Способ управления процессом сжигания отработанного черного щелока сульфат-целлюлозного производства Советский патент 1988 года по МПК D21C11/02 G05D27/00 

Й1

Од

со

СП

11430435

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для управления процессом сжигания черного щелока в топках содоре- генеранионных котлоагрегатов (СКР), используеМ1.1х при регенерации отработанных химикатов в цикле производства целлюлозы сульфатным способом.

Цель изобретения - повьппение ка- fg чества вьшускаемой целлюлозы.

На фиг,1 представлена блок-схема реализации способа управления процессом сжигания черного щелока; на

ких х,арактеристик вспомогательного топлива, функциональный блок 16 состава и теплофизических характеристик дутьевого воздуха, вычислительный блок 17 состава и температуры газа в зоне пиролиза топки, функциональный блок 18 вычисленной величины расхода вспомогательного топлива функцио- , нальный блок 19 вычисленной величины температуры дутьевого воздуха, автоматическую систему 20 регулирования расхода вспомогательного топлива, автоматическую систему 21 регулирования

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промьшшенности и предназначено для управления процессом сжигания черного щелока в топках содорегенерационных котлоагрегатов, используемых при регенерации отработанных химикатов в цикпе производства целлюлозы сульфатным способом. Цель изобретения - повышение качества вы- пуйкаемой целлюпозы. Эта цель достигается за счет управления процессом сжигания отработанного черного щелока сульфат-целлюлозчого производства путем задания расходов в топку черного щелока, сульфата натрия, вспомогательного топлива и воздуха в соответствии с требуемыми прстзводительнос- тью содорегенерационного котлоагрега- та по общей щелочи и сульфидностью зеленого щелока с учетом состава чер- ного щелока, технического сулзьфата натрия и вспомогательного топлива, jf 6 ил.

фиг42 - функциональная схема вычисли-15температуры дутьевого воздуха,..вы- тельного блока расхода зеленого щело-числительный блок 22 расхода дутье- ка; на фиг.З - вычислительный блоквого воздз ха, функциональный блок 23 расходов черного щелока и добавочно-вьмисленной величины расхода дутье- го сульфата натрия; на фиг.4 - функ-вого воздуха, автоматическую систе- ционапьная схема вычислительного бло- 20му 24 .регулирования расхода дутьево- ка температуры и состава газа в зонего воздуха, вычислительный блок 25

пиролиза топки, температуры дутьевого воздуха и расхода вспомогательного топлива; на фиг«5 функциональная схема вычислительных блоков расхода дутьевого воздуха и расхода дымовых газов| на фигаб функциональная схема вычислительного устройства степени, восстановления сульфата натрия.

Блок-схема управления процессом сжигания черного щелока включает блок 1 заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке, блок 2 заданной величины производительности - СРК по общей щелочи, измеритель 3 состава слабого белого щелока, вычислительный блок 4 расхода зеленого ще- лока функциональный блок 5 вычисленной величины расхода зеленого щелока.

расхода дымовых газов, функциональный блок 26 вычисленной величины рас- хоДа дымовых газов, автоматическую

25 систему 27 регулирования разрежения в топке и газоходах, содорегенера- ционный котлоагрегат 28,

Блок I заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке

30 соединен выходом с первым входом вычислительного блока 4 расхода зеленого щелока, блок 2 заданной величины производительности СРК по общей щелочи соединен выходом с вторым вхо,с дом вычислительного блока 4 и вторьт

входом вычислительного блока 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия, измеритель 3 состава слабого белого щелока соединен вы- автоматическую систему 6 регулирования Q ходом с третьим входом вычислительно- расхода зеленого щелока, вычислитель- го блока 4 и третьим входом вычисли- ньй блок 7 добавочного сульфата нат- тельного блока 7; функциональный блок

рия и черного щелокад функциональный блок 8 заданной величины сульфиднос- ти зеленого щелока, функциональный блок 9 состава и теплофизических характеристик черного ще1гока5 .функцио- нальньй блок 10 состава и теплофизических характеристик добавочного сульфата натрия, функциональный блок 11 вычисленной величины расхода добавочного сульфата натрия, функцип- нальный блок 12 вычисленной . величины расхода черного щелока, автоматическую систему 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия, автоматическую систему 14 регулирования расхода черного- щелока, функциональ- ньпЧ блок 15 состава и теплофизичесрасхода дымовых газов, функциональный блок 26 вычисленной величины рас- хоДа дымовых газов, автоматическую

систему 27 регулирования разрежения в топке и газоходах, содорегенера- ционный котлоагрегат 28,

Блок I заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке

соединен выходом с первым входом вычислительного блока 4 расхода зеленого щелока, блок 2 заданной величины производительности СРК по общей щелочи соединен выходом с вторым входом вычислительного блока 4 и вторьт

входом вычислительного блока 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия, измеритель 3 состава слабого белого щелока соединен вы- ходом с третьим входом вычислительно- го блока 4 и третьим входом вычисли- тельного блока 7; функциональный блок

5 вычисленной величины расхода зеленого щелока соединен входом с выхо- ДО вычислительного блока 4, а выходом - с входом автоматической системы 6 регулирования расхода зеленого щелока и первым входом вычислительного блока 7, функциональный блок 8 заданной величины сульфидности зеленого щелока соединен выходом с четвертым входом вычислительного блока 7; функциональный блок 9 состава и теплофизических характеристик черного щелока пятью из девяти выходов связан с пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым входами вычислительного блока 7, первым входом вычислительного блока 17 температуры и состава газа в

