Способ автоматического управления процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 45 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 950838, кл, 0 21 С 3/00, 1980,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙВАРКИ СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ(57) Изобретение предназначено для:повышения точности регулирования непрерывным процессом варки сульфатнойцеллюлозы. Предложен способ управления.Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и касается способа управления процессом варкицеллюлозы в вертикальных аппаратах непрерывногого действия.Качество вырабатываемой целлюлозызависит от многих параметров нарочногопроцесса, которые можно разделить на неуправляемые и управляемые, К неуправляемым параметрам относится химическийсостав древесного сырья, Управляемымипараметрами являются температура, времягидромодуль варки; а также удельный расход химического реагента, подаваемого навару,Наиболеетехнической сзультату явля 505 О 21 С 3/00, 6 05 О. 11/00 процессом, при котором оценивают средние температуры слоев древесного материала и на основании этого определяют значения Н-фактора для каждого слоя, находящегося в варочном аппарате. Для слоя целлюлозы, выходящего иэ варочной зоны котла, на основании рассчитанного Н-фактора и концентрации химического реагента прогнозируют жесткость, по которой корректируют температуру щелока, подаваемого в зону нагрева варочного аппарата. По анализу жесткости целлюлозы корректируют зависимость, в соответствии с которой осуществляют прогноз жесткости, а по сопоставлению величины степени непровара целлюлозы и полученному значению Н-фактора корректируют удельный расход химического реагента. 3 ил. цессом варки целлюлозы, который позволяет более точно определить Н-фактор варки за счет определения температуры по высоте стенок варочного аппарата для каждого эле- . ментарного"слоя варочного котла, Рассматриваемый способ управления процессом варки предусматривает определение по текущей концентрации эффективной щелочи (ЭЩ) в циркуляционной зоне варочного аппарата и требуемой жесткости целлюлозы заданного значения Н-фактора; которое сравнивается с рассчитанным по температурному профилю и в соответствии с текущей производительностью варочного аппарата, В зависимости от сигнала рассогласования заданной и текущей величин НФактора меняется расход пара, подаваемого в теплообменник, меняя тем510 15 20 25 40 пературу щелока, направляемого по линии циркуляции в циркуляционную зону варочного аппарата, где осуществляется нагрев древесного материала.Рассматриваемый способ осуществляется по схеме, включающей измерительную систему контактных датчиков температуры, расположенных по высоте стенок варочного аппарата, датчик концентрации эффектив ной щелочи в зоне циркуляции, датчик скорости вращения дозатора щепы; подаваемой на варку, блок расчета Н-фактора варки по температурному профилю и текущей производительности варочной установки, блок расчета заданного Н-фактора в соответствии с требуемой жесткостьюцеллюлозы и концентрации ЭЩ, ре;уляторстабилизации Н-фактора,Достоинством рассматриваемого способа управления является более точное определение Н-фактора варки, к недостаткам относятся следующие обстоятельства. Управление процессом не опирается на реальные показатели качества вырабатываемой целлюлозы, По-прежнему детерминированно задана зависимость жесткости целлюлозы от Н-фактора варки и концентрации химического реагента. Не учтено то обстоятельство. что в циркуляционной зоне варочного аппарата возможен неполный прогрев 30 слоя пакета щепы, т.е. не исключено то, чтопо радиусу слоя, выходящего из зоны цир-куляции, существует перепад температур(ненулевой градиент температуры по радиусу), В этом случае температура на гра ничной поверхности слоя отлична от средней температуры слоя, что приводит к занижению величины Н-фактора варки, рассчитанной по показаниям датчиков, расположенных по высоте стенки котла. Стремясь поддержать рассчитанный Н- фактор на требуемом уровне, система, управляющая процессом в соответствии с рассматриваемым способом, завышает реальную величину Н-фактора варки, вследст вие чего целлюлоза на выходе иэ варочного аппарата обладает жесткостью ниже заданной и меньшим выходом, что существенно снижает экономическую эффективность функционирования варочной установки. 50Целью изобретения является повышение качества вырабатываемой целлюлозы.Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессом непрерывной вОрки сульфатной цел люлоэы, заключающемся в стабилизации жесткости целлюлозы путем регулирования расходов древесины и химического реагента, подаваемых на варку, температуры циркулирующего щелока, подаваемого в зону нагрева, расчета Н-фактора варки по температурному профилю поверхности котла, иколичества непровара на выходе из варочного аппарата, дополнительно определяютсреднюю температуру слоя пакета древесины по перепаду температуры циркулирующего щелока после теплообменника итемпературы стенки варочного аппарата.нанижней границе зоны циркуляции, и по полученным значениям корректируют расходщелока в линии циркуляции; прогнозируютвеличину жесткости целлюлозы по рассчитанной величине Н-фактора варки для слоя,выходящего из варочной зоны аппарата, ивеличине концентрации химического реагента, по величине рассогласования, прогнозируемой с заданной величиной,корректируют температуру варки, а по величине степени непровара целлюлозы и полученному значению Н-фактора варкиопределяют удельный расход химическогореагента, по которому корректируют его текущий расход,На фиг,1 показана блок-схема варочнойустановки, реализующей предлагаемый. способ; на фиг,2 и 3 - графики, поясняющиепредлагаемый способ,Варочная установка включает вертикальный варочный котел 1, трубопровод 2нагревательной циркуляции, теплообменник 3. Подачу и регулирование расхода щепы на варку осуществляют доэатором 4щепы, подача химического реагента обеспечивается насосом 5. Насосом 6 осуществляют циркуляцию щелока по линии .