Способ автоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы в аппаратах типа "Камюр Советский патент 1991 года по МПК D21C7/12 

1

(21)4642729/12 (22)16.12.88 (46)30.10.91. Бюл. №40

(71)Астраханское специальное конструк- торско-технологическое бюро с опытным производством

(72)В.С.Белов, С.В.Дедов. В.А.Дружинин и А.Н.Хлюстов

(53)676.05(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 256503, кл. D 21 С 3/02 , 1967. Авторское свидетельство СССР № 950838, кл. D 21 С 3/00 , 1980.

(54)СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВ- ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В АППАРАТАХ ТИПА КАМЮР

(57) Изобретение относится к целлюлозно- бумажному производству и может быть использовано в автоматизированных системах управления процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы. Цель изобретения - снижение колебаний жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава щепы. Для этого система, реализующая способ, дополнительно оснащена датчиком 17 концентрации эффективной щелочи варочного щелока, датчиком 15 расхода белого щелока на установку и блоком вычисления расхода пара и белого щелока, причем алгоритм обработки предусматривает учет предыдущего положения клапанов 12 и 13. При смене породного состава щепы одновременно изменяют заданные значения температуры щелока в котле и концент

Щвпа щелок

Щепа 1+J

tJLflap

О 00 vj О 00 00

целпю/10- за

Фиг /

ряции эффективной щелочи в варочном щелоке, вводя поправки, зависящие от сигналоврассогласованиямеждуэкспериментально полученными значениями DW|VJ и DMaKC дня конкретного технолоИзобретение относится к целлюлозно- бумажному производству и может быть использовано в АСУ технологическим процессом непрерывной варки сульфатной целлюпозы.

Известно, что при совместной варке древесины хвойных и лиственных пород, например сосны и Оерезы, присутствие бе- резь; оказывает тормозящее влияние на де- пигнификацию сосны, при этом увеличивается количество непровара и ухудшаются прочностные характеристики целлюлозы, Это явление обуславливается более быстрым связыванием щелочи древесиной березы, поскольку она содержитмно- го уроновокислотных и ацетильных групп. Поскольку при совмесгной варке лиственной и хвойной древесины лиственная поглощает больше щелочи и способствует уменьшению степени делигнификации хвойной, считается, что их надо варить раздельно.

Цель изобретения - снижение жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава щепы.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы, реализующий способ автоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы Е аппаратах типа Ка- фиг.2 - временные диаграммы изменения концентрации эффективной щелочи в котле, варочного щечока и алгебраической суммы отклонений текущего значения концентрации эффоктиш-юй щелочи в котле от предыдущего значения; фиг.З - вариант блока обработки информации и выработки управляющих воздействий.

Система содержит питательную трубу 1, где поступающая на еарку щепа смешивается со щелоком,питатель высокого давления 2(ПВД), предназначенный для непрерывной подачи щепы в верхнюю часть варочного котла, насосы 3 и 4, обеспечивающие циркуляцию щелоков в линии подачи щепы на варку. Для смешения белого щелока и щелока, вытесняемого щепой из питателя высокого давления, и получения вароиного щелока служит бак S5 постоянного уровня (Bfiv). Подача варочного щелока осуществляется насосом 6, причем расход варочного щелока регулируется по уровню щелока в баке Б регулятором 7 Смесь щепы с варочгического процесса и текущим значением D, представляющим собой алгебраическую сумму отклонений текущего значения концентрации эффективной щелочи в котле от предыдущего значения. 3 ил.

ным щелоком поступает в котел 8 Для подогрева содержимого котла служат сита 9 отбора щелока, циркуляционный насос 10, теплообменник 11, куда подается греющий

5 пар. После подогрева щелок возвращается в котел. Клапаны 12 и 13 предназначены для регулирования расходов пара и белого щелока соответственно. Датчик 14 температуры предназначен для измерения

0 температурь щелока в котле, датчик 15 - для определения расхода белого щелока на установку, датчики 16 и 17 измеряют концентрацию эффективной щелочи щелока в котле и в варочном щелоке, блок 18 обработ5 ки информации - вычисления положения клапанов для изменения расхода белого щелока и пара.

