Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

варочного щелока к защитной трубке первичного измерительного преобразователя, вследствие чего изменяются динамические свой­ ства измерительной системы или системы автоматического регули­ рования. В последнем случае имеющаяся настройка регулятора все больше по мере образования накипи начинает отличаться от опти­ мальной и качество автоматического регулирования с течением времени ухудшается.

Область и особенности применения термометрических приборов в лесохимической и гидролизной промышленности. Технологические процессы лесохимической и гидролизной промышленности, основан­ ные на явлениях тепло- и массообмена, характеризуются вполне определенными температурными режимами. Отклонение размеров температуры от заданных по режиму значений приводит, например, к снижению производительности и надежности оборудования, ухуд­ шению качества продукции, снижению технико-экономических по­ казателей или может вызвать аварийное состояние оборудования. Непрерывный контроль за размером температуры технологических процессов позволяет не допускать появления указанных недостат­ ков. Например, измерение температуры технологических процессов пирогенетической переработки древесины позволяет не допустить преждевременного термического разложения древесины и в то же время интенсифицировать процесс пиролиза. Нарушение темпера­ турного режима в зонах вертикальной реторы приводит к нежела­ тельному изменению выхода продуктов пиролиза, т. е. к возраста­ нию выхода смолы и уменьшению выхода угля или, наоборот, к уменьшению выхода смолы и возрастанию выхода угля.

Чрезвычайно важен контроль за размером температуры техно­ логических процессов производства канифоли. Например, измере­ ние температуры уваренной канифоли на выходе из канифолеуваривательной колонны позволяет не допустить появления у канифоли нежелательных качественных показателей. Так, снижение темпера­ туры от нормального размера 170° С приводит к неполному отде­ лению от канифоли тяжелых фракций бензина, а также скипидара и, следовательно, к уменьшению температуры размягчения кани-

.фоли, а увеличение температуры вызывает возрастание выхода ка­ нифольных масел и потемнение канифоли.

Температура является важным показателем процесса экстраги­ рования канифоли, так как с ее повышением снижается вязкость диффундирующих из древесной щепы веществ, а также раствори­ теля. Вместе с тем с повышением температуры ухудшается ка­ чество получаемых канифоли и скипидара из-за следующих причин: улучшается растворимость окисленных веществ, а также резенов и загрязняющих веществ; усиливаются окисление и раз­ ложение как смолистых веществ, так и разных примесей с образо­ ванием темноокрашенных веществ, что способствует потемнению

канифоли.

В гидролизной промышленности область применения термомет­ рических измерительных приборов также обширна. Размер темпе­ ратуры среды в гидролизаппарате на стадии перколяции оказывает

64

значительное влияние на скорость реакции, возрастающей с повы­ шением температуры. Снижение температуры в нейтрализаторах ниже 85° С способствует усилению гипсации на дальнейших ста­ диях производства. Нормальная жизнедеятельность дрожжевых клеток возможна при температуре от 32 до 40° С; при температуре ниже 32° С замедляется процесс обмена веществ, снижается ак­ тивность дрожжевой клетки; с повышением температуры возра­ стает скорость синтеза, но при температурах выше 40° С активность поглощения клеткой кислорода резко падает, снижается выход био­ массы и уменьшается содержание белка в дрожжах, что указывает на начавшийся распад, омертвение дрожжевых клеток. В произ­ водстве фурфурола снижение температуры паровой среды после де­ флегматора указывает на излишнее обогащение тарелок основной ректификационной колонны метанольной фракцией и скипидаром, понижающими температуру кипения смеси, а увеличение темпера­ туры может произойти или от усиления возгонки воды и обедне­ ния тарелок фурфуролом, или от ненормального повышения дав­ ления во всей системе.

Надежность и долговечность работы термометрических измеритёльных приборов в лесохимической и гидролизной промышленности обеспечивается правильностью выбора первичных преобразова­ телей, выполнения монтажа, наладки и эксплуатации. Эксплуатация усложняется обрастанием защитных трубок первичных преобразо­ вателей органическими и минеральными веществами, оседающими на их поверхности из измеряемой среды, а также взрывоопасностью многих процессов. Взрывоопасность оборудования и помещений заставляет применять первичные измерительные преобразователи во взрывозащищенном исполнении.

Область и особенности применения термометрических приборов в производстве древесных плит и пластиков. В производстве древес­ ных плит и пластиков измерять температуру необходимо на всех ста­ диях производства, так как она является важнейшим параметром технологических процессов. Стабилизация размера температуры в соответствии с заданным технологическим режимом способствует улучшению качества древесных плит и пластиков, повышению производительности технологического оборудования, улучшению технико-экономических показателей, повышению надежности и дол­ говечности оборудования и т. п.

