Система автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИДЛИСТИЧЕСКИ 52 и 4 В О 1 П 37/О ИЯ Е ИЗОБРЕТЕСВИДЕТЕЛЬСТВУ А Н АВТОРСН 3о-производст- ллюлозно-бума жий о СССР1983.ции целий. - М.: 9,О УПРАВ ЛЛЮПОЗЫ тся к систевления проы на бара- ь и может быт но-бумажной ние изобреятор ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзное научивенное объединение ценой промышленности(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ ЦЕНА БАРАБАННЫХ ВАКУУМ-фИЛЪТ(57) Изобретение относ мам автоматического уп цессом промывки целлюл банных вакуум-фильтрах использовано в целлюло промьппленности. Примен тения позволит повысить качествопромывки целлюлозы. Устройство содержит последовательно соединенныевакуум-Фильтры 3 и 4 с баками фильтрата 1 О и 11, испарительный циклон 6выпарную станцию 8, варочную установку 1, измерители 14 и 15 концентрации и расхода массы на сортирование, первый 16, второй 31, третий32 и четвертый 38 вычислительныеблоки, измерители расхода 17 и 18промывной жидкости, блок 19 задания расхода, измеритель 20 остаточной щелочности, блок 21 расчетаудельного расхода промывной воды,измерители 29 и 30 температуры иплотности смеси щелоков и фильтрата,регулятор 36, блок 26 групповогоконтроля уровней, измеритель 40расхода щелока в испарительный циклон6, регулятор 39,измеритель давления 41 в варочной установке 1, регулятор 42, измерители 24 и 25 уровней в баках фильтрата и регул28. 1 ил,30 Изобретение относится к системамавтоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанныхвакуум-фильтрах и может быть использовано в целлюлозно-бумажной про 5мьппленности,Цель изобретения - повышение качества промывки целлюлозы.На чертеже представлена блоксхема системы автоматического управления процессом промывки целлюлозы на барабанных вакуум-фильтрах.Система содержит варочную установку 1 для непрерывной варки, связанную трубопроводом 2 целлюлозноймассы с первым 3 и последним 4 вакуум-фильтрами, трубопроводом 5с испарительным циклоном 6, выходкоторого связан трубопроводом 7 с 2 Овыпарной станцией 8, линию 9 подачи промывной воды, связанную черезпоследний вакуум-фильтр 4 с баком10 Фильтрата, выход которого связан через первый вакуум-фильтр 3 с 25баком 11 фильтрата, выход которогов свою очередь связан трубопроводом 12 с установкой 1, а трубопроводом 13 вс трубопроводом 7 крепкого щелока;Система автоматического управления содержит также измерители 14 и15 концентрации и расхода массы насортирование, выходы которых связаны с первым вычислительным блоком16 расхода абсолютно сухой целлюлозы и удельных расходов промывныхжидкостей, связанным двумя другимивходами с измерителями 17 и 18 соответственно расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр 3 ирасхода промывной воды на последний вакуум-фильтр 4, а выходом - свторым входом блока 19 задания расхода промывной жидкости на последнийвакуум-фильтр, измеритель 20 остаточной щелочности, соединенный спервым входом блока 21 расчета удельного расхода промывной жидкости, который своим вторым входом соединенс блоком 22 оптимизации задания остаточной щелочности, а выходом. - спервым входом блока 19 задания расхода промывной воды, выход которогосвязан с входом регулятора 23 расходапромывной воды на вакуум-фильтр 4,Измеритель 24 уровня в баке 11фильтрата и, измеритель 25 уровняв баке 10 фильтрата связаны одними из своих выходов с блоком 26 группо. вого контроля уровней в баках фильт. рата, выход которого связан с одним из входов вычислительного блока 27 задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр 3, соединенный другими входами с измерителями 4, 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 изме-. рителем 33 расхода крепкого щелока из циклона 6, измерителем 34 расхода Фильтрата по трубопроводу 13 и первым выходом блока 35 контроля уровня в баке 11 