зоне пиролиза топки, температуры дутьевого воздуха, расхода вспомогательного топлива, седьмым входом вычислительного .блока 22 расхода дутьевого воздуха и пятым входом вычислительного блока 25 расхода дымовых газов; функциональный блок 10 состава и теплофизических характеристик добавочного сульфата натрия соединен выходом с десятым входом вычислительного блока 7, с вторым входом вычислительного блока 17 и вторым входом вычислительного блока 22; функцио-; нальньй блок 11 вычисленной величины расхода добавочного сульфата натрия входом связан с первым выходом вычислительного блока 7, а выходом - с шестым входом вычислительного блока 17, входом автоматической системы 3 регулирования расхода добавочного сульфата натрия, шестым входом вычислительного блока 22 и четвертым входом вычислительного блока 25, функциональный блок 12 вычисленной величины расхода черного щелока подключен входом к второму выходу вычислительного блока 7, а выходом - к пятому входу вычислительного блока 17, входу автоматической системы 14 регулирования расхода черного щелока, пятому.входу вычислительного блока 22 и третьему входу вычислительного блока 25, функциональный блок 15 состава и теплофизических характеристик вспомогательного топлива 15 выходом соединен с третьим входом вычислительного блока 17, третьим входом вычислительного блока 22, первым входом вычислительного блока 25; функциональный блок 16 состава и теплофизических характеристик дутьевого воздуха соединен выходом с четвертым входом вычислительного блока 17 и . первым входом вычислительного блока 22, функциональный блок 18 вычисленной величины расхода вспомогательного топлива подключен входом к первому выходу вычислительного блока 17, а выходом - к четвертому входу вычислительного блока 22, второму входу вычислительного блока 25 и входу автоматической системы 20 регулирования расхода вспомогательного топлива; функциональный блок 19 вычисленной величины температуры дутьевого возду ха соединен входом с выходом вычислительного блока 17,а выходом - с входом автоматической системы 21 регулирования температуры дутьевого воздуха; функциональный блок 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха соединен входом с выходом вычислительного блока 22, а -выходом - с. шестым входом вычислительного блока 25 и входом автомат111ческой, системы 24 регулирован1ш расхода дутьевого функциональный блок 26 вычисленной величш1ы расхода дымовых газов входом связан с выходом вычислительного блока 25, а выходом подключен к входу автоматической системы 27 регуJ5 лирования разрежения в топке и газоходах содорегенерационного котлоаг- регата 28.

Управление процессом сжигания черного щелока по предлагаемому способу

2Q осуществляют следующим образом,

Для заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке из функционального блока 1 и заданной 25 величины производительности СРК по общей щелочи из функционального блока 2 с использованием данных о составе слабого белого щелока из измерителя 3 состава слабого белого щелока в вычислительном блоке 4 вычисляют величину расхода зеленого щелока и подают ее в функциональный блок 5, а оттуда - на автоматическую систему 6 регулирования расхода зеленого щелока, которая осуществляет стабилизацию его значения на вычисленном уровне. Одновременно с этим в вычислительном блоке 7 на основании заданных величин производительности СРК по общей щелочи из блока 2 и сульфидно сти из блока 8 с использованием данных о составе слабого белого щелока из функционального блока 3s о составе и теплофизических характеристиках черного щелока из функционального блока 9 и добавочного сульфата натрия из функционального блока 10 вычисляют значения требукяцихся расходов добавочного сульфата натрия, черного щелока и подают их в функциональные блоки 11 и 12 вычисленных величин соответственно. Вычисленную величину расхода добавочного суль- . фата натрия из функционального блока

11 подают в качестве заданной в ав- 55 томатическую систему 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия, а вычисленную величину расхода черного щелока из блока 12 - fe автомати30

35

40

45

50

ческую систему 14 регулирования расхода черного щелока,

Для вычисленных величин расходов добавочного сульфата натрия из функционального блока 11 и черного щелока из функционального блока 12 с учетом состава и теплофизических характеристик черного щелока из функционального блока 9, добавочного сульфа-

та натрия из функционального блока 10, вспомогательного топлива из функционального блока 15, дутьевого воздуха из функционального блока 16 в вычислительном блоке 17 определяют расход вспомогательного топлива и температуру дутьевого воздуха из условия достижения температуры в топке не более ПДО С и не менее и подают в функциональные блоки вьгаис- ленных величин: расхода вспомогательного топлива 18, температуры дутьевого воздуха 19. Вычисленную величину расхода вспомогательного топлива из функционального блока 18 вычисленной величины расхода вспомогательного топлива подают в автоматическую систему 20 регулирования расхода вспомогательного топлива.

Вычисленное значение температуры дутьевого воздуха из функционального блока 19 подают в качестве заданной величинь в локальную автоматическую систему 21 регулирования температуры дутьевого воздуха. Вычисленные значения расходов черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива из соответствующих функциональных блоков 12, 11, 18 вычисленных величин, а также данные о составе и теплофизических характеристик черного щелока из функционального блока 9, добавочного сульфата натрия из функционального блока 10, составе и теплофизических характеристиках вспомогательного топлива из функционального блока i 5, Теплофизических характеристик дутьевого воздуха из функционального блока 16 подают в вычислительный блок 22 расхода дутьевого воздуха J в котором определяют расход дутьевого воздуха. Вычисленное значение этого расхода подают в функциональный блок 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха, а оттуда - в автоматическую систему 24 регулирования расхода дутьевого воздуха и в вычислительный блок 25 расхода дымовых газов, куда вводят также вычисленные значения расходов добавочного сульфата натрия из функционального блока 1I, черного щелока из функционального блока 12 и данные о составе и теплофизических характеристиках черного щелока, вспомогательного топлива из функциональных блоков 9, 15. В вычислительном блоке 25 определяют расход образующихся ды5

0

5

0

5

0

0

мовых газов и подают в функциональный блок 26 вычисленной величины расхода дымовых газов, которую используют в автоматической системе регулирования разрежения в топке и газоходах 2 7 для определения требующейся производительности газовытяжной установки. При изменении в процессе работы состава или теплофизических характеристик черного щелока, вспомогательного топлива, добавочного сульфата натрия дутьевого воздуха или состава слабого белого щелока в вычислительных блоках 7, 17, 22, 25, 4 вычисляют новые значения расходов черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, дутьевого воздуха дымовых газов, зеленого щелока и подают в соответствующие автоматические системы регулирования для корректировки режима сжигания с целью сохранения на заданном уровне значений производительности СРК 28 по общей щелочи, сульфидности зеленого щелока, концентрации в нем общей щелочи.

