Способ автоматического управления процессом варки целлюлозы

Способ автоматического управления процессом варки целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

, L(есс 1с i H. ti

, -.т ти i-xñ. õ Ht.c<

1 г ю666525

О П И С А-Й -И"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскю

Социапмстн мескита

Респубпмк (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 26. 11. 76 (21) 24236 23/29-12 (51) М. Кл

6 05 0 27/00

Д 21 С 3/00 с присоединением заявки №

Гаеудврственный неметет

СССР а делам нзееретеннй и аткрытнй (23) Приоритет(53) УДК 66.067 (088. 8) . Опубликовано05.06.79.Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 08.06.79

И. Ф. Зорин, В. Н. Казанский, С. А. Рогупьская и Т. Ю. Бутко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение цеплюпознобумажной прэмышпенности (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙЭ УПРАВЛЕНИЯ

HPOIIECCON ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Настояшее изобретение относится к способам управления технологическими процессами и предназначено, в частности, 1 дпя испопьзования в целлюлозно-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 Щ .

Недостатком рассматриваемого способа явпяется то, что среднеинтеграпьную температуру варочного пространства рассчитывают пишь как функцию температур, измеренных в двух точках варочногэ про2 странства: Т = F (Т, Т ), в то время как при колебаниях уровня варочного раствора в котпе (что имеет место на практике) такая оценка не явпяется достаточно 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 решена 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 возмушаюших воздействий, а дпя компенсации их - рассчитывать требуемую скорость изменения температуры, используя математическое описание процесса.

3 6665

Целью предлагаемого изобретения является стабилизация качественных показателей целлюлозы.

Бостигается это тем, что определяют рассогласование скорости., изменения действительной температуры в варочном котле как функции текущих значений температур в нижней и средней зонах варочного котла и заданной скорости изменения температуры, корректируемой в зави- о симости от концентрации варочного раствора, соотношения количеств шепы и варочного раствора в котле, причем перепад температуры между верхней и нижней зонами котла корректируют в зави- 15 симости от величины разности уровней шепы и варочного раствора в котле изменением соотношения расходов варочного раствора в верхнем и нижнем циркуляционном контурах после подогревателя, а по- щ дачу пара регулируют в зависимости от величины рассогласования, Предлагаемый способ может быть реализован с помошью двухконтурной системы управления, представленной на 25 схеме.

Основным контуром управления осушест вляют регулирование скорости нагрева содержимЬго котла. Принцип управления скоростью изменения среднеинтегральной температурой заключается в следуюшем.

Известно, что скорость реакции взаимодействия лигнина и варочного раствора . формально может быть описана выраже;нием:. В аксиальном же направлении котла температурный градиент практически отз5 сутствует. Тогда, учитывая конфигурацию котла, формула для расчета средне интегральной температуры примет вид:ф

ХН (Н f ®2)

Х, значение RoopgHHaTbl 3» го tla1

Ф чика температуры.

Из формулы (3 ) видна четкая связь температурного поля с уровнем жидкости в варочном коме.

Q (та) а<и сЩ

Р * н T p-х,)+>Т (K

)г f g f

Т - среднеинтегральная температура, д paam цилиндрической части котла, Н - уровень в котле, Tz - температура в нижней зоне,.

Т» - температура в циркуляционном контуре до подогревателя, 7 - темпюратура в верхнем и нижнем контурах после подогревателя, Д где () - «концентрация» лигнина, Р) « концентрация варочного раствора, g (f (t)j » »коэффициент скорости реакции, зависяший от среднеинтегральной температуры Т (1).

Расчет среднеинтегральной температуры следует вести по формуле, представленной в обшем вйде:

У=у Ш Г(T„T,....Т„;н)zv где: F - функция распределения температуры по варочному пространству.

7 7 7ц - температура в измеряе2 мых точках по высоте котла, Н вЂ” уровень Варочного раствора в котле, / - объем варочного раствора в котле.

Моделирование объекта и экспериментальные данные показывают, что распределение температуры по высоте котла между тремя контролируемымн точками в нижней зоне, циркуляционном контуре до и после подогревателя может быть с достаточной точностью аппроксимировайо кусочно-линейнай функцией.

Остаточное содержание лпгница в древесине (или коррелированная с нпм жесткость целлюлозы) определяются:

/,(t)= L„- fz и ltii), где " - начальная концентрация" лигнина, - текушее время.

Зная скорость реакции делигнификации

dI(О

- и задаваясь начальным содержаюЧ нием лигнина. из формулы (ill ) можно определить (), Затем иэ формулы (2) по значениям и < (6 ), a также

dl. измеренной концентрации варочного раствора С (t) рассчитывают требуемый коэффицент скорости реакции как функцию времени.

