CN106731924A - 一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统及控制方法，结构简单，设计合理，使用方便，极易实现，成本低；所述系统，包括浆塔、出浆支路和注水支路；所述的浆塔底部设置由推进器电机拖动的推进器，用于下层密集浆层中的纸浆均匀混合搅拌；浆塔底部侧壁设有一个开口与出浆支路中的出浆管道连接，底部侧壁设有另一开口连接注水支路中的注水管道；所述注水支路还包括浮于浆塔内浆液表面的浮球，依次连接在浮球下部的浮球连杆和刚性连接管，依次与刚性连接管连通的可伸缩软管、刚性连接头和设置在浆塔外侧的入泵管道，以及注水泵；刚性连接管的入口位于上层稀疏水层中，注水泵入口连接外侧的入泵管道，出口连接注水管道。

Description

一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统及控制方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸领域，涉及一种纸浆稀释泵送系统，具体为一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统及控制方法。
背景技术
制浆造纸过程中，纸浆的制备储存与流送是一个必要环节，制浆工艺过程中往往要使得纸浆纤维得到充分地吸水润胀，润胀时间一般在12h以上，另外对于高浓或低浓叩浆等环节往往是在用电低峰时间段，因此要满足实际生产需求，必须有足够的浆料储备，即对大量的纸浆储存成为一个关键问题，传统的储浆设备采用如图1所示的浆池1，例如行业中常见的抄前池，其高度一般5m左右，采用浆池1其最大的优点是纸浆混合均匀、推进器的功率较小则能耗相对较低，但致命的弱点是其容量小且占地面积大，这对现在大多数的高速、高产能的造纸机来说又不能较好地满足生产需求；于是在此基础上开发设计了如图2所示的浆塔7，对于大型浆塔塔身高达15m以上，塔身高15m以下为中小型浆塔，浆塔容量大、占地面积小，且有效地能克服传统浆池的相关弱点，但是由于浆塔7的结构特点也给实际应用带来了弊端：浆塔7塔身高，使得经过润胀的纸浆在浆塔内产生絮聚上下分层的现象，图中上下颜色由浅变深，上层为稀疏水层，下层为密集浆层，从而浆塔内纸浆上下浓度不同，影响纸浆均匀混合，甚至对于针叶木这类浆种而言，下层浓度过高会造成纸浆混合抽送困难，同时推进器功率要较高，也增加了能耗。因此，较好的解决浆塔自身特点带来的上述缺陷，很好的发挥浆塔的优势，对造纸过程及节能降耗等都有其重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统及控制方法，结构简单，设计合理，使用方便，极易实现，成本低。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，包括浆塔、出浆支路和注水支路；所述的浆塔底部设置由推进器电机拖动的推进器，用于下层密集浆层中的纸浆均匀混合搅拌；浆塔底部侧壁设有一个开口与出浆支路中的出浆管道连接，底部侧壁设有另一开口连接注水支路中的注水管道；所述注水支路还包括浮于浆塔内浆液表面的浮球，依次连接在浮球下部的浮球连杆和刚性连接管，依次与刚性连接管连通的可伸缩软管、刚性连接头和设置在浆塔外侧的入泵管道，以及注水泵；刚性连接管的入口位于上层稀疏水层中，注水泵入口连接外侧的入泵管道，出口连接注水管道。
优选的，浮球连杆、刚性连接管、可伸缩软管整体浸没于塔内纸浆中，刚性连接头贯穿设置在浆塔锥形侧壁上。
优选的，所述的浆塔底部一个开口上连接的注水管道的中心线与另一开口上连接的出浆管道的轴线在轴向截面上的投影应成夹角θ设置，并且注水管道的注水方向顺应推进器的回转方向设置。
优选的，所述的出浆支路还包括入口连接在出浆管道上的上浆泵，上浆泵出口连接的输浆管道，出浆管道上连接的白水管道，白水管道上设置有流量调节阀。