На фиг,2 представлена функциональная схема вычислительного блока 4 - расхода зеленого щелока. В нее включены; инвертор 29, сумматор 30, функциональный блок 31, умножитель 32. Вход инвертора 29 соединен с измерителем 3 состава слабого белого щелока , а выход под1шючен к первому входу 5 сумматора 30, связанного вторым входом с блоком 1 заданной величины концентрации общей щелочи в зеленом щелоке I, а выходом - с входом функционального блока 31, выход которого подключен к первому входу с умножителя 32, а первьй вход последнего связан с блоком 2 заданной величины производительности СРК по общей щелочи.

Вычислительный блок 4 работает по алгоритму:

- -n-;;-h-

где N - заданная производительность СРК по общей щелочи, кг/ч;

5

n j - заданная концентрация общей щелочи в зеленом щелоке, г/л;

cS концентрация общей щелочи в слабом белом щелоке,г/л;

, расход зеленого щёлока,м /ч.

Заданную величину концентрации общей щелочи в зеленом щелоке из функг ционального блока 1 подают в сумматор 30, в котором ее складывают с величиной концентрации общей щелочи в слабом белом щелоке, поступающей сюда из измерителя 3 состава слабого белого щелока через инвертор 29. Вычисленную сумму из сумматора 30 вводят в функциональный блок 31, а полученное в нем обратное значение указанной суммы - в умножитель 32, в котором после умножения ее на величину заданной производительности СРК по общей щелочи из блока 2 получают расход зеленого щелока, подаваемьм в функциональный блок 5 вычисленной величины расхода зеленого щелока.

Вычислительный блок 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия представлен на фиг.З. В его состав входят: умножитель 33, сумматор 34, функциональный блок 35 обратной величины, умножитель 36, блок 37 задания степени восстановления, блок 38 постоянного числа, блок 39 постоянной величины коэффициента сохранения химикатов, умножитель 40, блок 41 постоянного числа, преобразователь 42, инвертор 43, сумматор 44, блок 45 постоянного числа, сумматор 46, умножитель 47, блок 48 постоянного числа, умножитель 49, умножитель 50, сумматор 51, блок 52 постоянного числа, преобразователь 53, инвертор 54, сумматор 55, инвертор 56, умножитель 57, умножитель 58, преобразователь 59, сумматор 60, преобразователи .61-64, функциональный блок 65 обратной величины, умножитель 66, умножитель 67, сумматор 68, инвертор 69, умножитель 70, умножитель 71, преобразователь 72, сумматор 73, инвертор 74, умножители 75, 76,

Первый вход умножителя 33 соединен с блоком 2 заданной величины производи тельнъст и СРК по общей щелочи, а выход - с входом функционального блока 35 обратной величины, соединенного вьтходом с первым входом умножителя 36, к второму входу которого подключен блок 37 задания и вычисления степени восстановления, к третьему. - блок 38 постоянного числа, к четвертому - блок 39 постоянной величины коэффициента сохранения хг-тмикя- тов. Выход умножителя 36 соединен с первым входом умножителя 40, второй вход которого соединен с выходом сумматора 44, соединенного первым входом с блоком 45 постоянного числа, а вторым входом через инвертор 43 и преобр.азователь 42 - с первым выходом функционального блока 9 состава и . теплофизическнх характеристик черного

щелока, третий вход умножителя 40

соединен с блоком 45 постоянного числа, а четвертый вход - с выходом сумматора 46, к первому входу которого подключен четвертый выход блока 9,

а к второму входу подключен выход умножителя 47, соединенного с первым входом блока 9, а вторым входом - с блоком 48 постоянного числа; выход умножителя 40 связан с первыми входами умножителей 49 и 76; второй вход умножителя 49 соединен с выходом умножителя 50, имеющего три входа, к первому из которых подключен блок 38 постоянного числа, к второму - блок

постоянной велич1шы коэффициента

сохранения химикатов, а к третьему - выход сумматора 51, соединенного пер- входом с блоком 52 постоянного числа, вторым входом - с инвертором

54, вход которого соединен с преобразователем 53, на вход которого подключен блок 10 состава и теплофи- зических характеристик добавочного сульфата натрия. Выход умножителя 49

связан с первым входом сумматора 55, к второму входу которого подключен инвертор 56, соединенный входом с выходом умножителя 57, два входа которого связаны с выходами умножителей 36 и 58, Первый вход умножителя 58 соединен с выходом сумматора 44, второй вход - с блоком 39, а третий- с преобразователем 59, вход которого связан с выходом сумматора 60, к четырем входам которого подключены че рез преобразователи 61-64 второй - четвертый выходы блока 9. Выход сумматора 55 через функдаональный блок 65 подключен к первым входам умножителей 66 и 67. Второй вход умножителя 66 соед1шен с выходом сумматора 68, первый вход которого связан через инвертор 69 с вьпсодом умножителя 70, соединенного с блоком 2 и выходом умножителя 36. Второй вход умножителя 67 соединен с сумматором 73, к одному входу которого через инвертор 74 нодк.п(очен вьпкод умножителя 75, связанного первым входом через преобразователь 72 с блоком 8 и вторым входом - с вьгходом умножителя 58. К другому входу сумматора 73 подключен умножитель 76, соединенный двумя

А.

О ,11 л§2Аси | i I -О ,,01 W, 1.

N

(1

Рлц пёг

выходная величина блока 36;

сЭ

(5)

А,, 0,ОЬп(1 - 0,ОШр)(0,436 А; + 0,795 А 4 0.585 А + 0,775А;) выходная величина блока 58;

. 0,436 (1 - OjOlWpg) п выходная величина блока 50; (7) В 2AOi§ A 22 r N:Ai

в

PW А„- А2,- А,2

,, PS А,, Л24- А, А.

41

расход черного щелока; расход сульфата.

(8) (9)

эш, с&

QC

где N - заданная производительность СРК по общей щелоки, кг/ч; заданная концентрация общей щелочи в зеленом щелоке, г /л 5

концентрация общей щелочи в слабрм белом щелоке, г/л; Q - расход зеленого щелока, м /ч;

расход слабого белого .щелока

п - коэффициент сохранения химикатов;

S - заданная сульфидность зеленого щелока, %.

