Способ автоматического управления процессом варки целлюлозы

(и)666525 О П И С А-Н-И"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советсита Социапмстн мескита Респубпмкт) Дополнительное к авт. сви 22) Заявлено 26. 11. 76 присоединением заяв 1) 24236 2329 05 0 27/00 21 С ЗЮО Яе асудврственнык комете ссср а делам мзееретен и аткрцткй(71) Заяви сесоюзное научно-производственное объединение бумажной прэмышпенности тоз(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЮ УПРАВЛЕН ПРОЦЕССОМ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ мя Настояшее изобретение относится к способам управления технологическими процессами и предназначено, в частности, дпя испопьзования в цеппюпозно-бумажной промышленности при управлении процессом варки целлюлозы в котлах периодического действия.Известен способ управления процессом варки целлюлозы, по которому подачу пара в варочный котел осушествпяют в зависимости от величины рассогпасования среднеинтеграпьной температуры в варочном котле, явпяюшейся функцией текуших значений температур в нижней и средней зонах варочного котла и заданной температуры, корректируемой при превышении фактическим перепадом температур между зонами варочного пространства предельно допустимого значения Й 3 .Недостатком рассматриваемого способа явпяется то, что среднеинтеграпьную температуру варочного пространства рассчитывают пишь как функцию температур, измеренных в двух точках варочногэ про, тсесснан лтн.тх ц. яс,симт странства: Т = Г (как при колебанияхраствора в котпе (практике) такая оцо статочно точной.Кроме того, корректировка заданной температуры нагрева при превышении перепада температур между зонами котла предельного значения с целью сглаживании температурного поля также не является оптимальным решением, так как приводит к затягиванию процесса, в то время как эта же задача может быть рьшена путем изменения соотношения расходов варочного раствора в циркупяционных контурах. Заявляемый способ лишен указанных недостатков. Йпя стабилизации же качественных чоказателей получаемой цеппюпозы необходимо непрерывно контропировать течение процесса, действие на него возмущающих воздействий, а дпя компенсации их - рассчитывать требуемую скорость изменения температуры, используя математическое описание процесса,3 6665Целью предлагаемого изобретения является стабилизация качественных показателей целлюлозы.Оостигается это тем, что определяютрассогласование скорости.,; изменениядействительной температуры в варочномкотле как функции текущих значений температур в нижней и средней зонах варочного котла и заданной скорости изменения теърературы, корректируемой в зави осимости от концентрации варочного раст-вора, соотношения количеств щепы и варочного раствора в котле, причем перепад температуры между верхней и нижней зонами котла корректируют в зависимости от величины разности уровнейщепы и варочного раствора в котле изменением соотношения расходов варочногораствора в верхнем и нижнем циркуляционном контурах после подогревателя, а по-21дачу пара регулируют в зависимости отвеличины рассогласования,Предлагаемый способ может бытьреализован с помощью двухконтурной системы управления, представленной на 25схеме,Основным контуром управления осущест.вляют регулирование скорости нагревасодержимЬго котла, Принцип управленияскоростью изменения среднеинтегральной ЗОтемпературой заключается в следующем.Известно, что скорость реакции взаимодействия лигнина и варочного раствора .формально может быть описана выраже;нием:. В аксиальном же направлении котлатемпературный градиент практически отз 5 сутствует, Тогда, учитывая конфигурацию котла, формула для расчета средне интегральной температуры примет вид: . Я 4 ЙЖВуЬьйу+Ахну У7 -Х) + Т фЯ 9 812 фй, 7 Щ(.(У с(Ц 25где ЙО - "коицентрация лиг 1(ина,СР)концентрация варочногораствора,фкоэффициент скоростиреакции, зависящий от среднеинтегральной температуры Т (1).Расчет среднеинтегральной температуры следует вести по формуле, представленной в общем вйде: где: Р - функция распределениятемпературы по варочному пространству.1; 72 Уц - температура в измеряемых точках по высоте котла,Н - уровень варочного раствора в котле,/ - объем варочного растворав котле. Моделирование объекта и экспериментальные данные показывают, что распределение температуры по высоте котла между тремя контролируемыми точками в нижней зоне, циркуляционном контуре до и после подогревателя может быть с достаточной точностью аппроксимировало кусочно-линейнай функцией.- радиус цилиндрической частикотла,Н - уровень в котле,Ч - температура в нижней зоне,Т - температура в циркуляционномконтуре до подогревать 3 - температура в верхнем и нижнемконтурах после подогревателя,Д - значение координаты 1 го датЯчика температуры,2 - значение координаты 2-го датчика температуры,ъ" . высота йижнего конуса котла,55Х значение координаты 3 го датчика температуры.Из формулы (3 ) видна четкая связьтемпературного поля с уровнем жидкостив варочном котле.