорегенерационного котлоагрегата до дымососа. 6 ил. о (Л ю 00 о QD 00

Qml

шй

п т

г ,|Ги .

133 pLJ-Ц 7J/ .f|

р V

pi WWW

H-AAfW vfV S

S-i STT- i Л

-af

7 S

т

V

pi WWW

1ПГ

Составитель 10, Гладков Редактор И„Дербак Техред Л,Сердюкова; Корректор В.Бутяга

Заказ 2768/48 Тираж 836Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие г.Ужгород,ул.Проектная 4