SU676666A1 - Способ автоматического регулировани степени делигнификации сульфатной целлюлозы - Google Patents

Description

М - жидкостной модуль, отношение жидкой фазы к твердой; С,с - расход активной щелочи,

отношение расхода химикатов к абс. сухой древесине , %;

T(h)-раснределение темнературы массы по высоте зон нагрева вертикального варочного аннарата; Q, - расход выдуваемой нз аппарата целлюлозы, кг/мин; Ci - количество шелочи, израсходованное ни нейтрализацию кислых продуктов гидролиза древесины на стадии нропитки;

С2, Сз - потребление ш.елочи в процессах нагрева и варка на единицу растворенного лигнина;

а,, ttz, из, а., - переводные коэффициенты дл  продолжительности нагрева, продолжительности варки, лигнина, ед. Каппа и в формуле скорости реакции; /о - начальное содержание растворимого лигнина в древесине , %;

Ьк - составл юша  измерени , ед. Каппа, определ ема  нерастворимым лигнином древесины;

В - посто нный член показател  экспоненты в формуле скорости реакции; Е - энерги  активации в уравнении скорости реакции; АК - высота зоны нагрева. Таким образом, представленна  модель процесса позвол ет осушествить взаимосв занное регулирование степени делигнификации целлюлозы с использованием четырех каналов управлени , причем как дл  компенсации низкочастотных возмуш,ений, так и высокочастотных. В последнем случае в качестве канала управлени  может быть использован расход выдуваемой целлголозы , запаздывание по которому практически не превышает 15 мин.

На чертеже изображена блок-схема системы регулировани , реализуюпха  предложенный способ.

Система регулировани  процесса варки сульфатной целлюлозы в вертикальных и горизонтальных (многотрубных) аппаратах непрерывного действи  состоит из двух частей; каскада стабилизации параметров технологйчесткого режима и каскада периодической корректировки степени делигнификации целлюлозы путем изменени  заданий параметрам режима в каскаде их стабилизации .

Каскад стабилизации включает функциональные блоки расхода активной щелочи 1, жидкостного модул  2, температуры варки 3 и расхода выдаиваемой целлюлозы 4, а также вычислительный блок 5 количества щепы., измерители и локальные регул торы. Указанный каскад предусматривает регулирование расхода активной щелочи, жидкостного модул , температуры варки и расхода выдуваемой целлюлозы.

Вычислительный блок 5 количества щепы определ ет расход абсолютно с)хой щепы , подаваемой но транспортеру б в варочный аппарат 7 в зависимости от объемного веса щепы, коэффициента заполнени  питател , сигналов, поступающих от измерител  8 влажности щепы, объема и числа оборотов питател  9. Полученное значение ввод т в функциональные блоки расхода активной щелочи 1 и жидкостного модул  2.

Функциональный блок расхода активной щелочи 1 определ ет необходимый расход белого щелока по сигналам, поступающим из блока 5 количества щепы от измерител  10 концентрации активной щелочи белого щелока, подаваемого на трубопровод 11 в варочный аппарат 7 и по заданию расхода активной щелочи из блока 12 корректировки . Полученное значение подают в качестве задани  на установку регул тора 13 расхода белого щелока, обеспечива  тем самым заданный расход активной щелочи.

Функциональный блок жидкостного модул  2 определ ет необходимое значение расхода черного щелока по сигналам, поступающим из блока 5 количества щепы, от измерител  8 влажности щепы, измерител  14 расхода белого щелока и измерител  15 расхода пара, подаваемого по паропроводу

16в трубы горизонтального аппарата или в припарочные камеры вертикального аппарата , и по заданию жидкостного модул  из блока 12 корректировки. Полученное значение расхода черного щелока в качестве задани  подают на установку регул тора

17черного щелока, подаваемого в аппарат но трубопроводу 18 и измер емого расходомером 19, обеспечива  заданный жидкостный модуль.

Функциональный блок температуры варки 3 определ ет необходимую температуру щелоков в зоне варки по сигналам, поступающим от измерителей 20, 21, температуры массы в различных зонах аппарата но его высоте и по заданию температуры вар- . ки из блока 12 корректировки. Полученное значение подают в качестве задани  на установку регул тора 22 температуры щелоков в зоне варки, обеспечива  тем самым заданную температуру варки.

Функциональный блок расхода выдуваемой целлюлозы 4 определ ет расход выдуваемой массы по сигналу, поступающему от измерител  23 концентрации выдуваемой массы и по заданию из блока 24 корректировки расхода выдуваемой целлюлозы. Полученное значение подают в качестве задани  на установку регул тора 25 расхода выдуваемой массы, обеспечива  тем самым стабилизацию заданного расхода выдуваемой целлюлозы посредством воздестви  на клапан расхода выдуваемой массы по трубопроводу 26.