циркуляции, включающей трубопровод итеплообменник, где происходит нагрев щелока до требуемой температуры,Стабилизацию температуры греющегощелока осуществляют контуром управления, состоящим из датчика 7 температуры,регулятора 8, клапана 9 регулирования расхода пара, а стабилизацию расхода химического реагента, подаваемого на варку, ирасхода циркулирующего щелока - аналогичными контурами управления,состоящими из датчиков 10 и 13 расхода, регуляторов11 и 14 и клапанов 12 и 15 расхода.На трубопроводе линии циркуляцииустановлен датчик 16 концентрации химического реагента, по высоте стенок варочного аппарата установлены контактныедатчики 17 температуры, Блок 18 служитдля оценки средней температуры слоя, выходящего из циркуляционной эоны, по перепаду температуры греющего щелока (датчик7) и температурных поправок, необходимыхдля оценок средних по площади температурслоев, движущихся по варочной зоне аппарата, а также в случае значительного отклоудельный расход остается неизменным. Нафиг.З представлен график, иллюстрирующий работу блока 22.Взаимодействие блоков, реализующихпредлагаемый способ управления непрерывным варочным процессом, можно представить следующим образом.Блок 18 потемпературе греющего щелока и температуре стенки котла на нижней границе циркуляционной зоны определяет среднюютемпературу слоя, выходящего из циркуляционной зоны, которую сравнивает с заданной температурой греющего щелока. Вслучае превышения допустимого пределаотклонения средней температуры слоя отзаданной блок 18 увеличивает задание регулятора расхода щелока в линии 14.циркуляции.Вместе с тем блок 18 рассчитывает температурную поправку для слоя, выходящегоиз циркуля цион ной эоны, которая используется блоком 19 для определения его средней температуры по мере прохожденияслоем варочной зоны аппарата. Блок 19 наосновании измерения текущей производительности варочного аппарата, оценкисредней температуры, рассчитанной по термопрофилю и температурным поправкам,рассчитывает Н-фактор слоя, выходящегоиэ варочной эоныНа основании полученной величины Н-фактора и концентрациихимического реагентэ блок 20 прогнозирует жесткость целлюлозы для этого слоя всоответствии с зависимостью У - т (С, Н).Блок 21 на основании сравнения прогнозируемой и заданной жесткостей корректирует задание регулятору 8 температурыгреющего щелока.По мере получения результатов анализажесткости целлюлозы на выходе из аппарата блок 22 по соответствующим рассчитанному Н-фактору и концентрациямхимического реагента корректирует параметры зависимости У = 1 (С, Н), по которойопределяется прогноз жесткости в блоке 20,Блок 23 на основании сопоставлениярассчитанного Н-фактора и величины степени непровара, полученной по анализу, кор. ректирует удельный расход химическогореагента, подаваемого на варку, в соответствии с которым блок 24 по текущей производительности рассчитывает заданиерегулятору 11 расхода химического реагента,Использование предлагаемого способаавтоматического управления процессом непрерывной варки целлюлозы в вертикальном аппарате позволит повысить эффективность управления жесткостью целлюлозы эа счет сокращения транспортного зэпаздыва ния в контуре регулирования по прогнозужесткости, так как в случае традиционного управления жесткостью по лабораторному анализу транспортное запаздывание равно времени движения древесного материала 10 от зоны циркуляции до конца варочногоаппарата, и времени приготовления лабораторного анализа. В случае управления жес-.ткостью по прогнОзу, транспортное запаздывание равно только времени движе ния древесного материала по варочной зонекотла.Предлагаемый способ позволит сэкономить химикат, а также обеспечит более стабильную работу теплообменникэ эа счвт 20 учета степени непровара и корректировкиудельного расхода химиката, подаваемого на варку,Формула изобретения25 Способ эвтомэтического управленияпроцессом непрерывной варки сульфэтнойцеллюлозы, включающий стабилизацию жесткости целлюлозы путем регулированиярасхода древесины и химического реагента,30 подаваемых на варку, теипературы циркулирующего щелока, подаваемого в зону нагрева, концентрации химического реагентав зоне нагрева, Н-фактора варки потемпературному профилю поверхности котла и ко 35 личества непровара на выходе из варочногоаппарата;отл ича ю щийся тем,что,сцелью повышения качества вырабатываемой целлюлозы, дополнительно определяют среднюю температуру слоя пакета40 древесины по перепаду температуры циркулирующего щелока после теплообменника итемпературы стенки варочного аппарата нэнижней границе. эойы циркуляции, корректируют расход щелока в линии Циркуляции45 прогнозируют величину жесткости целлюлозы по рассчитанной величине Н-факторэварки для слоя, выходящего из варочнойзоны эпНарэта, и величине концентрациихимического реагента по величине рассог 50 ласования прогноэируемой жесткости с заданной величиной, . корректируюттемпературу варки, а по,величине степенинепровара целлюлозы и полученному значению Н-фактора варки определяют удельный55 расход химического реагента, по которомукорректируют его текущий расход,1745797 т Мс тити млювмл и Составитель А. Блюм Редактор И. Горная Техред М.Моргентал Корректор Э, Ланчаковаизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 2367 Тираж ВКИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва,. ЖПодписное .обретениям и открытиям при ГКНТ ССаушская наб., 4/5