Блок 18 содержит сумматоры 19-25, усилители 26-29, интеграторы 30-32, линию

0 задержки 33, компараторы 34 и 35, ключи 36-39 и блоки 40 и 41 коррекции заданных величин температуры щелока в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке.

5Способ осуществляется следующим образом. ,

В стационарном режим ;, т.е. при варке щепы определенного породного состава измеренное датчиком 16 значение концентра0 ции эффективной щелочи в котле Ски поступает на один из входов суммктора 19, где сравнивается с заданным значением концентрации щелока Скз ДС к Скз - Ски ,

5 полученная разность масштабируется в усилителе 26 с коэффициентом передачи ki и поступает на вход сумматора 20, где вычисляется поправка к заданию температуры в котле Т1Кз

0 тЛз ТКЗ +kiACk3,

где Ткз , Скз - заданные (номинальные) значения температуры и концентрации щелока в котле, при которых обеспечивается получение требуемой степени жесткости;

5ki - коэффициент пропорциональности,

определяемый расчетным или экспериментальным путем дл/ конкретной технологической установки.

Измеренное датчиком 14 значение тем0 пературы в котле Тки поступает на один из

входов сумматора 21, где сравнивается с заданием по температуре Т Кз . разность масштабируется в усилителе 27 с коэффициентом передачи п. 1 и поступает на вход интегратора 30, где формируется сигнал Pi{T) управления клапаном 12 подачи пара

Pi(T) Pi(T-1)+n 1ПЛз- Тки) Pi(T-1) + ni(TK3 + kiflCiO-T,ai.

где Pi{T-1)- положение клапана в предыдущем такте регулирования;

щ - коэффициент усиления, определяемый экспериментальным путем для конкретной технологической установки;

Тки -измеренноедатчиком 14значение температуры щелока в котле.

Измеренное датчиком 17 значение концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке Сви поступает на один из входов сумматора 22, где сравнивается с заданием Свз

АС8 - Свз - Вви .

Полученная разность масштабируется в усилителе 28 с коэффициентом передачи k2 и в качестве поправки суммируется в сумматоре 23 с заданием Оз расхода белого щело- ка для получения поправки Q з

01з Оз + 2 АСв .

Полученная величина Q1s расхода белого щелока сравнивается в сумматоре 24 с измеренным значением расхода белого ще- лока QU (от датчика 15), Полученная разность масштабируется в усилителе 29 с коэффициентом передачи т и поступает на вход интегратора 31, где формируется сигнал РаСО управления клапаном 13 расхода белого щелока

Р2(Т) Р2(Т - 1) + па (01з - Qu ) - Р2(Т - 1) + П2(0з + kz А Св) - Qn ,

гдеР.(Т 1) положение клапана в предыдущем такте регулирования;

П2 - коэффициент усиления, определяемый экспериментальным путем для конкретной технологической установки;

Qu - измененное датчиком 15 значение расхода белого щелока на установку,

Таким образом, в стационарном режиме работы (при варке щепы определенного породного состава) температура в котле и расход белого щелока на установку регулируется таким образом, чтобы скомпенсиро- вать воздействие на процесс таких возмущающих факторов, как изменение концентрации эффективной щелочи белого щелока, изменение влажности щепы и т,п.

При смене породного состава щепы, поступающей на варку, например, при перехо- де с хвойной на лиственную древесину концентрация эффективной щелочи в котле начинает падать (см. фиг.2). Это связано с

большим, чем при варке хвойной древесины, расходом щелочи на нейтрализацию уроновых кислот и пропитку древесины.

В этом случае сигнал отдатчика 16 концентрации поступает также на вход линии задержки 33 и на один из входов сумматора 25. Здесь происходит вычисление разности ДСки между текущим и предыдущим измеренными значениями концентрации щелока в котле.