Величину концентрации общей щелочи в слабом белом щелоке от измерителя 3 умножают в умножителе 33 на вычисленную величину расхода зеленого щелока из функционального блока 5 и пол1гченное произведение в сумматоре 34 складывают с заданной величиной производительности СРК по общей щелочи из блока 2. Сумму в блоке 35 преобразуют в обратную величину и умножают в умножителе 36 на предварительно заданную и проверенную вычислением в вычислительном блоке 37 степень восстановления сульфата натрия, на постоянное число из блока 38 и величину коэффициента сохранения химикатов из блока 39, в результате чего получают значение, соответствующее

входами с блоком 2 и выходом блока 40.

ВьгчислительньЛ блок расходов черного щелока и добавочного сульфата натрия работает по алгоритму:

А„ Вр + A,jBpg 0,01 S;

АцВр1д +

N;

(2) (3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8) (9)

А. в алгоритме (5),. которое умножают в умножителе 40 на постоянную величину из блока 41, на сумму, полученную в сумматоре 44 сложением с постоянным числом из блока 45 влажности черного щелока, взятой с первого выхода блока 9 через преобразователь 42 и инвертор 43, а также на сумму из

блока 46 содержания сульфата натрия с четвертого выхода блока 9 и содержания сульф1 да натрия с пятого выхода блока 9, умноженного в умножителе 47 на постоянное число из блока 48,

Результат перемножения указанных величин в умножителе 40 соответствует значению А„ из алгоритма (4). Его подают на первый вход умножителя 49, на второй вход которого поступает

из умножителя 50 результирующая величина А 42 в алгоритме (7) от умножения из сумматора 51 суммы постоянного числа из блока 52 с влажностью сульфата из блока 10, преобразованной

в преобразователе 53 и инверторе 54. Произведение, полученное в умножителе 49. подают на первьм вход сумматора 55, к второму входу которого подводят через инвертор 56 результат

умножения в блоке 57 выходной величины ( по алгоритму 5) из умножителя 36 на выходную величину умножите- ля 58 (Aj, по алгоритму 6), полученную перемножением суммы, подведенной

U

к первому его входу от сумматора 44, на значение коэффициента сохранения химикатов из блока 39 и преобразованную в преобразователе 59 сумму из суммато ра 60 величин содержания в сухой массе черного щелока органической и М{шеральной щелочи, карбоната, сульфата и сульфида натрия, взятых с второго - пятого выходов блока 9 через преобразователи 61-64,соответственно. Полученную в сумматоре 55 сумму преобразуют в блоке 65 в обратную величину и подают в умножители 66 и 67, В умножителе 66 ее умножают на сумму двух слагаемых сумматора 68, причем первое представляет собой преобразованное инвертором 69 произведение из умножителя 70 величины производительности СРК по общей щелочи из блока 2 на выход1гую величину умножителя 36 (соответствует коэффициенту

А , в алгоритме 5), а второе - произведение в умножителе 71 величины из блока 50 (соответствует величине А в алгоритме 7) на преобразованную в преобразователе 72 величину из блока 8 заданной сульфидности, Произведе- ние из умножителя 66 подают в блок 12 Оно представляет собой величину расхода черного щелока, задаваемую автоматической системе 14 регулирования расхода черного щелока, В умножителе 67 обратную величину суммы из сумматора 55, полученную в блоке 65, умножают на сумму, полученную в сумматоре 73 сложением двух произведений, первое из которых представляет собой преобразованное в инверторе 74 произведение из умножителя 75 величины, соответствующей заданной сульфидности зеленого щелока из блока 8, преобразованной в преобразователе 72, на величину, соответствующую А, по го- ритму (6), из умножителя 58; второе произведение получают в умножителе 76 заданной величины производительности СРК по общей щелочи из блока 2 на величину, соответствующую А, в алгоритме (4) из умножителя 40. Произведение, полученное в умножителе 67, соответствукщее требуемой величине расхода добавочного сульфата натрия, подают в функциональный блок 11 вычисленной величины расхода добавочного сульфата натрия, используемой как задание автоматической системе 13 регулирования расхода добавочного сульфата натрия.

12

5

0

Функциональная схема вычислительного блока 7 те тературы и состава газа в зоне пиролиза топки, температуры дутьевого воздуха, расхода вспомогательного топлива представлена на фиг.4, На ней изображены: сумматор 77, блок 78 задания расхода вспомогательного топлива, ячейка 79 расхода условной топливной смеси, вычислительный блок 80 состава условной топливной смеси, блок 81 задания температуры дутьевого воздуха, блок 82 ячеек состава условной топливной смеси, преобразователь 83, преобразователь 84, сумматор 85, умножитель 86, ячейка 87 вычисленного значения расхода сульфата натрия в слой, вычислительный блок 88 состава и темпера- ры газа в зоне пиролиза топки, умножитель 89, ячейка 90 вычисленного значения расхода карбоната натрия в слой, сумматор 91, преобразователь 92, 93, блок 94 технологических ха- 5 рактеристик СРК, блок 95 конструктивных характеристик топки СРК, блок 96 температуры газа на выходе из топки (окислительной зоны), блок 97 задания температуры газа в зоне пиролиза топки СРК, блок 98 расчетной темпера- газа в зоне пиролиза, логическое устройство 99, 100, 101,103 регистр 102 рассчитанной температуры в зоне- пиролиза топки СРК, блок 104 повторного задания температуры газа в зоне пиролиза топки.