Остаточное содержание лигнипа в древесине (или коррелированндя с ним жесткость целлюлозы) определяются:-и задаваясь начальным содержаюЧнием лигнина. из формулы (П ) можноопределить(), Затем из формулы(1) по значениями(6 ), а такжей,измеренной концентрации варочного раствора С (1) рассчитывают требуемый коэффицент скорости реакции как функциювремени,Зная значение К Т (6)3 для каждого момента времени и используя формулу, связывающую К Т (1 )1 с температурой: где д - температурный коэффициент,значение которого зависит от вида варки и породы шепы, можно найти функцию температуры от времени и по Т ( 1 )рассчитатЬ требуемую скорость изменения среднеинтегральной температурыИТВВторой контур автоматического управления предназначен для выравниванияскорости реакции делигнификации по высоте котла, Известно, что в верхней зоне варочного котла шепа орошается варочным раствором хуже, чем в серединеили нижней зоне, Следствием этого является уменьшение скорости реакции делигнификации в верхней зоне. Скоростьреакции зависит не только от концентрации варочного раствора, но и от температуры, перепад температуры регулируют по высоте котла изменением соотношения расходов варочного щелока вверхнем и нижнем циркуляционном контурах.Способ автоматического управленияпроцессом варки целлюлозы осуществляют следующим образом,Сигналы с датчиков 1,2 и 3 температуры в нижней зоне котла 4 до и после подогревателя 5, а также сигналс датчика 6 уровня варочного растворав котле 4 поступают в блок 7 контролясреднеинтегральной температуры варочного раствора,Сигнал с выхода блока 7, пропорциональный среднеинтегральной температуре,666525 6подают в блок дифференцирования 8, вкотором определяют действительную скорость изменения среднеинтегральной температуры. Сигнал с выхода блока 8,5 соответствуюший действительной скорости изменения среднеинтегральной температуры направляют в регулятор скоростинагрева 9, где его сравнивают с заданной величиной. Величину заданной скоро 16 сти изменения среднеинтегральной температуры определяют в вычислительномблоке 10 по сигналам с датчиков 6 и 11уровня варочного раствора и щепы в котле 4, сигналу датчика 12 концентрации1% варочного раствора и заданной скоростиреакции делигнификации (вводимой вручную).По рассогласованию сигналов и действительной скорости изменения среднеин 20 тегральной температуры регулятором скорости нагрева 9 вырабатывают управлявшее воздействие на исполнительный механизм 13 на линии подачи пара в подогреватель 5.25 Регулирование перепада температурмежду верхней и нижней зонами варочного котла осуществляют следующим образом, Сигнал с датчика 11 уровня шепы и с датчика 6 уровня варочногоМ раствора в котле 4 направляют в блоксравнения 14. Выходной сигнал блоха 14,пропорциональный разности уровней, подают в вычислительный блок 15, в котором рассчитывают требуемый перепадЗф температур между верхней и нижней зонами котла 4. Выходной сигнал блока 15,пропорциональный требуемому перепадутемператур, подают в камеру заданиярегулятора 16 перепада температур, в40котором его сравнивают с действительным перепадом температур, рассчитанным в блоке сравнения 17 по сигналамс датчика 1 и 18 температуры в нижнейи верхней зонах котла и в зависимости45от величины рассогласования этих сигналов, вырабатывают задание регуляторусоотношения 19 расходов варочного раствора в верхнем и нижнем циркуляционномконтурах. Регулятор соотношения 19 порассогласованию между заданным и действительным соотношением расходов варочного раствора в верхнем и нижнемциркуляционном контурах, измеренныхдатчиками расхода 20 и 21, вырабатывает управляющее воздействие и выдаетего на исполнительный механизм 22 нанижнем циркуляционном контуре варочного раствора.66525 Составитель Г. Кочетокедвктор Н. фязнова Техред 3, Фанта Корректор М. Демчик ВФЗВ тнра 101 ЦНИИПИ Государственногопо делам нзобретеннй и 3038, Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийушсейя наба у д 4 5 лиал ППППатент, г. Ужгород, ул ктная, 4,7 6Настоящий способ позволяет получить целлюлозу заданного качества, увеличить выпуск качественного целевого продукта, снизить. сорность целлюлозы и увеличить выход целлюлозы за счет уменыдения колебаний качественных по казате лей. формула изобретения Способ автоматического управления процессом варки целлюлозы в котлах периодического действия путем регулирования подачи пара для нагрева содержимого варочного котла, .о т л и ч а ющ н й с я тем, что, с целью стабилиза ции качественных показателей целлюлозы, определяют рассогласование скорости изменения действительной температуры в варочном котле как функции текущих значений температур в нижней и среднейзонах варочного котла и заданной скорости изменения температуры, корректируе% мой в зависимости от концентрации варочного раствора, соотношения количествщепы и варочного раствора в котле, причем перепад температуры между верхнейи нижней зонами котла корректируют в1 О зависимости от величины разности уровней щепы и варочного раствора в котлеизменением соотношения расходов варочного раствора в верхнем и нижнем циркуляционном контурах после подогрева 13 теля, а подачу пара регулируют в зависимости от величины рассогласования,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР26 Ио 461193 3 21 С 3/00,