Система автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах Советский патент 1989 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к системам автоматического зшравления процессом промьшки целлюлозы на барабанны вакуум-фильтрах и может быть использовано -в целлюлозно-бумажной промышленности.

Цель изобретения - повьшение качества промывки целлюлозы.

На чертеже представлена блок- схема системы автоматического управления процессом промьшки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах.

Система содержит варочную установку I для непрерьгоной варки, связанную трубопроводом 2 целлюлозной массы с первым 3 и последним 4 вакуум-фильтрами, трубопроводом 5 - с испарительным циклоном 6, выход; которого связан трубопроводом 7 с выпарной станцией 8, линию 9 подачи промьтной воды, связанную через последний вакузт-фильтр 4 с баком 1 О фильтрата,.выход которого связан через первый вакуум-фильтр 3 с баком II фильтрата, выход которого в свою очередь связан трубопроводом 12 с установ1 ой 1, а трубопроводом 13 - с трубопроводом 7 крепкого щелока; .

Система автоматического управления содержит также измерители 14 и

15концентрации и расхода массы на сортирование, выходы которых связаны с первым вычислительным блоком

16расхода абсолютно сухой целлюлозы и удельных расходов промывных жидкостей, связанным двумя другими входами с измерителями 7 и I8 соответственно расхода промывной жидкости на первьй вакуум-фильтр 3 и расхода промьгоной воды на последний вакуум-фильтр 4, а выходом - с вторым входом блока 19 задания расхода промывной жидкости на последни вакуум-фильтр, измеритель, 20 остаточной щелочности, соединенный с первым входом блока 21 расчета уделного расхода промывной жидкости, который своим вторым входом соединен

с блоком 22 оптимизации задания остаточной щелочности, а выходом. - с первым входом блока I9 задания расхода промьшной воды, выход которого связан с входом регулятора 23 расхода промьгоной воды на вакуум-фильтр 4.

Измеритель 24 уровня в баке 1 фильтрата и, измеритель 25 уровня в баке 10 фильтрата связаны одними

5

0

5

0

5

0

5

0

5

из своих выходов с блоком 26 группо вого контроля уровней в баках фильтрата, выход которого связан с одним из входов вычислительного блока 27 задания расхода промьшной жидкости на первый вакуум-фильтр 3, соединенный другими входами с измерителями 14, 17 и 18 соответственно концентрации массы на промывку, расхода промывной жидкости на первый вакуум- фильтр 3, расхода прбмывной воды на последний вакуум-фильтр 4, а выходом - с регулятором 28 расхода промывной жидкости на вакуум-фильтр 3.

Измерители 29 и 30 соответственно температуры и плотности смеси щелоков и фильтрата, подаваемых на выпарную станцию 8, соединены с входом второго вычислительного блока 31 содержания абсолютно сухих веществ, выход которого вязан с входом третьего вычислительного блока 32 задания расхода фильтрата на выпарку, соединенного другими входами с измерителем 33 расхода крепкого щелока из циклона 6, измерителем 34 расхода фильтрата по трубопроводу 13 и первым выходом блока 35 контроля уровня в баке II фильтрата, а выходом - с регулятором 36 расхода фильтрата по трубопроводу 13, причем на вход блока 32, кроме того, подается задание требуемого содержания абсолютно сухих веществ.

Измеритель 25 уровня в баке 10 фильтрата связан с входом блока 37 контроля уровня в баке 10 фильтрата, выход которого соединен с входом блока 22 оптимизации задания остаточной щелочности, на другой вход которого подается заданное значение остаточной щелочности, а измеритель 24 уравня в баке 11 фильтрата соединен с блоком 35 контроля уровня в баке 11 фильтрата, первый выход которого связан с вычйслительнЬ1м блоком 32 задания расхода фильтрата из бака 11 фильтрата, а второй выход - с входом четвертого вычислительного блока 38 задания расхода варочного щелока в испарительный циклон 6, на другой вход которого подается вычисленное требуемое задание расхода щелока в циклон, а выход связан с соответствующим регулятором 39 рас- хода щелока в испарительный циклон 6. Выход измерителя 40 расхода щелока в испарительньм циклон 6 связан

с входом регулятора 39, а выход измерителя 41 давления в варочной уста- новке 1 - с входом регулятора 42 давления.

Система работает следующим образом.

Первый вычислительный блок . 16 определяет расход абсолютной сухой цeлJнoлoзы на промывку и удельный рас ход промьшной жидкости по сигналам от измерителей 15, 14, 17 и 18 расхода и концентрации массы на сортирование и расходов промьшной жвдко- сти на вакуум-фильтры 3 и 4.

K,

- Q

асч.

ч пв

Qaco,

(1)

(2) (3)

:мс

К

ЛЛС

к.