进一步，还包括控制回路组，设置在输浆管道竖直管道上的浓度传感器，以及设置在浆塔上的液位传感器；所述的控制回路组包括，根据浓度传感器采集的纸浆浓度与设定值对比结果，控制设置流量调节阀的纸浆浓度测控回路CIC-101；通过变频器控制注水泵的注水泵变频控制回路PFC-101；以及根据液位传感器检测的纸浆液位与液位槛值对比结果，对注水泵进行停止控制的注水泵停止控制回路PSC-101。
一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统的控制方法，基于本发明所述的控制系统，包括，
以纸浆浓度作为被控参数，通过浓度传感器检测并反馈，纸浆浓度测控回路CIC-101中的控制器根据浓度检测值C与设定值CSP的偏差控制流量调节阀动作而改变其开度，调节白水的量而实现纸浆浓度控制的步骤；
注水泵变频控制回路PFC-101通过变频器，根据浓度传感器的检测值C对注水泵进行分段分级变频控制的步骤；
注水泵停止控制回路PSC-101根据液位传感器检测的纸浆液位与液位槛值对比实现注水泵停止控制的步骤。
优选的，将浓度范围[CSP，Cmax]分为若干浓度区间[CSP，C1]、[C1，C2]、[C2，C3]、…、[Cn-1，Cmax]，每个浓度区间控制注水泵对应的频率为f1、f2、f3、…、fmax，注水泵变频控制回路PFC-101通过变频器，根据浓度传感器的检测值C对注水泵按照设定的浓度区间与频率的对应关系，对注水泵进行分段分级变频控制。
优选的，根据浆塔的参数设定一个液位槛值L0，当液位传感器的检测值L<L0时，注水泵停止控制回路PSC-101的控制器通过变频器使注水泵停止注水。
进一步，设置在变频器上的信号选择控制器SSC-101用于选择变频器同一时刻执行注水泵变频控制信号或停止信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明能够有效解决生产实际中浆塔存在的缺陷，解决由于纸浆在浆塔内发生絮聚上下分层的现象而造成的纸浆混合不均匀及某些浆种出浆泵送困难的问题。利用纸浆分层缺陷，将稀疏水层送入底部密集浆层混合稀释回用，相对于其它方式大大降低工艺难度和复杂度，同时相应措施和控制策略也合理利用传动装置的功率消耗，实现节能降耗的目的。
附图说明
图1是现有技术中的浆池装置示意图。
图2是现有技术中的浆塔装置示意图。
图3是本发明实例中所述随浓度检测值C对注水泵变频控制方案图。
图4是本发明大型浆塔的纸浆稀释泵送系统的结构示意图。
图5是本发明涉及的浆塔底部两开口与推进器在轴向截面上的位置布置示意图。
图6为图5的推进器轴向视图。
图中：1、浆池；2、推进器；3、上浆泵；4、流量调节阀；5、输浆管道；6、推进器电机；7、浆塔；8、浓度传感器；9、浮球；10、浮球连杆；11、刚性连接管；12、可伸缩软管；13、注水泵；14、变频器；15、注水管道；16、白水管道；17、出浆管道；18、液位传感器；19、刚性连接头；20、入泵管道。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，将浮球9浮于塔内浆液表面,浮球连杆10上端和下端分别接于浮球9表面与刚性连接管11上端口，刚性连接管11下端口连接可伸缩软管12入口端，可伸缩软管12通过浆塔7锥形侧壁上的刚性连接头19与外侧入泵管道20相通，并连接注水泵13入口，注水泵13出口连接注水管道15，浸没于塔内纸浆中的浮球连杆10、刚性连接管11、可伸缩软管12可整体随纸浆液位变化由浮球9浮托而移动；上层稀疏水层经刚性连接管11、可伸缩软管12、刚性连接头19、入泵管道20进入注水泵13，由注水泵13作用经注水管15顺应推进器2回转方向注入塔底部，与下层密集浆层混合稀释后由底部出口进入出浆管道17，并与白水管道16的白水经上浆泵3混合稀释进入输浆管道5；浓度测控回路据浓度传感器8检测值与设定值控制阀门开度而调节白水的量进行浓度控制，注水泵变频控制回路据浓度检测值对注水泵进行分级变频控制，注水泵停止控制回路据液位传感器18检测值与液位槛值控制注水泵停止。
