Способ управления процессом дефибрирования при производстве древесной массы Советский патент 1992 года по МПК D21B1/26 

Изобретение относится к производству древесной массы дефибрированием древесины и может быть использовано в целлюлозно-бумажно промышленности. : Известен способ автоматического регулирования температуры дефибрирования, включающий измерение мощности, потребляемой электроприводом дефибрерного камня, обработку этого сигнала вместе с сигналом, пропорциональным заданной температуре, и регулирование температуры спрыекнрй воды в зависимости от значения полученного сигнала.

Недостатком этого способа яеляется невысокая точность измерения температуры массы в процессе дефибрирования, поскольку оно осуществляется косвенным образом, что приводит к снижению эффективности регулирования температуры дефибрирования.

Известен способ управления процессам дефибрирования при производстве древесной массы путем регулирования температуры воды в зоне дефибрирования в зависимости от удельной мощности дефибрирования и температуры древесной массы в зоне схода ее с поверхности дефибрерного камня.

В этом способе измерение температуры древесной массы производят только в одном участке зоны схода массы с дефибрерного камня или в ванне дефибрераи на

ч|

ю

СП

о

основании этого судят о температуре в зоне дефибрирования, т.е. в зоне контакта древесины с рабочей поверхностью камня, и производят регулирование температуры всей спрыскной воды, подаваемой на дефибрер- ный камень.

Условия дефибрирования древесины различны по ширине камня и разницу этих условий необходимо корректировать изменением температуры спрыскной воды по ширине камня, что в прототипе не осуществляется. Это является причиной снижения качества древесной массы.

Кроме того, вскипание воды из-за разности температур происходит раньше в средней части зоны дефибрирования, что приводит к появлению нестабильности нагрузки на дефибрерный камень и снижению производительности дефибрера.

Целью изобретения является повышение качества древесной массы.

Указанная цель достигается тем, что в способе управления процессом дефибрирования древесины при производстве древес- ной массы путем регулирования темпзоатуры воды в зоне дефибрирования в зависимости от удельной мощности дефибрирования и температуры древесной массы в зоне схода ее с поверхности дефибрерного камня, согласно изобретению, дополнительно измеряют температуру воды, подаваемой на дифибрерный камень из секций переднего спрыска, температуру древесной массы измеряют в нескольких точках зоны по ширине дефибрерного камня, температуру воды в зоне дефибрирования регулируют с коррекцией температуры воды, подаваемой из секций переднего спрыска, по измеренным значениям температуры древесной массы.

Способ включает измерение температуры древесной массы в нескольких точках зоны схода массы по ширине камня. С этой целью по ширине камня в зоне схода устанавливают датчики температуры по числу точек измерения.

Центральный участок зоны является базовым.

Передний спрыск разделяют с помощью перегородок на секции, число которых соответствует числу точек измерения зоны схода массы. Каждая секция спрыска имеет средство подвода воды и средство регулирования температуры спрыскной воды. При работе дефибрера измеряют температуру древесной массы в точках зоны схода и удельную мощность дефибрирования и в зависимости от этих показателей регулируют температуру спрыскной воды в соответствующей секции спрыска. При этом

температуру повышают от середины камня к его краям. Необходимость такого характера регулирования температуры спрыскной воды по ширине объясняется тем фактом,

что температура процесса дефибрирования неравномерна и снижается от середины дефибрерного камня к его краям. При этом верхний предел температуры массы во всех точках схода не должен превышать 99°С.

0 Канал коррекции температуры спрыскной воды по удельной мощности дефибрирования работает в те периоды, когда по технологическим причинам, вызванным разницей в структуре древесины, различи5 ем промежутков между отдельными бревнами, различием в состоянии рабочей поверхности и структуры дефибрерного камня, возникают колебания параметров технологического процесса, что нежела0 тельно при дефибрировании при температуре, близкой к точке кипения воды.

Это отрицательно сказывается на стабильность качества древесной массы.

Такие периоды в процессе дефибриро5 вания идентифицируются по колебаниям удельной мощности дефибрирования (т.е. по отношению активной мощности, потребляемой электроприводом дефибрерного камня, к расходу древесины за единицу вре0 мени). Они возникают в этих случаях с высокой частотой на протяжении достаточно длительного времени.

Реагируя на такие колебания, регулятор удельной мощности дефибрирования пода5 ет сигнал, равномерно убывающий от 5-10 до 0°С, на снижение температуры спрыскной воды и температуры дефибрирования.

В результате этого воздействия процесс стабилизируется.