К первому и второму входам сумматора 77 подключены выходы функциональных блоков 77 вычисленных величин расходов добавочного сульфата натрия 11 и черного щелока 12, к третьему входу - вход блока 78 задания расхода вспомогательного топлива, а выход связан с ячейкой 79 расхода условной топливной смеси, подключенной выходом к первому входу вычислительного блока 80 состава условной топливной смеси, к второму и третьему входам которого подключены два выхода функционального блока состава и теп- лофизических характеристик добавочного сульфата натрия, к четвертому - восьмому входам подведены пять выходов функционального блока 15 состава и теплофизических характеристик вспомогательного топлива, к девятому- Семнадцатому входам - девять выходов функционального блока 9 состава и теплофизических характеристик черно0

5

0

5

0

5

13

го щелока, к восемнадцатому входу блока 80 подключен выход блока 81 задания температуры дутьевого воздуха. Выходы блока 80 соединены с блоком 82 ячеек состава условной топливной смеси, девять выходов которого соединены с четвертым - двенадцатым входами вычислительного блока 88 состава и

IA30435-1

ки (в окислительной зоне); к пятнадцатому входу вычислительного блока 88 подключен блок 97 задания температуры газа в зоне пиролиза топки СРК, Выход блока 88 соединен с блоком 98 расчетной температуры, К входу блока 97 подведен выход блока J04 повторного задания температуры газа в зоне

температуры газа в зоне пиролиза топ- ю пиролиза топки, вход которого связан кк, из них девятый выход подключен с вторым выходом логического устрой- также к первому входу через преобра- ства 99, первый выход которого связан зователь 83, восьмой - через преобра- с входом логического устройства 100, зователь 84 к второму входу суммато- первый выход которого подключен к ра 85, который связан с первым входом 75 входу логического устройства 101, а

i умножителя 86, к второму входу кото- рого подключен выход блока 79, а выход присоединен через ячейку 87 вычисленного значения расхода сульфата натрия в слой к тринадцатому вхо- 20 регистратором 102 рассчитанной темду блока 88. Умножитель 89 связан первым входом с выходом блока 79, а вторым входсйм - с сумматором 91 , входы которого через преобразователи 92, 93 соединены с седьмым и шестым выходами блока 82. Выход умножителя 89 соединен с блоком 88 через ячейку 90 вычисленного значения расхода карбоната натрия в слой. К первому - третьему входам блока 88 подключены соответственно; блок 94 технологических характеристик СРК, блок 95 конструктивных характеристик СРК, блок 96 температуры газа на выходе из топпературы в зоне пиролиза топки СРК, а второй выход логического устройства 101 связан с входом логического устройства 103, первый выход которого

25 подведен к блоку 81 задания температуры дутьевого воздуха, а второй выход - к блоку 78 задания расхода вспомогательного топлива.

числительный блок 17 работает

30 по следукщему алгоритму с использованием метода последовательных приближений:

Вр U4 %з Зрм5

(10)

i-if 4-ifj (м)

V ( + Р 0,0187Ср - 0,0028 (12)

V ( pj) 0, + 0,0124Wp + 0,0028А + 0,0124oi Vop; V(0,5p; + pfi+ Q,) 0,0070p + 0,00622Wp 0,216«rf V,/1 - « 0,00315 „А| - 0,0014A - 0,00574A p°; «0,007S7;(15)

0,79o4-Vo(J;(16)

(13) (14)

V

pCOi

Is -2л

EJl

рйГо Т рСо

, - p

1694

+ p + p n f

- 1,5725;(17)

ViiO + „SOi

1; (18)

t.n f nfn f РП -

V |3018p; /tv 0, -Ю, О.ЗбОр-; -ь 0,326рН 0,6з ор

0,328pJ / + 0,241 0,413 |хпе. к,, . K. t

fИрг PВр J т

- (1 - 4) 0,318,V.,tg - 1370 . K,,.t , K,.-|l-.t,

.1. . гP

второй выход соединен с блоком 78 задания расхода вспомогательного топт . лива. Первый выход логического уст- ройства 101 соединен с блоками 18, 19

пературы в зоне пиролиза топки СРК, а второй выход логического устройства 101 связан с входом логического устройства 103, первый выход которого

подведен к блоку 81 задания температуры дутьевого воздуха, а второй выход - к блоку 78 задания расхода вспомогательного топлива.

числительный блок 17 работает

по следукщему алгоритму с использованием метода последовательных приближений:

Вр U4 %з Зрм5

(10)

(13) (14)

(19)

.р, „50, .„М,

«

Г-Р

1430435

Ср , П р,

- парциальные давления газов в топке,кг/см ;

SP ,Ор WP

15

V - объем газовой ймеси 5

в топке, нм /кг;

.ч

t - температура газов в

топке,С; tp - температура газа в

окислительной зоне Ю топки. С; -щ, температура черного

щелока, С;

t - температура насыщения водяного пара при давлении в котле. С; tg - температура воздуха,

С;

Сц - удельная теплоемкость щелока, ккал/кг, град; - поступление сульфата и карбоната натрия в слой огарка, кг/ч.

0,01 (Ар -н 1,82 А)Вр;(20) с;„, 0,01 (А Р+ 1,32 A)Bj,i (21)

де Кр - i-e компонента в элементарном составе УТС, %;

20

с ,.с

т т ПС

30

25

к

сц

1-е компонента в элементном составе, сухого вещества черного щелока, %;

К - 1-е компонента в элементном составе вспомогательного топлива, %;

К - i-e компонента в элементном составе добавочного сульфата натрия, %;

F - лучевоспринимакяцая поверхность нагрева в топке 20,

. «

F - горизонтальное сечение топки,

К rKfio коэффициенты теплопередачи, ккал/м, ч/-град;

Вр - суммаршш расход черного щелока, сульфата натрия и вспомогательного топлива (условная топливная смесь - УТС), кг/ч;

30

ЗБ

топлива из области возможных значений для управляемого СРК. Полученную по алгоритму (16) сумму вводят в ячейку 79, откуда подают ее на первый вход вычислительного блока 80 расчета состава условной топливной- смеси, к второму и третьему входам которого подводят величины, соответствующие составу технического сульфата натрия из блока 10, к четвертому - восьмому - входам - величины, cootBeTCTByKSUHe составу вспомогательного топлива из блока 15, к девятому - семнадцатому входам - величины, соответствующие составу черного щелока из блока 9, На восемнадцатый вход вычислительного блока 80 подают принятую предварительно из области возможных значений для управляемого СРК величину, соответствующую значению температуры дутьевого воздуха 81. В вычислительном блоке 80 осуществляют расчет состава условной топливной смеси по алгоритму (11) и вводят в блок 82 ячеек состава условной топливной смеси. Данные из ячеек, соответствующие содержанию сульфата натрия и сульфида натрия, через преобразователи 83, 84 подают в сумматор 85 и далее в умножитель 86, в котором получают величину, со40