Область применения термометрических приборов в производстве древесных плит и пластиков очень обширна: измерение темпера­ туры в аккумуляторе перегретой воды, в металлических плитах пресса горячего прессования, в закалочных камерах периодиче­ ского или непрерывного действия, в увлажнительных камерах не­ прерывного действия, в сушилках древесной стружки непрерывного действия и т. д.

Особенности применения термометрических приборов в дан­ ном производстве сходны с особенностями их применения в целлюлозно-бумажном, лесохимическом и гидролизном произ­ водствах.

Г Л А В А 4. И З М Е Р Е Н И Е Д А В Л Е Н И Я И Р А З Р Е Ж Е Н И Я

Основные понятия. Давлением называется действие силы, рав­ номерно распределенной по площади и направленной перпендику­ лярно ей. Различают понятия: атмосферное (барометрическое), из­ быточное, абсолютное давление и разрежение.

Атмосферное давление, измеренное барометром, называется ба­ рометрическим давлением. За нормальное барометрическое давле­ ние принимается давление, равное 101,325 кПа. Барометрическое давление зависит от высоты над уровнем моря, метеорологических условий и других факторов. Соответственно изменению барометри­ ческого давления будет изменяться абсолютное давление.

Абсолютным давлением называется давление, отсчитываемое от абсолютного (неусловного) нуля. Чем выше от уровня океана про­ изводится измерение, тем меньшее абсолютное давление показы­ вает барометр. Размер абсолютного давления в этом случае зависит от степени разрежения воздушного пространства: чем выше от уровня океана производится измерение, тем разреженнее воздух.

Разрежением называется разность между атмосферным (баро­ метрическим) и абсолютным давлением, если последнее ниже атмо­ сферного давления. Разрежение может быть только в той точке или в том сосуде или аппарате, где давление меньше по сравнению с существующим атмосферным. Например, обезвоживание целлю­ лозы за регистровой частью пресспата осуществляется отсасыва­ нием воды отсасывающими ящиками и валами. При этом абсолют­ ное давление воздуха в отсасывающем ящике составляет около 72 кПа, а разрежение достигает 29 кПа. Разрежение в отсасываю­ щих валах достигает 70 кПа и создается при помощи мощных на­ сосов.

Вакуум (большое по размеру разрежение) можно определить по уравнению

где Рвак — вакуум, кПа; Рб — барометрическое давление, кПа;

Ра — абсолютное давление, кПа.

Пр и ме р . Барометрическое давление Рб= 101 кПа, вакуум в отсасывающем ящике Р Вак=28,6 кПа. Определить размер абсо­ лютного давления в отсасывающем ящике.

Ре ш е н и е :

/\ = ^ б - Я вак= 101-28,6=72,4 кПа.

Если сосуд, заполненный воздухом под барометрическим давле­ нием, разобщить с атмосферой и находящийся в нем воздух под­ вергнуть добавочному давлению, то абсолютное давление в сосуде станет больше барометрического на величину подведенного избыточного давления.

66

Избыточным давлением называется давление, равное разности между абсолютным давлением, под которым находится измеряемая среда, и атмосферным (барометрическим) давлением, если первое

больше второго.

При наличии избыточного давления абсолютное давление опре­ деляется по уравнению

^а = Л>+ Лізб>

где Ризб — избыточное давление; Ра — абсолютное давление, по размеру большее барометриче­

ского давления РбИзбыточное давление измеряется манометрами и поэтому

иногда называется манометрическим.

Абсолютное давление в первом случае, когда оно меньше баро­ метрического, равно разности между барометрическим давлением и разрежением; во втором случае, когда абсолютное давление больше барометрического, оно равно сумме избыточного и баро­ метрического давления; в третьем случае абсолютное давление равно барометрическому давлению.

Классификация приборов для измерения давления и разреже­ ния. Приборы для измерения давления или разрежения по принципу действия подразделяются на следующие основные группы:

ж и д к о с т н ы е , в которых измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости;

д е ф о р м а ц и о н н ы е , в которых измеряемое давление или раз­ ность давлений определяется по деформации упругого чувстви­ тельного элемента или развиваемой им силе;

г р у з о п о р ш е в ы е , в которых измеряемо^ давление или разность давлений уравновешивается давлением, создаваемым весом поршня и грузов;

э л е к т р и ч е с к и е , действие которых основано на зависимости электрических параметров манометрического преобразователя от

измеряемого давления; т е п л о в ы е , принцип действия которых основан на зависимости

теплопроводности газа от давления; э л е к т р о р а з р я д н ы е , принцип действия которых основан на

зависимости параметров электрического разряда в разреженном газе от давления;

в я з к о с т н ы е , принцип действия которых основан на зависи­ мости вязкости газа от давления.

По назначению измерители давления и разрежения подразделя­ ются на следующие группы:.

м а н о м е т р ы — для измерения избыточного или абсолютного давления или разности давлений;

м и к р о м а н о м е т р ы — манометры лабораторного типа для из­ мерения давления газовых сред с верхним пределом измерения не более 40 кПа;