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 уровня в баке 11 фильтрата соединен с блоком 35 контроля уровня в баке 11 Филътрата, первый выход которого связан с вычислительнь 1 м 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 испарительный циклон 6 связан(3) где Я ц - расход абсолютно сухойцеллюлозы на промывку,кг/мин 10- расход массы на сортирование, л/мин;К , - концентрация массы на сортирование, кг/л,К, - коэффициент выхода целлюлозной массы после сортирования,- расход промывной жидкостина первый вакуум-фильтр 3,л/мин,Я дв - расход промьвной воды напоследний вакуум-фильтр 4,л/мин,Ч - удельный расход промывнойжидкости на вакуум-фильтр3, л/кг;- удельный расход промывнойдвводы на последний вакуум- фильтр 4, л/кг.Полученные значения вводят вблок 19.Блок 21, на входы которого подаются требуемое и измеренное измерителем 20 значения остаточной щелочности массы, рассчитывает отклонениемежду ними, определяет удельный расход промывной воды по выбранной модели и требуемую поправку к удельному расходу по формуламдС; = С Вф - С Вф 1 (4) Кссвф(5) с входом регулятора 39, а выход изме- рителя 41 давления в варочной установке 1 - с входом регулятора 42 давления.Система работает следующим образом.Первый вычислительный блок .16 определяет расход абсолютной сухой целхполозы на промывку и удельный расход промывной жидкости по сигналам от измерителей 15, 14, 17 и 18 расхода и концентрации массы на сортирование и расходов промывной жидкости на вакуум-фильтры 3 и 4.(б) Ку-ВС.- дС;.,1 Ъ (7)5 ДсК + (ьСп + ЙС) ,8)где б С 1,ВС,;, - текущее и предыдущееотклонения от оптимальной остаточной щелочности, г НаО/л;оптС - заданное значение остаВФточной щелочности, оптимальное в данный момент, г НаО/л,К - коэффициент модели, определяющей зависимостьмежду удельным расходоми остаточной щелочностью, г Иа О/кгЧс - удельный расход промывной воды по выбранноймодели л/кг;й СВ, йС - пропорциональная и диф 25 ференциальная составляющие величины требуемойпоправки, г Иа)/л;Юц - поправка к удельномурасходу промывной воды,30 л/кг;КпК 1 К- коэффициенты,фС - измеренное значение осВфтаточной щелочности массы, г НаО/л.Вычисленные значения удельногорасхода и поправки к нему также подаются на вход блока 1 9, где вычисляется задание расхода промывной.воды и осуществляется коррекция мо 40 дели: 10 20 Ч =с +аЧ,(9)йТ.Чпв= Я+Гс ч- Квй - Ч)3, (11)45где ц - требуемый удельный расходпромывной воды, л/кг,- задание регулятору 23 расьявхода промывной воды, л/мин,ви - среднее значение удельногорасхода промывной жидкостина вакуум-фильтр 3, л/кг,Кз - коэффициент,Полученное по формуле (11) значе 55 ние подается на вход регулятора 23расхода промывной воды на вакуумфильтр 4.Второй вычислительный блок 31 оп,ределяет содержание абсолютно сухих(19) 50 Веществ смеси щелоков, подаваемых на Выпарку, по сигналам измерителей 29 и 30 соответственно температуры и плотности смеси щелоков на основании существующих таблиц лабораторных анных. Полученное значение податся в третий вычислительный блок 2, где по измеренным значениям расода крепкого щелока и фильтрата на ыпарную станцию 8 с учетом оптиального заданного значения содерания абсолютно сухих веществ вычиляется задание регулятору 36 рас-ода фильтрата на выпарную станциюпо формулам1ДА: А"+ ЛНдд А = К,+(А - А), (13) дОщв = Кв 0 щв(п Ящво(14)(Фв = Ъв(-1+ "Чщв + дА (15) где А в - заданное значение миниэьвмального содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваемом на выпаркуЛН - поправка к заданию содержания абсолютно сухих веществ в щелоке, подаваефмом на выпарку (ДНд 3 0),ЖфА - Фактическое содержаниеабсолютно сухих веществв смеси щелоков, подаваемых на выпарку, рассчитанное в блоке 31, Х;,опт .