Пш,

п%

п««.

nч,

Qacn расход абсолютно сухой целлюлозы на промывку, кг/мин

расход массы на сортирование, л/мин

концентрация массы на сортирование, КГ/Л1 коэффициент выхода целлюлозной массы после сортирования j

расход -промывной жидкости на первый вакуум-фильтр 3, л/мин;

расход прюмьшной воды на последний вакуум-фильтр 4, л/мин,

удельньй расход промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, л/кг;

удельный расход промьшной воды на последний вакуум- фильтр 4, л/кг.

олученные значения вводят в 19.

лок 21, на входы которого подаютребуемое и измеренное измерите20 значения остаточной щелочномассы, рассчитывает отклонение у ними, определяет удельный распромывной воды по выбранной мои требуемую поправку к удельрасходу по формулам

Р ,, опт ь 6Ф - 1 вф

Кс . fftHT )

-и

(4) (3)

Q

где

ЛС„

ЛСц Л q

flC,. Cu.,, к, аС(,,

(;- dC(,-.,,r

dC),

Kj (дСп

(6) .С7)

:8)

15

,ОГ)Т в

KC 0

текущее и предыдущее отклонения от оптимальной остаточной щелочности, rNafl/n; заданное значение остаточной щелочности, оптимальное в данный момент, rNajO/л , коэффициент модели, определяющей зависимость между удельным расходом и остаточной щелочно- стью, rNa,0/Kri удельный расход промывной воды по выбранной модели, л/кг,d Сп, - пропорциональная и дифференциальная составляющие величины требуемой поправки, поправка к удельному расходу промьшной воды, л/кг-, Кп, Ка,К2 - коэффициенты,

Сдф - измеренное значение остаточной щелочности массы, гЫа,0/л.

Вычисйенные значения удельного расхода и поправки к нему также подаются на вход блока 19, где вычисляется задание расхода промьшной .воды и осуществляется коррекция мо- 40 дели:

25

Яс

aq 30

35

q t ч, q -j с 5ф ;

.(9) (10)

5

QnB

где

q,

Q ne

с я nut

Рс,с«.Ся V- Kj( q)l, (11) - требуемый удельный расход

промьгеной воды, л/кг, задание регулятору 23 расхода промывной воды, л/мин 0 Яп1« среднее значение удельного расхода промьшной жидкости на вакузгм-фильтр 3, л/кг, Кз - коэффициент. Полученное по формуле (11) значе- 5 ние подается на вход регулятора 23 расхода промьшной воды на вакуум- фильтр 4.

Второй вычислительный блок 31 оп-/ ределяет содержание абсолютно сухих

веществ смеси щелоков, подаваемьк на Вьтарку, по сигналам измерителей 29 И 30 соответственно температуры и плотности смеси щелоков на основа- Йии сзпцествующих таблиц лабораторных данных. Полученное значение подается в третий вычислительный блок 32, где по измеренным значениям рас- сода крепкого щелока и фильтрата на зыпарную станцию 8 с учетом оптимального заданного значения содер- :кания абсолютно сухих веществ вычисляется задание регулятору 36 рас- шда фильтрата на вьшарную станцию 3 по формулам

ддопт ,,

4 А К7(

Qw8 K-gCQ |ДВ(П- Qu)e(i-ll

Q.« (i-ii+ Q)5 + ,

(12) (13) (14) (15)

де А

ЗйА

4Н,

, ,ОГТТ

&q

ЩК

заданное значение минимального содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваемом на вьтар- ку, %; .

поправка к заданию содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваемом на выпарку () фактическое содержание абсолюгно сухих веществ в смеси щелоков, подавае- мьк на выпарку, рассчитанное в блоке 31, %; оптимальное заданное значение абсолютно сухих веществ, %,

А ощибка расхода фильтрата по стабилизации содержа- ния абсолютно сухих веществ, л/мин; поправка к расходу фильтрата на вьшарку по изменению расхода крепкого щелока на выпарку, л/мин|

цв(;)г

Q48(40 текущее и предыдущее значения расхода крепкого щелока на выпарную станцию 8, л/мин;

РФ - задание регулятору 36 расхода фильтрата из бака 11 фильтрата на выпарную станцию, л/мин , ;

К-;, Kg - коэффициенты.

Полученное по формуле (15) значение подается на вход регулятора 36,

АС

йС

KHI(H

5

0

5

0

5

0

45

Блок 37 по сигналу измерителя 25 уровня в баке 10 фильтрата осуществляет контроль уровня, и при выходе его за допустимые пределы рассчитывают поправку к заданию остаточной щелочности (препятствующую дальнейшему отклонению уровня) по формулам

,); (16) К8,( ), (17)

где Hj - значение уровня в баке 10

фильтрата, %5 мин

ppgjjjjm, диапазона допустимых значений уровня, %; йС - поправка к заданию остаточной щелочности, гКа,20/л;

KH,)K6j - козффициенты пропорциональности.