Измерение концентрации выдуваемой массы позвол ет также учесть ее изменени  из-за колебаний числа оборотов донного шабера или расхода охлаждающей или промывной воды в нижнюю часть котла.

Каскад периодической корректировки степени делигнификации целлюлозы включает функциональный блок 12 корректировки режима, новый функциональный блок 24 корректировки расхода выдуваемой целлюлозы, логический элемент 27, измеритель 28 степени делигнификации и два вычислительных блока 29 и 30 выделени  высокочастотной составл ющей ошибки и выделени  низкочастотной составл ющей. Расчеты в функциональных блоках про-извод тс  на основе математической модели процесса варки, отражающей взаимосв зь параметров процесса.

При этом функциональный блок 12 предназначен дл  корректировки трех параметров технологического режима - температуры варки, расхода активной щелочи и жидкостного модул  при наличии низкочастотной составл ющей возмущений на процесс варки, косвенно оцениваемых колебани ми степени делигнификации целлюлозы относительно заданного значени .

Коэффициенты весовой функции фильтра низких частот в блоке 30 определены на основании автокоррел ционной функции колебаний степени делигнификации целлюлозы , получаемой в аппарате без использовани  системы управлени .

Функциональный блок 12 корректировки режима определ ет требуемое значение температуры варки, расхода активной щелочи или жидкостного модул  по сигналам, поступающим от измерител  28 степени делигнификации целлюлозы, выдуваемой из варочного аппарата по выдувному трубопроводу 26, из логического элемента 27 от всех измерителей потоков и температур, характеризующих состо ние процесса (на чертеже не показаны) и при заданном среднем расходе выдуваемой целлюлозы. Последнее выбираетс  исход  из задани  производительности варочиого аппарата.

Логический элемент 27 предназначен дл  выбора одного из трех каналов управлени  и выработки сигнала в блок 12 корректировки режима. Выбор делаетс  в результате анализа как состо ни  варочного аппарата , так и с учетом ограничений на параметры технологического режима.

Из функционального блока 12 корректировки режима требуемое значение температуры варки, расхода активной щелбчи или жидкостного модул  в Качестве задани  подают в каскад стабилизации, в соответствующие функциональные блоки 3, 1 и 2. 5 С целью компенсации высокочастотных возмущений функциональный блок 24 определ ет требуемое значение расхода выдуваемой целлюлозы по .сигналам, поступающим из вычислительного блока 29 фильтрации отклонений степени делигнификации целлюлозы, из функционального блока 12 (температура варки, расход активной щелочи и жидкостный модуль) и по заданию производительности аппарата, представленной в виде посто нного значени  расхода выдуваемой целлюлозы.

Вычислительный блок 29 фильтрации Отклонений степени делигнификации целлюлозы выдел ют высокочастотную составл ющую отклонений фактической степени делигнификации целлюлозы от заданной по сигналу, поступающему из блока 31 вычитани  фактической степени делигнификации целлюлозы из заданной.

5 В блоке 29 фильтрации делаетс  статистическо-веро тностна  оценка частоты и величины неизмер емых возмущений на процесс варки, а также выделение высокочастотной составл ющей и сглаживание величин отклонений с учетом динамических свойств канала управлени  расходом выдуваемой целлюлозы. В основу расчетов в вычислительном блоке 29 заложена формула дл  фильтра высоких частот

5

д/Г(0 2аА-Д Ч--/С),

6 0

где Д/СР - величина отклонени  фактической степени делигнификации от 0заданного значени , ед. Каппа;

А/С - фильтрованное отклонение степени делигнификации, ед. Каппа;

(Zk - коэффициент весовой функции 5фильтра, который определ етс 

на основании автокоррел ционной функции колебаний степени делигнификации целлюлозы. Вычислительный блок 31 вычитани  оп0 редел ет отклонение фактической степени делигнификации цёЛлЮлозУ от заданной по сигналу, поступающему от измерител  28 степени делигнификации целлюлозы, выдуваемой из варочного аппарата по трубопро5 воду 26 путем сравнени  с заданным значением степени делигнификации.

Вычислительный блок, регулировани  расхода выдуваемой целлюлозы 4 определ ет задание регул тору 25 расхода выдуваемой массы по сигналу, поступающему от измерител  32 концентрации выдуваемой массы и по заданию от функционального блока 24.

Изменение расхода выдуваемой массы через выдувной трубопровод 26 приводит к