45

60

ff. - расход черного щелока,

сульфата, вспомогательного топлива, кг/ч;

цг(- -

Q - низшая теплотворная способ- ответствунщую расходу сульфата натрия из зоны пиролиза в слой огарка по алгоритму (20), которую подают через ячейку 87 на тринадцатый вход вы ность УТС, ккал/кг; tf -. доля вспомогательного топлива в 1 кг УТС;

16

элементньп состав органической части, УТС, %; влагосодержание УТС, %;

5

р

л;содержание в УТС сульфата, сульфида, орган1гческой и минеральной щелочи, карбоната натрия, %;

ci - коэффициент избытка воздуха в топке;

V - стехиометрическая потребность воздуха для сгорания УТС, км VKP; Р - соотношение перв1гчный воздух/общий воздух.

Вычисленные в блоке 7 расходы добавочного сульфата натрия и черного щелока из блоков 11 и 12 подают на первый и второй входы сумматора 77, к третьему входу которого подводят из блока 78 принятое предварительно значение расхода вспомогательного

топлива из области возможных значений для управляемого СРК. Полученную по алгоритму (16) сумму вводят в ячейку 79, откуда подают ее на первый вход вычислительного блока 80 расчета состава условной топливной- смеси, к второму и третьему входам которого подводят величины, соответствующие составу технического сульфата натрия из блока 10, к четвертому - восьмому - входам - величины, cootBeTCTByKSUHe составу вспомогательного топлива из блока 15, к девятому - семнадцатому входам - величины, соответствующие составу черного щелока из блока 9, На восемнадцатый вход вычислительного блока 80 подают принятую предварительно из области возможных значений для управляемого СРК величину, соответствующую значению температуры дутьевого воздуха 81. В вычислительном блоке 80 осуществляют расчет состава условной топливной смеси по алгоритму (11) и вводят в блок 82 ячеек состава условной топливной смеси. Данные из ячеек, соответствующие содержанию сульфата натрия и сульфида натрия, через преобразователи 83, 84 подают в сумматор 85 и далее в умножитель 86, в котором получают величину, со

-

числительного блока 88 состава и температуры газа в зоне пиролиза. Сюда же на четырнадцатый вход подают из умножителя 89 через ячейку 90 величину j соответствующую значению расхода карбоната натрия из зоны пиролиза в слой огарка, получениук по алгоритму (21) с помощью сумматора 91 и преобразователей 92, 93. На четвертый - двенадцатый входы блока 88 подают величннЫе соответствующие, составу условной топливной смеси из блока 82 ячеек, на первьй вход - величины5 соответствующие значениям технологических характеристик СРК из блока 94 конструктивных характеристик топки из блока 95, принятому значению температуры газа на выходе из топки из блока 96, подлежащему при необходимости уточнению путем последующего расчета в отдельном вьиислительном устройстве5 аналогичном блоку 88 ino аналогичному алгоритму (2)-(19)s на пятнадцатый вход блока 88 подают величину, соответствующую значению температуры газа в зоне пиролиза топки из блока 97 Вычислительный блок 88 состава и температуры газа в зоне пиролиза работает по апгоритму (12)- (19) методом последовате/шных при ближений На выходе его получают ве- лич.ив:у5 соответствую1гук1 значениям состава rasaj, значению температуры газа в зоне пиролиза топкИр и подают ее в блок 98j из которого подводят в логическое устройство 99j где определяют расхо; ф;ение мелоду заданной в- блоке 97 величиной и полученной в

случае допустимого отно- расхождения ме5кду 0,02) из логического уст- ее подают в логическое lOOj в котором рассчитанблоке 98. I сительного (напримерj ройства 99 устройство ную температуру газа в зоне пиролиза топки, сравнивают с числоМ;, соответствующим наименьшему допустимому значению температуры газа в зоне пиролиза топки (например )„ Если вычисленная температура вьше наименьшего допустимого значения, то из устройства 100 величину подают на сравнение с числом, соотнетствующим максимальному допустимому значению температуры газа в зоне пиролиза топки (например, 1140 С), Если вычисленное значение температуры газа не больше максимально допустдаюго, то расчет заканчивают и 11од.п;от вычисленное значение на регистратор 02, а полученные при этом величины, соответствующие расходу вспомогательного топлива и

температуре дутьевого воздуха, подают в функциональные блоки вычисленных величин соответственно 18 и 19. Если при сравнении в логическом устройстве 100 вычисленная температура газа в

зоне пиролиза топки окажется не боль- гае минимально допустимого значения, то через блок 78 задают другой расход вспомогательного топлива, больший предыдущего, и повторяют расчет. Если

при сравнении в логическом устройстве 101 окажется, что рассчитанная температура газа в зоне пиролиза больше максимально допустимого значения, то с помощью логического устройства ШЗ оценивают величину, соответствующую расходу вспомогательного топлива. Если она равна нулю, то через блок 81 задают новое значение температуры дутьевого воздуха, меньшее предыдущего, и повторяют расчет. Если же расход вспомогательного топлива больше нуля, то через блок 78 задают новое значение расхода вспомогательного топлива, меньшее предыдущего, и повторяют расчет. Если при сравнении в блоке 98 расчетного значения температуры в зоне пиролиза топки и предварительно принятого относительное расхождение окажется выше допустимого (например, больше 0,02), то через блок 104 повторного задания температуры вводят в блок 97 новое значение температуры в зоне пиролиза топки, равное расчетному, и

повторяют расчет,

На фиг,5 изображена функциональная схема вычислительных блоков расхода дутьевого воздуха 22 и расхода дымовых газов 25. Вычислительный блок

расхода дутьевого воздуха 22 включает; преобразователи 105-107, инвертор 108, сумматор 109, преобразователь ПО, инвертор 111, сумматор 112, умножитель 113, функциональный блок

114 коэффициента избытка воздуха, сумматор 115, блок 116 постоянного числа, преобразователь 117. Вычислительный блок 25 расхода дымовых газов включает; сумматор 118, преобразователи 119-122., умножитель 123, сумматор 124, умножитель 125, функ- Ещональный блок J26 присоса воздуха в газоходах котла, умножитель 127, функциональный блок 128 TeMneparvDhi

19U3

, ячейку 129 постоянного

дымовых газов числа, сумматор 130, преобразователь 131 .