АСки Ски (Т) - Ски 0 - 1),

|де Ски (Т) измеренное датчиком 16 значение концентрации эффективной щелочи s котле в текущем такте;

Ски (Т -1) - измеренное датчиком 16 значение концентрации эффективности щелочи в котле в предыдущем такте.

Из получаемых значений дСки формируется последовательность А Ски (1), А Ски (2)... ДСкибДгде п - число элементов последовательности, причем в каждом такте регулирования самый старый элемент последовательности, т.е. вычисленный в (Т- - п) такте, заменяется на элемент, вычисленный з текущем такте.

В интеграторе 32 вычисляется величина D, равная алгебраической сумме отклонений, т.е.

D § А Ски(т).

В компараторах 34 и 35 происходит сравнение текущего значения величины D с величинами В макс и Пмин, задающими допустимые границы изменения D. Величины В макс и DMHH определяются экспериментальным или расчетным путем для конкретной технологической установки.

Если в текущий момент выявляется, что D Вмакс, то с выхода компаратора 35 поступает сигнал на управление ключами 38 и 39, при помощи которых одновременно осуществляется в блоках 40 и 41 коррекция величины задания температуры в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке, т.е. заданное значение температуры в котле Ткз увеличивается на значение АТП, т.е. новое значение задания температуры

Т°кз ТКЗ + АТП,

где АТП - поправка задания .определяемая экспериментальным или расчетным путем так, чтобы жесткость, получаемой целлюлозы при смене породного состава оставалась неизменной;заданное значение концентрации варочного щелока Свз увеличивается на величину А Сп, т.е. навое значение задания концентрации

D3 Свз + АСп ,

, D Он

. где А Сп - поправка задания, определяемая экспериментальным путем так, чтобы значение жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава древесины осталось неизменным,

Таким образом, в любой момент времени на выходе блока 18 имеется сигнал управления клапанами 12 и 13, изменяющими расход пара и белого щелока на установку, при этом соблюдаются условия на одном составе щепы

fpiCD Pt(r-i)-fm(T«,-Ht)dc«)-T«i

|PI(T) PzCT-IJ-HtfCQj-HaACBKM

при условии (переход с лиственной ще- пы на хвойную)

f Р,(Т) Р,(7 -1)+п|( ATn)+kiACJ-Tm

D fe О.

(Pi(T) - Rtff -1)(Оз-На(Си+ ЛСв)-Си,-Оя)

при условии (переход с хвойной щепы на лиственную)

t Pi(T) Pi(T- 1)-Hitff{T«- ATn)+kuiC«J-T,,u}

DSD,l

|/2(Т) Pz(t- 1)(Q3-Ho(C.,-ДСг,)-Си,-Ои)

Блок 18 обработки сигналов может быть реализован на любом микропроцессоре.

Применение изобретения позволяет снизить колебания жесткости получаемой целлюлозы при работе с использованием щепы различного породного состава.

Формула изобретения Способ автоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы в аппаратах типа Камюр,включающий изменение расхода белого щелока на установку и пара на подогрев циркулирующего в котле щелока путем воздействия на клапаны в линии подачи белого щелока и пара в зависимости от температуры и концентрации аффективной щелочи в котле при заданном расходе варочного щелока в котел, о т- личающийся тем, что с целью снижения колебаний жесткости получаемой целлюлозы при смене породного состава щепы, дополнительно замеряют текущий расход белого щелока и концентрацию эффективной щелочи варочного щелока, вычисляют положение клапанов в линиях подачи белого щелока и пара в зависимости от полученных значений замеренных параметров и алгебраическую сумму отклонений текущего значения концентрации эффективности щелочи в котле от предыдущего значения, сравнивают эту сумму с заданием и по величине рассогласования одновременно корректируют заданные значения температуры щелока в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке, при этом воздействие на клапаны осуществляют с учетом их предыдущего положения и откорректированных заданных значений температуры щелока в котле и концентрации эффективной щелочи в варочном щелоке.