JP3672129B2 - アンモニア加工設備の加工室内の圧力制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンモニア加工設備の加工室内の圧力制御方法に関し、さらに詳しくは布帛を液体アンモニアで処理するためのアンモニア加工設備において気密状態に保たれた加工室内の圧力を安定に保持する制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルロース系布帛はアンモニア加工設備において液体アンモニア処理に供することにより繊維内部構造を変化させ、防しわ性、寸法セット性や柔らかさ等が付与される。かかる液体アンモニア処理は液体アンモニアを保有するパッダーバスと乾燥用のパルマーシリンダーから構成されるアンモニア加工室内で通常行われる。アンモニア加工室内では布帛は液体アンモニアを保有するパッダーバスに浸漬された後、パルマーシリンダーで加熱されてアンモニアを蒸発する。
【０００３】
このようなアンモニア加工設備ではアンモニアガスの発生量が運転状況等に応じて変化し、その結果アンモニア加工室内の圧力が大きく変動され、生産中の安全性の確保や生産性において問題があった。
そのため近年ではアンモニア加工設備の加工室内の圧力を安定に制御するために、ブロワーのインバーター（以下、ＩＮＶと称す）制御又はバイパス弁による制御が採用されている。
【０００４】
またブロワーのＩＮＶ制御のみでは加工室内のガス発生量の変化（以下、外乱と称す）に対する追従が悪いため、ブロワーの出力を固定しバイパス弁の開閉による制御により加工室内の圧力の安定化を図っている。
【０００５】
しかしながら、アンモニア加工機の増減速時や布種（目付）の変更時は加工室内のアンモニアガス発生量が急激に変化するため、バイパス弁を使用しても外乱を効果的に吸収できなかった。その場合はバイパス弁の容量や配管サイズを大きくする等のバイパス弁の能力の拡大の必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的とするところは大きな外乱発生状況においてもアンモニア加工設備における加工室内の圧力変動を最小限に抑制し、安定に生産を継続できるようなアンモニア加工室内の圧力制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者はかかる目的を達成するために鋭意検討した結果、▲１▼布にアンモニアを浸漬する時のガス発生負荷の増減、▲２▼加工機械増減速時のガス発生負荷の増減、▲３▼布種（目付）の変更によるガス発生負荷の増減のような外乱発生時のガス発生負荷を予め予測してアンモニア回収ブロワーの出力を多段階でＩＮＶ制御し、さらにバイパス弁の調節計をＰＩＤ制御することによってアンモニア加工設備の加工室内の圧力が安定に保持されることを見い出し、本発明の完成に至った。
【０００８】
即ち、本発明はアンモニア加工設備の加工室内のガス発生負荷を予め予測してアンモニア回収ブロワーの出力を多段階でインバーター制御し、前記ブロワーのバイパス弁の調節計をＰＩＤ制御することによってアンモニア加工設備の加工室内の圧力を安定に保持する制御方法である。
【０００９】
本発明の制御方法では、アンモニア加工機の各段階によりガス発生負荷が変化することを考慮して、ガス発生負荷を予め予測してそれに見合ったアンモニア回収ブロワーの出力設定が行われる。ブロワーのＩＮＶは多段階に設定可能とし、加工機の運転状態の各段階ごとに出力を設定する。
【００１０】
具体的には加工機の運転状態の各段階として、運転開始時、パッダーバス浸漬開始時、加工機増減速時、パッダーバス浸漬終了時、運転終了時等のガス発生負荷を考慮してブロワーのＩＮＶ設定を行う。アンモニア加工機の増減速時はＩＮＶの変化速度を増減速スピードに同調させることで増減速時の外乱を最小限に抑えるようにする。
【００１１】
またアンモニア加工機の通常停止時と緊急停止時にブロワーのＩＮＶ出力変化率を変更する。例えば通常停止時は加工機の増減速時のＩＮＶ設定とほぼ同じとし、緊急停止時は通常停止時の数十倍〜数百倍の速度で対応する。
【００１２】
本発明の制御方法では、液体アンモニア処理に供する布種（目付）の違いによるガス発生負荷の変化に対してもブロワーのＩＮＶを多段階に設定する。アンモニアガス発生量は目付、加工機速度及びピックアップから計算して予測する。
【００１３】
本発明の制御方法では、さらにバイパス弁の調節計のＰＩＤ設定値を通常安定時と外乱発生時で自動的に切換え使用する。現在値が設定値にほぼ近い場合は感度を鈍くし、設定値から大幅に外れる場合は感度を良くして早く収束させるようにする。
なお、アンモニア加工室内の圧力変動が大きい場合にアンモニア加工機の保護やガス洩れの危険性を防止するため、自動的に機械を停止するインターロックを備える。
【００１４】
【実施例】
本発明の制御方法を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１５】
図１はアンモニア加工設備におけるアンモニアの流れと圧力制御系統を示したものである。
図１のアンモニア加工設備では、アンモニア加工室内から発生したガスはアンモニア回収ブロワーで吸引された後、アンモニア凝縮器で液化され、アンモニア供給タンクを経由して再びパッダーバスに戻るようになっている。
【００１６】
アンモニア加工機械の運転状態の各段階に合わせてアンモニア回収ブロワーのＩＮＶ設定を図２のように多段階に設定する。具体的には加工機運転開始時はブロワーのＩＮＶ５０％（３０Ｈｚ）、パッダーバス上昇時（布帛の浸漬開始時）はブロワーのＩＮＶ５５％（３３Ｈｚ）、加工機運転中（製品加工中）はブロワーのＩＮＶ６５％〜８２％（３９〜４２Ｈｚ）に設定する。
【００１７】
アンモニア加工機の増減速時のＩＮＶの変化速度は以下のように加工機の増減速スピードに同調させる：