Два входа сумматора 112 соединены с блоком 82 ячеек состава условной топливной смеси через преобразователи V05, 106, третий вход - через преобразователь ПО, связанный с ним

сумматор 109, соединенный с двумя вы- 1о ватели 105, 106 величины, соответстходами блока 82, с одним из .которых через инвертор 111. Четвертый вход сумматора 112 соединен с блоком 82 через соединенные последовательно преобразователь 107 и инвертор 108. Выход сумматора 112 соединен с первым входом умножителя 113, к второму входу которого подключена ячейка 79 расхода условной топливной смеси.

третьему - выход функционального бло- 20 Полученную здесь величину суммы в умка 114 коэффициента избытка воздуха. Четвертый вход умножителя соединен через преобразователь 117 с выходом сумматора 115, два входа которого соединены с функциональным блоком 19 вычислительной величины температуры дзпгьевого воздуха к блокам 116 постоянного числа. Выход умножителя 113 соединен с функциональным блоком 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха.

Четыре входа сумматора 118 соединены с четырьмя выходами блока 82 через преобразователи 119-122, Выход сумматора 118 соединен с первым входом умножителя 123, к второму входу которого подключена ячейка 79, а выход соединен с первым входом сумматора 124, к второму входу которого подключен выход умножителя 125, соединенного двумя входами с функциональным блоком 23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха и функциональным блоком 126 присоса воздуха в газоходах котла. Выход сумматора 124 соединен с первым входом умножителя 127, к второму входу которого через преобразователь 131 подключен выход сумматора 130, соединенного двумя входами с функциональным блоком 128 температуры дымовых газов и ячейкой 129 постоянного числа. Выход умножителя 127 подключен к. функциональному блоку 26 вьиисленной величины расхода дымовых газов. Вычислительный блок 22 расхода дутьевого воздуха работает по алгоритму:

Qg Ыт-Го,089Ср + 0,267Нр +

20

Op) - 0,015Ар

(22)

где Q. - расход дутьевого воздуха,

м /ч.

Нз блока 82 ячеек состава уелов-. ной топливной смеси через преобразовугадие значениям содержания в условной топливной смеси соответственно углерода, водорода, а через преобразователь 107 и инвертор 108 - сульфа- та натрия, через сумматор 109 и преобразователь 110 - сумма значения содержания органической серы и преобразованного в инверторе J11 содержания кислорода, подают в сумматор 112.

ножителё 113 умножают .на величину, соответствующую расходу условной топливной смеси из ячейки 79, на величину козффициента избытка воздуха из

функционального блока 114 коэффициента избытка воздуха и сумму, полученную в сумматоре 115 температуры дутьевого воздуха из блока 19 с постоянным числом из блока 116 постоянного

числа и преобразованную в преобразо- . вателе 117. Результат умножения указанных величин, соответствукмций искомому значению расхода дутьевого воздуха, вводят в функциональный блок

23 вычисленной величины расхода дутьевого воздуха.

Вычислительный блок расхода дымовых газов работает по алгоритму

Qr в.(0,0187Ср + 0,П2Нр + + 0,0078° + 0,0124Wp) + JvoCrn

Qb

273 273

(23)

45

go

где beipn присос воздуха в газоходах котла;

QP - расход дымовых газов; Tj, - температура уходящих газов, С.

В сумматоре 118 определяют сумму преобразованных в преобразователях 119-122 величин, соответствующих содержанию в условной топливной смеси соответственно углерода, водорода, органической серы, воды, и подают ее в умножитель 123, в котором умножают 55 на величину, соответствугацую расходу условной топливной смеси из ячейки 79. Полученное произведение в сумматоре 124 складывают с произведением

из умножителя 125 расхода дутьевого воздуха из функционального блока 23 на величину, соответствующую присосу воздука в газоходах котла из блока 126, Сумму из сумматора 124 подают в умножитель 127, в котором умножают ее на сумму величии, соответствующих температуре дь1мовьгх газов из блока 138, постоянному числу из ячейки 129, полученную в сумматоре 30 и преобразованную в преобразователе 131 о Полученное произведение из блока 27 подают в функциональный блок 26 вычисленной величины расхода дымовых газов.

Функциональная схема вычислительного устройства 37 степени восстановления сульфата натрия представлена на фиг,6 Оно включает сумматор 132j ячейку 133 постоянного числа, блок 134 задания граничных условий, вычислительный блок I35, логическое устройство 136, регистратор 137 величины степени восстановления суль- фата натрия.

Первый вход с жматора 132 соединен с регистратором 102 рассчитанной температуры в зоне шфолиза второй вход - с ячейкой 133 постоянного чис- ла а выход - с блоком 134 задания граничных условий, подключенным своим выходом к первом входу вычислительного блока 135, второй вход которого соединен с ячейкой 87 вычисленного значения расхода сульфата натрия в слой, третий вход с ячейкой 90 вычисленного значения карбоната натрия в слой, четвертый с блоком 94 технологических характерис- тик CPKj пятый - с блоком 95 конструктивных характеристик топки СРК. Выход блока 135 соединен- с логическим устройством 136, связанным одним

выходом и входом вычислительного бло- с ния сульфата натрия, сравнивают в логическом устройстве 136 с предполагаемой степенью восстановления из вьг числительного блока 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата нат- gQ рия. Если относительное расхождение между рассчитанной величиной и предположенной более допустимого (напри- 0,02), то, приняв значение стека 7 добавочного сульфата натрия и черного щелока5 а вторым выходом - с регистратором 137 вычисленной степени восстановления сульфата натрия.