При выходе значений уровня за границы диапазона значение поправки, рассчитанное по формуле (16) или (7), подается на вход блока 22,где рассчитывается оптимальное в данный момент значение задания остаточной щелочности:

, (18).

ЗаА ,где С в4 - задание остаточной ще, лочности массы, г , Значение, полученное по формуле (18), подается на вход блока 2.

Блок 35 по сигналу измерителя 24 уровня в баке 11 фильтрата осуществляет контроль уровня и при вькоде его за допустимые пределы рассчитывает поправку к заданию содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваемом на вьтарную станцию 8, или поправку к верхнему пределу задания по расходу варочного щелока в испарительный циклон 6 в зависимости от направления изменения уровня. Поправки рассчитываются по зависимостям

где Н

5

ЛН,

ЙН,

фильтрата, %; поправка к заданию содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваемом на выпарную станцию,% поправка к верхнему пределу задания по расходу щеKIК

лока в испарительный циклон 6, Л/МИН

9 - коэффициенты пропорциональности.

При выходе значений уровня за грницы диапазона значение поправки, рассчитанной по формуле (19), подается на вход третьего вычислительного блока 32, а значение, получен- ное по формуле (20) - на вход четвертого вычислительного блока 38, в котором увеличивается верхний предел регулирования расхода щелока в циклон 6 в соответствии с введенной поправкой:

QT Q;T-(I н). (21)

где Q:,.

Q - вычисленное и регламентное значения верхнего предела регулирования расхода щелока в испарительньй циклон.

Кроме того, на вход четвертого вычислительного блока 38 подается задание регулятору расхода щелока в циклон 6, вычисленное из условий обеспечения стабильности движения массы в варочной установке I. Проверенное на предел, рассчитанный по формуле (21), значение подается на вход регулятора 39. Увеличение отбора варочного щелока в циклон 6 вызывает снижение давления в варочной установке 1,.компенсируя которое, регулятор 42 давления увеличивает расход фильтрата по трубопро- ;Воду 12, что вызывает немедленное снижение уровня в баке 11 фильтрата, увеличение отбора варочного щелока снижает в конечном итоге величину щелочности поступающей на промьшку массы, что также способствует снижению уровней в баках фильтрата.

Блок 26 осуществляет контроль равенства уровней в баках 10 и 1 1 фильтрата;..

йИ- Н, ; 1(22)

4Ни К„, ЛН(, ; (23);. ЛН К, 4ЛН(,., - ДН(„), .(24) iQf, К(ДН„ +d4j), - :(25)

где Н,, Н - измеренные значения уровней в баках 10 и 11 фильтрата, %;

текущее и предьщущее

значения ошибки регулирования, %;

- пропорциональная и дифференциальная составляющие требуемой поправки.

JQ

пщ

поправка к расходу про- мьшной жидкости на вакуум-фильтр 3 по величине ошибки регулирования, л/мин;

К

п f-. К , I

Kj - коэффициенты.

Вычисленное значение поправки вводится в блок 27, где по сигналам измерителей 17 и 18 расхода промывных жидкостей и 14 концентрации массы на промывку рассчитьтается поправка к расходу промьшной жидкости на вакуум-фильтр 3, задание регулятору 28 расхода промьганой жицкости и ог- раничивается верхний допустимый предел регулирования для предотвращения срьша шапки с барабана первого вакуум-фильтра:

К

- V ,rQnm Bu - ,,,.,

(26)

Qnui2 К4 К8щСРп80Г Qne(i.i|l; (27)

Qnu Qniu,+ Qnuii+ Qnu)ii Q:r (K.C- Kl,).K, . Q

5

ПЦ

пы,

(28) (29)

где

0

4Q

5

0

5.

К,.- -средненный коэффициент

Ъщ

пропорциональности расходов промывных жидкостей на вакуум-фильтры 3 и 4; «ed i ,- расход промывной воды на пб{1-.1) вакуум-фильтр 4, л/мин ,

nuj, поправка к расходу промывной жидкости на вакуум- фильтр 3 по величине изменения расхода промывной воды на вакуум-фильтр 4, л/минj

QI - задание регулятору 28 расхода промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, л/мин;

Qnm расчетное значение верхнего предела регулятора 28, л/мин j

Кд,.- величина концентрации массы в трубопроводе 2, не требукядая искусственного ограничения расхода промьшной жидкости на первый в акуум-филь тр, кг/л;

при концентрации, меньшей К„с л/мин|

0° - значение максимального пщ

верхнего предела регулятора 28

не мспашси ддс 4

Kfc - коэффициенты ().