0 Пример. Способ реализуется на серийном дефибрере ДЦ-04-1, При работе дефибрера измеряют с помощью датчиков температуру в нескольких точках зоны схода массы по ширине камня. В зависимости

5 от полученных измерений регулируют температуру спрыекной воды в каждой секции переднего спрыска, увеличивая температуру воды от центральной секции к крайним секциям спрыска. При управлении учитыва0 ют значения удельной мощности дефибрирования.

Количество единиц спрыска и количество соответствующих им участков зоны схода не менее трех.

5 Исследование режимов работы дефибрера показывает, что температура в центральном участке зоны дефибрирования на 8-15°С выше, чем по краям. Соответственно значения температуры спрыскной воды имеют значения 53-70°С для центральной и

68-78°С для крайних секций переднего спрыска. При этом температура древесной массы по всем участкам в зоне схода выравнивается и соответствует 83-99°С.

На фиг.1 - общий вид дефибрера, с по- мощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 - органы управления процессом дефибрирования: на фиг.З - структурная схема системы управления процессом дефибрирования; на фиг,4 - структурная схема регулятора удельной мощности дефибрирования; на фиг.5 - структурная схема регулирования скорости подачи древесины.

Дефибрер содержит дефибрерный ка- мень I. ванну 2 для древесной массы, шахту 3 для подачи древесины-баланса к дефиб- рерному камню, электропривод 4 подачи баланса, передний спрыск 5, датчики 6 тем пературы спрыскной воды, датчик 7 темпе- ратуры древесной массы в зоне схода массы с поверхности дефибрерного камня, электропривод 8 дефибрерного камня, датчик активной мощности 9 электропривода 8 камня, датчик расхода 10 баланса за едини- цу времени.

Спрыск 5 {см. фиг.2) по ширине камня 1 разделен на секции 11с помощью перегородок. Каждая секция 11 имеет индивидуальное средство 12 подвода спрыскной воды. Датчики 7 температуры массы установлены по числу секций 11 спрыска 5. Отдельно для каждой секции 11 выполнено средство 13 регулирования температуры спрыскной воды.

Средство 13 включает датчик 6 температуры воды в секции, регулятор 14 температуры воды, исполнительный орган 15 и регулятор 16 температуры массы. Кроме того, для центральной секции спрыска средст- во 13 содержит задатчик 17 температуры массы, а для остальных секций 11 средство 13 содержит функциональный преобразователь 18.

Указанные на фиг.2 элементы вместе с задатчиком удельной мощности 19 дефибрирования, датчиком удельной мощности 20 и регулятором удельной мощности 21 составляют систему управления процессом дефибрирования (см. фиг.З).

В каждом средстве 13 регулирования вход исполнительного органа 15 соединен с выходом регулятора 14 температуры воды, который первым входом соединен с выходом датчика 6 температуры воды, а вторым. входом - с выходом регулятора 16 температуры древесной массы, первый вход которого соединен с выходом датчика 7 температуры массы, второй вход регулятора 16 в центральном участке зоны схода соединен с выходом задатчика 17 температуры массы, второй вход регулятора 13 температуры массы в каждом участке зоны, кроме центрального, соединен через функциональный преобразователь 18с датчиком 7 температуры массы на центральном участке зоны схода. Выходы задатчика 19 и датчика 20 удельной мощности подключены к входам регулятора 21 удельной мощности, выход которого подключен к третьим входам регулятора 14 температуры спрыскной воды.

Датчик удельной мощности дефибрирования 20 состоит из датчика активной мощности 9 электропривода 8 дефибрерного камня, датчика 10 расхода баланса за единицу времени и делителя 22. Схема соеди- нений отдельных элементов датчика удельной мощности дефибрирования 20 представлена на фиг.З.

Схема регулятора удельной мощности дефибрирования 21 (см, фиг.4) содержит на входе сумматор.23, формирователь импульсов 24, первый интегратор 25. компаратор 26,. ждущий мультивибратор 27, второй интегратор 28 и коммутатор 29. Существуют моменты, когда по какой-либо причине, например, из-за низкого качества древесины или перекоса баланса в шахте, температура воды в одной или нескольких секциях спрыска при компенсациях этих возмущений достигает предельного значения и больше не меняется. При этом регулирование температуры древесной массы путем изменения температуры воды невозможно.

Возвращение температуры воды в середину диапазона ее изменения с сохранением при этом температуры массы осуществляется изменением усилия прижима баланса. Этим обеспечивается расширение диапазона регулирования температуры древмассы.

Для такого расширения диапазона регулирования устройство управления (см. фиг.5) дополнительно содержит две ячейки ИЛИ 30 и 31; регулятор.32 скорости подачи древесины и пороговые элементы 33 по числу датчиков 6 температуры воды в секциях 11. При этом входы пороговых элементов 33 подключены к выходам соответствующих датчиков 6 температуры воды, первые выходы пороговых элементов 33 подключены к входам первой ячейки ИЛИ 30, вторые выходы пороговых элементов 33 подключены к входам второй ячейки ИЛИ 31, а.выходы ячеек 30 и 31 подключены к входам регулятора 32 скорости подачи древесины, выход которого подключен к электроприводу 4 подачи древесины.