Вычислительное устройство 37 степени восстановления сульфата натрия работает по алгоритму (22)-(25) сле- дующим - образом. Из сумматора 132 сумма температуры газа в зоне пиролиза из блока 102 и постоянного числа из ячейки 133 поступает в блок 134 задания граничных условий. Величины, соответствующие граничным значениям переменнь х, вычисленные в блоке 104

55

мер,

пени восстановления равным полученному, повторяют расчет рйсхода черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, степени восстановления сульфата натрия. Если относительное расхождение между рас

5

по алгоритму (25), поступают в вычислительный блок 135, работаютий. по алгоритму (22)-(24) с использованием величин из ячеек 87, 90 и из блоков 94, 95.

dZ In- .,, т f . -а- - у (I -i; )(х ---- +

(24) F RTo .

dx и + ,24К);

К

1,43 10 е

d4c

(25)

П-FT (34,625+17.624) с „с + 48,859c;J- c с;

dt

ПС

ч(-.58338 + 17,624 f) Граничные условия

Т

С/ХгО

fLo о

t + 273 ----/ LO

0

где Т

0. (26)

О, (27)

С/Ч..И

ТПА 4 1 н

2) - степень восстановления сульфата натрия;

ц - степень восстановления

сульфата натрия результирующая;

X - пространственная координата, м;

Afl- коэффициент теплопроводности огарка, ккал/мТ Гр,; температура агарка, К; температура плава, К; скорость фильтрации плава, м/ч;

порядок реакции восстановления сульфата натрия углеродом;

константа скорости реакции восстановления сульфата . натрия углеродом. Вычисленную величину, соответст- вукщун) значению степени восстановлеTO - Гп,.

и

п К ния сульфата натрия, сравнивают в логическом устройстве 136 с предполагаемой степенью восстановления из вьг числительного блока 7 расходов черного щелока и добавочного сульфата нат- рия. Если относительное расхождение между рассчитанной величиной и предположенной более допустимого (напри- 0,02), то, приняв значение сте

мер,

пени восстановления равным полученному, повторяют расчет рйсхода черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, степени восстановления сульфата натрия. Если относительное расхождение между рас23

считанной величиной степени восстановления и предположенной (см. алгоритм 4, 5, вычислительный блок 7) не более допустимого, то полученное зна чекие степени восстановления выводят на регистратор 137 и переходят к выполнению расчетов расходов дутьево го воздуха в вычислительном блоке 22 и дымовых газов в вычислительном бло ке 25.

Полученные окончательные значения расходов зеленого щелока,черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, дутьевого воздуха, дымовых газов, температуры дутьевого воздуха вводят в соответст вукщие автоматические системы регули рования, как это показано на схеме фиг.1.,

Таким образом, с помощью предлагаемого способа управления процессом сжигания черного щелока для любых нормальных условий эксплуатации СРК обеспечивают постоянство заданных производительности и параметров зеленого щелока при соблюдении минимума уноса химикатов и тепла путем стабилизации температуры газов в топке в диапазоне значений, близких к оптимальному, благодаря чему повышается выработка и качество вьшускаемой цел лкшозы, повьшается теплотехнический КПД котлоагрегата, снижается унос хи микатов из топки и в окружающую ере ДУ.

Формула

и 3

обретения

Способ управления процессом сжига ния отработанного черного щелока сульфат-целлюпозного производства путем регулирования расхода сульфата натрия на входе содорегенерационного котлоагрегата, повышения сульфиднос- ти зеленого щелока, расхода черного щелока и общей щелочности щелока, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества выпускаемой целлюлозы, дополнительно вычисляют и используют в качестве заданной величину расхода зеленого щелока, величины расходов добавочного сульфата натрия и черного шелока, определяет величину расхода вспомогательного топлива и температуры, рассчитывают величины расхода дутьевого воздуха Hj biMOBbrx газов, при этом заданную

3043524

величину расхода зеленого щелока вычисляют в 3aBHcjiMocTH от заданных в процессе сжигания концентрации общей

g щелочи в зеленом щелоке, производительности содорегенерационного котлоагрегата по общей щелочи и состава слабого белого щелока,сравнивают ее с измеренной и в зависимости от величины ,

10 рассогласования регулируют расход зеленого щелока, величину расходов добавочного сульфата натрия и черного щелока определяют в зависимости от рассчитанной заданной величины рас15 хода зеленого щелока, сульфидности зеленого щелока, заданной производительности содорегенерационного котлоагрегата по общей щелочи и данных о составе слабого белого щелока, сос20 таве и теплофизических характеристик черного щелока и добавочного сульфата натрия, сравнивают эту величину с измеренной и в случае отклонения регулируют расход добавочного сульфата

25 натрия и черного щелока, определяют величину заданного значения расхода вспомогательного топлива в зависимости от вычисленных, величин расходов добавочного сульфата натрия и черно30 го щелока, а также данных о составе и теплофизических , характеристиках черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива и дутьевого воздуха при зад анной тем25 пературе в топке, сравнивают эту величину с измеренной и в зависимости от отклонения регулируют расход топлива и температуру дутьевого воздуха, определяют величину расхода дутьевого

40 воздуха в зависимости от рассчитанных величин расхода вспомогательного топлива, расходов добавочного сульфата натрия, черного щелока, данных о составе и теплофизических характерис45 тиках черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного ;Топлива и температуры дутьевого воз- духа, сравнивают эту величину с измеренной и при отклонении регулируют

5Q расход дутьевого воздуха, вычисляют величину расхода дымовых газов с учетом расходов добавочного сульфата натрия, черного щелока, данных о составе и теплофизических характеристиeg ках черного щелока, добавочного сульфата натрия, вспомогательного топлива, вычисленных величин расхода вспомогательного топлива, расхода дутьевого воздуха и в зависимости от от2514304352

клонения измеренной величины от вы- топке и газоходах содорегенерационно- численной регулируют разрежение в

го котлоагрегата.

I

N/

f

f

топке и газоходах

го котлоагрегата.

т1

74

21

20

24

фиг

фиеЛ

/57

-(щ

f

Г35

фиг. 6