具体的，参见图4，本发明一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，主要包括了浆塔7、推进器2、上浆泵3、流量调节阀4、浮球9、浮球连杆10、刚性连接管11、可伸缩软管12、注水泵13、注水管道15、输浆管道5、白水管道16、浓度传感器8、变频器14、液位传感器18、刚性连接头19、入泵管道20、控制回路组。推进器2置于浆塔7底部由推进器电机6拖动，用于纸浆均匀混合搅拌；浆塔7底部设有出口与出浆管道17连接，底部侧壁相应位置设有另一接口连接注水管道15，浆塔7锥形侧壁上开孔并装有刚性连接头19，其在浆塔内侧一端接可伸缩软管12出口端，外侧一端接入泵管道20并连接到注水泵13入口。
如图4所示，其出浆管道17连接上浆泵3入口，上浆泵3出口连接输浆管道5，白水管道16连接到出浆管道17，使白水与来自浆塔7的纸浆经上浆泵13混合稀释进入输浆管道5。
如图4所示，在浮球9表面装接于浮球连杆10上端，浮球连杆10下端与刚性连接管11上端口连接，并保证足够大的流通截面积，浮球连杆10下端不会对刚性连接管11的上端口造成遮挡；刚性连接管11下端口连接可伸缩软管12入口端，可伸缩软管12通过浆塔7锥形侧壁上的刚性连接头19与外侧入泵管道20相通，并连接注水泵13入口，注水泵13出口连接注水管道15，所述这些所有装置组成特征构成了成注水支路。注水支路中浮球9浮于浆塔7内浆液表面，浮球连杆10、刚性连接管11、可伸缩软管12整体浸没于塔内纸浆中，浮球9要求能足以在浆液中浮托浮球连杆10、刚性连接管11和可伸缩软管12，且可整体随纸浆液面变化由浮球9浮托而移动，上层稀疏水层经过刚性连接管11、可伸缩软管12、入泵管道20进入注水泵13，由注水泵13泵送经注水管15送入浆塔7内底部，与下层密集浆层经推进器2作用而混合，泵的扬程应保证在最高液位时也能顺利注水。
参见图4，其控制回路组共包括了三个控制功能回路，分别为纸浆浓度测控回路CIC-101、注水泵变频控制回路PFC-101及注水泵停止控制回路PSC-101，满足生产工艺过程要求的其他控制回路不包含在此控制回路组之内。
其中纸浆浓度测控回路CIC-101包括安装于输浆管道5竖直管道上的浓度传感器8、连接浓度传感器8的控制器和装于白水管道16竖直管道上的流量调节阀4，纸浆浓度作为被控参数，通过浓度传感器8检测并反馈，控制器根据浓度检测值C与设定值CSP的偏差控制流量调节阀4动作而改变其开度，调节白水的量而实现纸浆浓度控制的目的。
注水泵变频控制回路PFC-101通过变频器14控制注水泵13，实施方法之一参见图3所示，根据浓度传感器8的检测值C对注水泵13进行分段分级变频控制,将浓度范围[CSP，Cmax]分为若干浓度区间[CSP，C1]、[C1，C2]、[C2，C3]、…、[Cn-1，Cmax]，则每个浓度区间控制注水泵13对应的频率为f1、f2、f3、…、fmax，使得注水功耗与实际浓度合理对应分配，实现有效节能的目的。
注水泵停止控制回路PSC-101根据液位传感器18检测的纸浆液位与液位槛值实现注水泵的停止控制。设定一个适宜的阀门液位槛值L0，当液位传感器18的检测值L<L0时，控制器通过变频器14使注水泵13停止注水，此时说明稀疏水层已注完，纸浆已无上下明显分层。
浆塔7底部用于连接注水管道15的开孔的位置应当适宜，实施案例之一是：
参见图5和图6，注水管道15的中心线与出浆管道17的轴线在轴向截面上的投影应成一定夹角θ，并使得注水管道15的注水方向顺应推进器2的回转方向，图5中使其沿顺时针回转的切线方向，显著减小阻力，使纸浆易混合均匀并有效降低推进器2和注水泵13的功耗；据推进器2是顺或逆时针回转，可分别将注水管道15置于下侧或上侧。

Claims (9)

1.一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，其特征在于，包括浆塔(7)、出浆支路和注水支路；
所述的浆塔(7)底部设置由推进器电机(6)拖动的推进器(2)，用于下层密集浆层中的纸浆均匀混合搅拌；浆塔(7)底部侧壁设有一个开口与出浆支路中的出浆管道(17)连接，底部侧壁设有另一开口连接注水支路中的注水管道(15)；
