SE454189B - Sett att kontrollera den framstellda massans egenskaper i en raffinorprocess genom utnyttjande av uppmetta vibrationer i maldonen - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 454 189 z det möjligt att förutsäga massaegenskaperna med större noggrannhet än vad som hittills varit möjligt.

Föreliggande uppfinning innebär en lösning av detta problem och uppfinning- en innebär att de vibrationer som uppkommer l maldonen under raffineringen utnyttjas för beräkning av massaegenskaperna. Uppfinningens kännetecken framgår av patentkra- VEN- Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till utfö- ringsexempel och testresultat under hänvisning till figurerna.

F' lg 1 visar en frekvensanalys av de uppmätta vibrationerna.

Fig 2 och 3 visar överensstämmelsen mellan uppmätt och beräknad dragstyr- ka utan resp med utnyttjande av vibrationerna i maldonen. ” En för massans kvalitet mycket viktig egenskap är dragstyrkan. Detta gäller speciellt för mekanisk massa som är avsedd för pappersframställning.

Genom kontroll och styrning av de tre systemparametrarna malspaltstorle- ken, materialkoncentrationen och produktionen, är det möjligt att med tämligen god precision upprätthålla en önskad kvalitet pa massan. Försök i fabriksskala har emeller- tid visat att massakvaliteten försämras med tiden till följd av malelementens slitage utan att detta kan förutsägas genom kontroll av ovan nämnda systemparametrar.

Genom uppmätning av de högfrekventa vibrationer som uppkommer i maldo- nen, till följd av deras relativa rotation och malelementens utformning, är det möjligt att beräkna vibrationsenergin över malelementet. Frekvensen som beror av maldonens rotationshastighet och malelementens utformning kan uppgå till flera tusen Hz. Mät- ningen utföres med hjälp av en accelerometer som fästes pa maldonet, lämpligen pa baksidan av ett malelement. I en enkelskivraffinör placeras accelerometern pà det sta- tionära maldonet. Det är även tänkbart att placera accelerometrar på bada maldonen i en enkel- eller dubbelskivraffinör för att få ytterligare information om maldonens vib- rationer.

Genom att ta med den sa uppmätta vibrationsenergin i beräkningen av mas- saegenskaperna har det överraskande visat sig att man med mycket större precision kan förutsäga dessa egenskaper. Särskilt gäller detta för massans styrkeegenskaper (drag- styrkan). Det har således visat sig vara möjligt att förutsäga den nedgång i dragstyrkan som uppkommer till följd av malelementens slitage.

' Detta betyder samtidigt att vibrationsenergin även kan utnyttjas för bestämning av konditionen hos malelementens bearbetande ytor. Vidare kan vibrationsenergin utnyttjas för jämförelser mellan effektiviteten hos olika slags malelement.

Exempel I en enkelskivraffinör monterades en accelerometer i ett borrat hal pâ bak- sidan av ett malelement i det stationära maldonet. Malelementen var utformade med tre zoner med olika grova bommar och spar.

Raffineringen genomfördes med förvärmd flis för framställning av TMP.

Systemparametrar och massaegenskaper vid tva provkörningar blev följande: k). 10 15 2D 25 3D 35 m 454 189 prov l prov ll Produktion (ton abs. torr massa/ dygn) 70 80 Materialkoncentration (%) 68 48 Malspaltstorlek (mm) O. 46 0.38 Dragindex (Nm/g) 33 33 CSF (ml) 184 150 Rivindex (mN m2/g) a.s 7.5 Specifik energi (kWh/ton massa) 2150 2075 Samtidigt uppmâttes och ananlyserades signalen fràn accelerometern. Aktu- ellt frekvensomrade var 5 - 25 kHz. I fig 1 visas en frekvensanalys av denna signal.

Signalen kan delas upp i tre skilda omraden vilka motsvarar malelementens tre zoner. 1 den inre zonen, som innefattar de grövsta bommarna, noterades frekvenserna 5.6 - 11.2 kHz. I den mellersta zonen noterades 11.2 - 17.6 kHz och i den yttre zonen med de finaste bommarna, 17.6 - 25 kHz. Vibrationsenergin representeras av ytan under frek- venskurvan i fig. 1.

Efter 800 driftstimmar gjordes nya uppmätningar av systemparametrarna och massaegenskaperna. Det visade sig da att de flesta uppmätta massaegenskaperna stämde väl med de massaegenskaper som beräknades med hjälp av uppmätta systempa- rametrar och tidigare försöksresultat. Ett undantag var dragstyrkan, där de uppmätta värdena var lägre än de beräknade. I fig 2 visas uppmätt dragindex som funktion av dragindex som beräknats med hjälp av uppmätta värden pà produktion, maispaltstorlek och materialkoncentration. Det framgar att det finns ett starkt systematiskt fel. Den heldragna linjen betecknar fullständig överensstämmelse och de streckade linjerna en acceptabel felmarginal.

Genom att ta med vibrationsenergin, som erhållits fràn accelerometersigna- len, i beräkningen av massaegerakaperna kunde alla uppmätta massaegenskaper förutsä- gas med stor precision. I fig 3 visas uppmätt dragindex som funktion av beräknat dragin- dex där vibrationsenergin utnyttjats tillsammans med den inställda produktionen, mal- spaltstorleken och materialkoncentrationen. överensstämmelsen ligger då inom felmar- ginalen. Inga systematiska fel kunde konstateras.

Den försämrade dragstyrkan hos massan kan förklaras med att malelemen- ten blivit slitna. Tidigare har det inte varit möjligt att finna ett kontrollerbart samband mellan dragstyrkan och malelementens slitage. Föreliggande uppfinning innebär således en sådan kontrollmöjlighet. Med hjälp av uppmätning av vibrationsenergin enligt uppfin- ningen kan således malelementens kondition konstateras, vilket även kan utnyttjas för bestämning av tidpunkten för byte av malelement. Uppfinningen kan även användas för att jämföra olika malelementmönster och malelementmaterial.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsformer utan kan varieras inom ramen för uppfinningstanken.

Claims (4)

10 15 454 189 *I P a t e n t k r a v

1. Sätt att kontrollera framställningen av mekanisk massa i en raffi- nörprocess där cellulosahaltigt material i styckeform raffineras under passage genom en spalt mellan två motstâende relativt varandra roterande maldon, k ä n n e t e c k n a t a v att åtminstone det ena maldonets vibrationer uppmätes med hjälp av en i maldonet anordnad accelerometer och omvandlas till vibrationsenergi, vilken tillsammans med en eller flera av processvariablerna produktion, malspaltstorlek och materialkoncentra- tion utnyttjas för kontroll och styrning av den framställda massans egen- skaper.

2. Sätt enligt kravet 1 där raffinörprocessen utföres i en enkeIškiv- raffinör, k ä n n e t e c k n a t a v att vibrationerna uppmätes i ett malelement som är anordnat på det stationära maldonet i raffinören.

3. Sätt enligt kravet 1 eller 2, att kontrollen baseras på vibrationsenergin i kombination med produktionen, k ä n n e t e c k n a t a v malspaltstorleken och materialkoncentrationen.

4. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att vibrationsenergin utnyttjas för kontroll av konditionen hos mal- donets bearbetande ytor, baserat på att massaegenskaperna, särskilt drag- styrkan, förändras till följd av förslitning av de bearbetade ytorna.