速度変化率［ｍ／ｍｉｎ］／［ｔ］は１秒あたり０．５ｍ／ｍｉｎとし、ＩＮＶ出力変化率［Ｈｚ］／［ｔ］は１秒あたり０．１Ｈｚ（０〜６０Ｈｚを６００秒）とする。
【００１８】
アンモニア加工機通常停止時と緊急停止時にブロワーのＩＮＶ出力変化率を変更する。通常停止時は加工機増減速時の対応と同じにし、緊急停止時は通常停止時の１００倍のスピードとする（０〜６０Ｈｚを６秒）。
【００１９】
液体アンモニア加工に供される布種（目付）の違いによるガス発生負荷の変化に対してブロワーのＩＮＶを５段階に設定して使い分ける。具体的にはＮＨ₃ ガス発生量に対するブロワーのＩＮＶ設定を以下のように設定する：

上記ＮＨ₃ ガス発生量は目付（Ｋｇ／ｍ）×速度（ｍ／ｍｉｎ）×ピックアップから計算する。ピックアップはマングル絞り等の運転条件により左右されるが、基本設定は０．７とする。実際にはオペレーターが布種に応じて目付の数値をタッチパネルから入力すると、速度に応じたガス発生量を予測してブロワーのＩＮＶ出力を自動的に変更する。
【００２０】
バイパス弁の調節計のＰＩＤ設定値を通常安定時と外乱発生時で自動的に切換え使用する。通常安定時と外乱発生時を以下のように別々に設定し、現在値が設定値に近い場合は感度を鈍くし、設定値から大幅に外れた場合は感度を良くして早く収束させる。
通常安定時のＰＩＤ設定 Ｐ：６０，Ｉ：６０，Ｄ：０
外乱安定時のＰＩＤ設定 Ｐ：４０，Ｉ：６０，Ｄ：０
通常安定時は−２０ｍｍＡｑ＜加工機内圧＜＋２０ｍｍＡｑとし、外乱発生時は−２０ｍｍＡｑ＞加工機内圧又は加工機内圧＞＋２０ｍｍＡｑとする。
なお、圧力不安定時（＋５０ｍｍＡｑ以上又は−５０ｍｍＡｑ以下）は機械の保護やガス洩れの危険性を防止するため加工機の停止インターロックをかけて機械の操業を継続できないようにしている。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように構成されたアンモニア加工設備の加工室内の圧力制御方法によれば、外乱発生時でも加工室内部の圧力を±５０ｍｍＡｑ以内に保持することができる（通常時は−６±１ｍｍＡｑで安定）。このようにアンモニア加工室の圧力変動を最小限に抑制することで生産中の安全性を確保すると同時に生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンモニア加工設備におけるアンモニアの流れと圧力制御系統を示したものである。
【図２】アンモニア加工機械の運転状態に合わせたアンモニア回収ブロワーのＩＮＶ設定を概略的に示したものである。

Claims (1)

1. アンモニア加工設備の加工室内のガス発生負荷を予め予測してアンモニア回収ブロワーの出力を多段階でインバーター制御し、前記ブロワーのバイパス弁の調節計をＰＩＤ制御することによってアンモニア加工設備の加工室内の圧力を安定に保持する制御方法。

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