Заданное значение расхода промьш- юй жидкости, не превьпиающее значе- 1ИЯ, полученного по формуле (29),подается на вход регулятора 28.

Формула изобретения

Система автоматического управле- лкя процессом промьшки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах, содержа- цая измеритель расхода массы, уста- «овленный на трубопроводе подачи цел гаолозной массы на промывку, измерителя уровней в баках фильтрата последовательно соединенных вакуум- фильтров, измеритель расхода промьш- ной воды на последний вакуум-фильтр, соединенный с регулятором расхода промывной воды, испарительный циклон 1выпарную станцию и варочную установ- 1ку, отличающаяся тем, :что, с целью повьшения качества про- ;мывки, система дополнительно содер- жит измеритель концентрации массы, поступающей на п ромьтку, измеритель остаточной щелочности массы после промывки, последовательно соединенные измеритель и регулятор расхода щелока в испарительный циклон, измеритель расхода Крепкого щелока на {вьшарную станцию, измеритель плот- юности и измеритель температуры смеси крепкого щелока ,из испарительного циклона и фильтрата из бака первого вакуум-фильтраj последовательно .соединенные измеритель и регулятор расхода фильтрата на выпарную станцию, блок задания расхода промьш- ной жидкости, блок расчета удельного расхода промывной жидкости, блок оптимизации, соединенные между собой измеритель и регулятор расхода промывной.жидкости на первый вакуум фильтр, блок контроля уровня в баке фильтрата последнего вакуум-фильтра блок группового контроля уровней в баках фильтрата, блок задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр, первьм, второй, третий и четвертый вычислительные- блоки и блок контроля уровня в баке ВНИИЙИ Заказ 71 1 1/3

Произв.-полигр. пр-тне, г.

фильтрата первого вакуум-фильтра, а также соединенные между собой измеритель и регулятор давления в варочной установке, при этом измеритель уровня в баке фильтрата первого вакуум-фильтра соединен через блок контроля уровня в баке фильтрата первого вакуум-фильтра с входами

третьего и четвертого вычислительных блоков, выход четвертого вычислительного блока с регулятором расхода щелока в испарительный циклон,входы второго вычислительно5 го блока соединены с измерителем плотности и измерителем температуры смеси, а выход - с входом третьего вычислительного блока, измеритель расхода крепкого щелока и из0 меритель расхода фильтрата на выпарную станцию соединены с входами третьего вычислительного блока, выход которого связан с регулятором расхода фильтрата на вьтарную стан5 цию, входы блока контроля уровней связаны с выходами измерителей уровней в баках фильтрата первого и последнего вакуум-фильтров, а выход через блок задания расхода промьш0 иой жидкости на первый вакуум-фильтр- с регулятором расхода промьшной жидкости на первый.вакуум-фильтр, входы блока задания расхода промьшной жидкости на первый вакуум-фильтр соединены с выходами измерителей расходов промывной жидкости на первьм и последний вакуум-фильтры и измерителя концентрации массы, поступающей на промывку, входы первого вычислительного блока связаны с выходами измерителей расхода и концентрации массы, поступающей на промывку, и измерителей расходов промывной жидкости на первый и последний ва- 45 куум-фильтры, а выход - с вхо.дом блока задания расхода промывной жидкости, выход измерителя уровня в баке фильтрата последнего вакуум- фильтра соединен через блок контро35

40

50

ля уровня в баке фильтрата послед55

г.

него вакуум-фильтра, блок оптимизации, блок расчета и блок задания расхода промьшной жидкости с регулятором расхода промывной жидкости в последний вакуум-фильтр, а выход измерителя остаточной щелочности связан с входом блока расчета.

Тираж 600 Прдп21сн.ое Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к системам автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промьшшенности. Применение изобретения позволит повысить качество промывки целлюлозы. Устройство содержит последовательно соединенные вакуум-фильтры 3 и 4 с баками фильтрата 10 и П, испарительный циклон 6, вьшарную станцию 8, варочную установку 1, измерители 14 и 15 концентрации и расхода массы на сортирование, первый 16, второй 31, третий 32 и четвертый 38 вычислительные блоки, измерители расхода 17 и 18 промывной жидкости, блок 19 задания расхода, измеритель 20 остаточной щелочности, блок 21 расчета удельного расхода промьшной воды, измерители 29 и 30 температуры и плотности смеси щелоков и фильтрата, регулятор 36, блок 26 группового контроля уровней, измеритель 40 расхода щелока в испарительный циклон 6, регулятор 39, измеритель давления 41 в варочной установке 1, регулятор 42, измерители 24 и 25 уровней в баках фильтрата и регулятор 28. 1 ил. (Л ел сл ел 00