Устройство работает следующим образом.

При вращении камня 1 происходит истирание баланса очего поверхность. Через передний спрыск 5 подают воду на поверхность камня, изменяя ее температуру в ходе управления процессом дефибрирования.

С помощью датчиков 7 измеряют температуру древесной массы в каждом участке зоны схода ее с поверхности камня 1. Регулирование осуществляют по каждой секции 8 спрыска 5. Полученный от датчика 7 сигнал подается в регулятор 16 температуры массы, на вход которого подается также сигнал, соответствующий заданному значению температуры массы. Этот сигнал для центральной секции вырабатывается задатчиком 17 температуры массы, а для каждой из остальных - функциональным преобразователем 18, на вход которого подаётся сигнал от .датчика 7 температуры массы в центральном участке зоны схода.

Выходной сигнал регулятора 16 температуры массы является задающим для регулятора 14 температуры воды, который воздействует на исполнительный орган 15, регулирует температуру воды в секции 8 спрыска 5. Датчик 6 температуры воды в секции 8 подает сигнал обратной связи на вход регулятора 14 температуры воды. Таким образом, регулированием температуры спрыскной воды влияют на температуру в зоне дефибрирования, которую контролируют по температуре древесной массы в зоне её схода с поверхности камня. Указанное регулирование производится по секциям 8, при этом температура древесной массы на каждом участке зоны схода корректируется по определенной зависимости с температурой массы в центральном участке. Эту зависимость реализует функциональный преобразователь 18 по формуле

1м Ki 1м.ц. + К2,

где Ki и К2 - постоянные величины, определяемые на конкретном дефибрере при наладке;

1м.ц. - температура массы в центральном участке зоны схода;

1м - температура массы в участке зоны схода, кроме центрального.

При управлении процессом с помощью изменения скорости подачи баланса, когда

температура подаваемой воды в любой из секций 8 спрыска 5 достигает одного из предельных значений регулирования и управление процессом за счет изменения ее становится невозможным, сигнал от датчика 6 температуры воды поступает через свой пороговый элемент 33 на ячейку ИЛИ 30 или 31. Выходной сигнал с ячейки ИЛИ поступает на регулятор 32 скорости подачи баланса, с помощью которого изменяется (увеличивается или уменьшается) скорость подачи баланса к поверхности камня 1, что влияет на усилие прижима и температуру в зоне дефибрирования.

Использование способа обеспечивает

равномерность условий процесса в зоне дефибрирования по ширине камня, что приводит к повышению однородности показателей качества древесной массы. При этом выравнивается степень помола древесной массы и увеличивается величина разрывной длины производимой бумаги.

30

Формула изобретения

Способ управления процессом дефибрирования при производстве древесной массы путем, регулирования температуры воды в зоне дефибрирования в зависимости

от удельной мощности дефибрирования и температуры древесной массы в зоне схода ее с поверхности дефибрерного камня, отличающийся тем, что, с целью повышения качества древесной массы, дополнительно

измеряют температуру воды, подаваемой на дефибрерный камень из секций переднего спрыска, температуру древесной массы измеряют в нескольких точках зоны схода по ширине дефибрерного камня, а температуру воды в

зоне дефибрирования регулируют с коррекцией температуры воды, подаваемой из секций переднего спрыска, по измеренным значениям температуры древесной массы.

о

1Л

CN

гЩи&2

шг

к

12

- ... I

Ж # ПЗ

ТГТ--ГТ

/

12

Изобретение относится к производству древесной массы дефибрированием древесины, а именно к способу управления процессом дефибрирования при производстве древесной массы путем регулирования температуры воды в зоне дефибрирования в зависимости от удельной мощности дефибрирования и температуры древесной массы в зоне схода ее с поверхности дефибрерно- го камня, С целью повышения качества древесной массы дополнительно измеряют температуры воды, подаваемой на дефиб- рерный камень из секций переднего спрыска, а температуру древесной массы измеряют в нескольких точках зоны схода по ширине камня. Температуру воды в зоне дефибрирования регулируют с коррекцией температуры воды, подаваемой из секций переднего спрыска. Указанную коррекцию осуществляют по измеренным значениям температуры древесной массы. Использование способа обеспечивает повышение однородности показателей качества древесной массы и улучшение качества производимой бумаги. 5 ил. СО С

ГгВ-4И1

ЈМ

/J

II.

ФигА

Фиг.5