所述注水支路还包括浮于浆塔(7)内浆液表面的浮球(9)，依次连接在浮球(9)下部的浮球连杆(10)和刚性连接管(11)，依次与刚性连接管(11)连通的可伸缩软管(12)、刚性连接头(19)和设置在浆塔(7)外侧的入泵管道(20)，以及注水泵(13)；刚性连接管(11)的入口位于上层稀疏水层中，注水泵(13)入口连接外侧的入泵管道(20)，出口连接注水管道(15)。
2.根据权利要求1所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，其特征在于，浮球连杆(10)、刚性连接管(11)、可伸缩软管(12)整体浸没于塔内纸浆中，刚性连接头(19)贯穿设置在浆塔(7)锥形侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，其特征在于，所述的浆塔(7)底部一个开口上连接的注水管道(15)的中心线与另一开口上连接的出浆管道(17)的轴线在轴向截面上的投影应成夹角θ设置，并且注水管道(15)的注水方向顺应推进器(2)的回转方向设置。
4.根据权利要求1所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，其特征在于，所述的出浆支路还包括入口连接在出浆管道(17)上的上浆泵(3)，上浆泵(3)出口连接的输浆管道(5)，出浆管道(17)上连接的白水管道(16)，白水管道(16)上设置有流量调节阀(4)。
5.根据权利要求4所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统，其特征在于，还包括控制回路组，设置在输浆管道(5)竖直管道上的浓度传感器(8)，以及设置在浆塔(7)上的液位传感器(18)；
所述的控制回路组包括，
根据浓度传感器(8)采集的纸浆浓度与设定值对比结果，控制设置流量调节阀(4)的纸浆浓度测控回路CIC-101；
通过变频器(14)控制注水泵(13)的注水泵变频控制回路PFC-101；
以及根据液位传感器(18)检测的纸浆液位与液位槛值对比结果，对注水泵(13)进行停止控制的注水泵停止控制回路PSC-101。
6.一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求5所述的控制系统，包括，
以纸浆浓度作为被控参数，通过浓度传感器(8)检测并反馈，纸浆浓度测控回路CIC-101中的控制器根据浓度检测值C与设定值CSP的偏差控制流量调节阀(4)动作而改变其开度，调节白水的量而实现纸浆浓度控制的步骤；
注水泵变频控制回路PFC-101通过变频器(14)，根据浓度传感器(8)的检测值C对注水泵(13)进行分段分级变频控制的步骤；
注水泵停止控制回路PSC-101根据液位传感器(18)检测的纸浆液位与液位槛值对比实现注水泵停止控制的步骤。
7.根据权利要求6所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统的控制方法，其特征在于，将浓度范围[CSP，Cmax]分为若干浓度区间[CSP，C1]、[C1，C2]、[C2，C3]、…、[Cn-1，Cmax]，每个浓度区间控制注水泵(13)对应的频率为f1、f2、f3、…、fmax，注水泵变频控制回路PFC-101通过变频器(14)，根据浓度传感器(8)的检测值C对注水泵(13)按照设定的浓度区间与频率的对应关系，对注水泵(13)进行分段分级变频控制。
8.根据权利要求6所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统的控制方法，其特征在于，根据浆塔(7)的参数设定一个液位槛值L0，当液位传感器(18)的检测值L<L0时，注水泵停止控制回路PSC-101的控制器通过变频器(14)使注水泵(13)停止注水。
9.根据权利要求8所述的一种大型浆塔的纸浆稀释泵送系统的控制方法，其特征在于，设置在变频器(14)上的信号选择控制器SSC-101用于选择变频器(14)同一时刻执行注水泵变频控制信号或停止信号。
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