А = оптимальное заданное значение абсолютно сухих веществ, 7;4 А - ошибка расхода фильтратапо стабилизации содержания абсолютно сухих веществ, л/мин;МЯЛ - поправка к расходу фильтрата на выпарку по изменению расхода крепкогощелока на выпарку, л/мин,чщвС 1Ощвц,1- текущее и предыдущее значения расхода крепкогощелока на выпарную станцию8, л/мин,- задание регулятору 36 расфвхода фильтрата из бака 11фильтрата на выпарнуюстанцию, л/мин;К К 8 - коэффициенты,Полученное по формуле (15) значе"ние подается на вход регулятора 36,Блок 37 по сигналу измерителя 25уровня в баке 10 фильтрата осуществляет контроль уровня, и при выходе 5его за допустиМые пределы рассчитывают поправку к заданию остаточнойщелочности (препятствующую дальнейшему отклонению уровня) по формуламДС = Кя + (Н - Н); (16)ЛС = Кв, (Н- Н ), (17)где Н - значение уровня в баке 10фильтрата, Е; 15- границы диапазона допустимых значений уровня, 7;ДС - поправка к заданию остаточной щелочности,г Наф/лКНКв - коэффициенты пропорциональности.При выходе значений уровня за границы диапазона значение поправки,рассчитанное по формуле (16) или25(17), подается на вход блока 22,гдерассчитывается оптимальное в данныймомент значение задания остаточнойщелочности:о Г ва,30 Свф = С, + дс, (18). аА.где С вф - задание остаточной щелочнос ти массы, г Ба Ов/л,Значение, полученное по формуле(18) подается на вход блока 21 .Блок 35 по сигналу измерителя 24уровня в баке 11 фильтрата осуществляет контроль уровня и при выходеего за допустимые пределы рассчитывает поправку к заданию содержанияабсолютно сухих веществ в щелоке, .подаваемом на выпарную станцию 8,или поправку к верхнему пределузадания по расходу варочного щелокав испарительный циклон 6 в зависимо- ,5 сти от направления изменения уровняПоправки рассчитываются по зависи- мостям ДН= К+(Н, - Н )Ьн,= К (Н, - Н ), (20) где Н - значение уровня в баке 11фильтрата, 7;дН - поправка к заданию содержания абсолютно сухихвеществ в щелоке, подаваемом на выпарную стзнцию 7,В Н 11 - поправка к верхнему пределу задания по расходу ще 1452553Кн,лака в испарительный циклон 6, л/мин 30 40 фильтрата.н, = н, - н,; 1(гг)йн ь = К , +дн (;1 1 .(23)а н,) = к+он(,.1 - лн(;.,1 у, (24) .ВЯ, = К(Н. + 4где Н Н- измеренные значенияуровней в баках 10 и11 фильтрата, Х- коэффициенты пропорциональности.5При выходе значений уровня за границы диапазона значение поправки, рассчитанной по формуле (19), подается на вход третьего вычислительного блока 32, а значение, полученное 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;ч ар 0 ар ф(1 + Н)(21)максОвр20- вычисленное и регламентврное значения верхнего предела регулирования расхода щелока в испарительныйциклон. 25Кроме того, ка вход четвертого вычислительного блока 38 подается задание регулятору расхода щелока в циклон 6, вычисленное из условий обеспечения стабильности движения массы в варочной установке 1. Проверенное на предел, рассчитанный по формуле (21), значение подается на вход регулятора 39. Увеличение отбора варочного щелока в циклон 6 вызывает снижение давления в вароч 35 ной установке 1,.компенсируя которое, регулятор 42 давления увеличивает расход фильтрата по трубопроводу 12, что вызьвает немедленное ,снижение уровня в баке 11 фильтрата, увеличение отбора варочного щелока снижает в конечном итоге величину щелочностипоступающей на промьвку массы; что также способствует снижению уровней в баках фильтрата.Блок 26 осуществляет контроль равенства уровней в баках О и 11504 Нп фсспщтекущее и предыдущеезначения ошибки регулирования, Е;пропорциональная и дифференциальная составляющие требуемой поправки,Е;поправка к расходу промывной жидкости на вакуум-фильтр 3 по величине ошибки регулирования л/мин Кп.юК- коэффициенты.Вычисленное значение поправки вводится в блок 27, где по сигналам измерителей 17 и 18 расхода промывныхжидкостей и 14 концентрации массына промывку рассчитьвается поправкак расходу промывной жидкости на вакуум-фильтр 3, задание регулятору28 расхода промывной жидкости и ограничивается верхний допустимый пре"дел регулирования для предотвращениясрыва шапки с барабана первого вакуум-фильтра:0 па ;1 311 пщ К 4.