Зная значение КР Т (.) для каждо- ° го момента времени и используя формулу, связывающую К Т (4 )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 (E ) рассчитатЬ требуемую скорость изменения среднеинтегральной температуры

ИТ®

Второй контур автоматического управления предназначен для выравнивания скорости реаКции делигнификации по высоте котла. Известно, что в верхней зоне варочного котла шепа орошается варочным раствором хуже, чем в середине или нижней зоне. Следствием этого является уменьшение скорости реакции делигнификации в верхней зоне. Скорость реакции зависит не только от концентрации варочного раствора, но и от температуры, перепад температуры регулируют по высоте котла изменением соотношения расходов варочного шелока в верхнем и нижнем циркуляционном контур ах а

Способ автоматического управления процессом варки целлюлозы осушествляют следуюшим образом.

Сигналы с датчиков 1,2 и 3 темпе-ратуры в нижней зоне котла 4 до и после подогревателя 5, а также сигнал с датчика 6 уровня варочного раствора в котле 4 поступают в блок 7 контроля среднеинтегральной температуры варочного раствора.

Сигнал с выхода блока 7, пропорциональный среднеинтегральной температуре, 666525 6 подают в блок дифференцирования 8, в котором определяют действительную ско рость изменения среднеинтегральной тем пературы. Сигнал с выхода блока 8, % соответствуюший действительной скорости изменения среднеинтегральной темпе ратуры направляют в регулятор скорости нагрева 9, где его сравнивают с заданной величиной. Величину заданной скоро16 сти изменения среднеинтегральной температуры определяют в вычислительном блоке 10 по сигналам с датчиков 6 и 11 уровня варочного раствора и шепы в котле 4, сигналу датчика 12 концентрации

1$ варочного раствора и заданной скорости реакции делигнификации (вводимой вручную).

По рассогласованию сигналов и дейст» вительной скорости изменения среднеин20 тегральной температуры регулятором скорости нагрева 9 вырабатывают управляюшее воздействие на исполнительный механизм 13 на линии подачи пара в подогреватель 5.

25 Регулирование перепада температур между верхней и нижней зонами варочного котла осушествляют следуюшим образом. Сигнал с датчика 11 уровня ше пы и с датчика 6 уровня варочного

® раствора в котле 4 направляют в блок сравнения 14. Выходной сигнал блоха 14, пропорциональный разности уровней, подают в вычислительный блок 15, в котором рассчитывают требуемый перепад

З температур между верхней и нижней зонами котла 4. Выходной сигнал блока 15, пропорциональный требуемому перепаду температур, подают в камеру задания регулятора 16 перепада температур, в

40 котором его сравнивают с действительным перепадом температур, рассчитанным в блоке сравнения 17 по сигналам с датчика 1 и 18 температуры в нижней и верхней зонах котла и в зависимости

45 от величины рассогласования этих сигналов, вырабатывают задание регулятору соотношения 19 расходов варочного раствора в верхнем и нижнем циркуляционном контурах. Регулятор соотношения 19 по рассогласованию между заданным и действительным соотношением расходов варочного раствора в верхнем и нижнем циркуляциоииом контурах, измеренных датчиками расхода 20 и 21, вырабатывает управляюшее воздействие и выдает его на исполнительный механизм 22 на нижнем циркуляционном контуре варочного раствора.. 1 .. ,7 6

Настояший способ позволяет получить целлюлозу заданного качества, увеличить выпуск качественного целевого продукта, снизить. сорность целлюлозы и увеличить выход целлюлозы за счет уменыпения колебаний качественных по« казате лей.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом варки целлюлозы в котлах периодического действия путем регулироsaws подачи пара для нагрева содержимого варочного котла, .о т л и ч а юш н и с я тем, что, с целью стабилиза» ции качественных показателей целлюлозы, определяют рассогласование скорости изменения действительной температуры в

66525 варочном котле как функции текуших зна« чений температур в нижней и средней зонах варочного котла и заданной скорости изменения температуры, корректируемой в зависимости от концентрации варочного раствора, соотношения количеств шепы и варочного раствора в котле, при« чем перепад температуры между верхней и нижней зонами котла корректируют в

10 зависимости от величины разности уровней шепы и варочного раствора в котле изменением соотношения расходов варочного раствора в верхнем и нижнем циркуляционном контурах после подогрева15 теля, а подачу пара регулируют в за« висимости от величины рассогласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

26 М 461193 3 21 С 3/00.

Составитель Г. Кочеток

Редактор Н. 1 изнова Техред 3. Фанта Корректор М. Демчик

Заказ 3184/38 Хр 1014 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй и открытий

113038, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4