+К вшЙпа(1 Я па(1-113 (27)Опц = Япщ+ 0 пщ,+ 0 ащу (28)гдеК - усредненный коэффициентацпропорциональности расходов кромьвных жидкостей навакуум-фильтры 3 и 4;пай, - расход промывной воды на1 пй 111 вакуум-фильтр 4, л/мин;япа, - поправка к расходу промывной жидкости ка вакуумфильтр 3 по величине измекения расхода промывнойводы на вакуум-фильтр 4,л/мик,задание регулятору 28 распщхода промьвной жидкости навакуум-фильтр 3, л/мин,МасО па,- расчетное значение верхнего предела регулятора 28,л/мик,0Км - величина концентрации массы в трубопроводе 2, нетребующая искусственногоограничения расхода промывкой жидкости на первыйвакуум-фильтр, кг/л 1значение максимального пЩ верхнего предела регулятора 28 при концентрации,оне меньшей К, л/мин;4 К" коэффициенты (оА 1), Заданное значение расхода промывой жидкости, не превышающее значеия, полученного по формуле (29),поается на вход регулятора 28. о р м у л а изобретенияСистема автоматического управленя процессом промывки целлюлозы на арабанных вакуум-фильтрах, содержаая измеритель расхода массы, устаовленный на трубопроводе подачи целлозной массы на промывку, измерителя уровней в баках фильтрата поледовательно соединенных вакуумильтров, измеритель расхода промывной воды на последний вакуум-фильтр, соединенный с регулятором расхода промывной воды, испарительный циклон, ,выпарную станцию и варочную установку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества промывки, система дополнительно содер;жит измеритель концентрации массы, поступающей на промывку, измеритель остаточной щелочности массы после промывки, последовательно соединенные измеритель и регулятор расхода щелока в испарительный циклон, измеритель расхода крепкого щелока на выпарную станцию, измеритель плот;ности и измеритель температуры смеси крепкого щелока,из испарительного ., циклона и фильтрата из бака первого вакуум-Фильтра; последовательно соединенные измеритель и регулятор расхода. фильтрата на выпарную станцию, блок задания расхода промывной 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, первый, второй, третий и четвертый вычислительные блоки и блок контроля уровня в бакеВНИИ Заказ 7111/3Произв.-полигр. пр-тие, Тираж 600 Подписноег. Ужгород, ул. Проектная,5 10 15 20 25 30 354050 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 связан с регулятором расхода щелока в испарительный циклон, входы второго вычислительного блока соединены с измерителем плотности и измерителем температуры смеси, а выход - с входом третьего вычислительного блока, измеритель расхода крепкого щелока и измеритель расхода фильтрата на выпарную станцию соединены с входами третьего вычислительного блока, выход которого связан с регулятором расхода фильтрата на выпарную станцию, входы блока контроля уровней связаны с выходами измерителей уровней в баках фильтрата первого и последнего вакуум-фильтров, а выход через блок задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр - с регулятором расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр, входы блока задания расхода промывной жидкости на первый вакуум-фильтр соединены с выходами измерителей расходов промывной жидкости на первый 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 вакуум-фильтры, а выход - с входом блока задания расхода промывной жидкости, выход измерителя уровня в баке фильтрата последнего вакуум- фильтра соединен через блок контроля уровня в баке фильтрата последнего вакуум-фильтра, блок оптимизации, блок расчета и блок задания расхода промывной жидкости с регулятором расхода промывной жидкостив последний вакуум-фильтр, а выходизмерителя остаточной щелочностисвязан с входом блока расчета.