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

уровня в машинном бассейне, а это вызывает корректирование расходов волокнистых материалов, наполнителей и химикатов.

Рис. 77. Функциональная технологическая схема системы регулирования композиции массы с применением ротаметров и расходомеров переменного перепада

Можно комбинировать перечисленные расходомеры, т. е. исполь­ зовать в системе регулирования на одних потоках расходомеры

207

переменного перепада, на других — электромагнитные расходомеры и ротаметры. В рассмотренных системах применялись пневмати­ ческие регуляторы, но можно использовать электрические и другие регуляторы.

Автоматическое дозирование компонентов бумажной массы.

В целлюлозно-бумажной промышленности широко применяются дозаторы компонентов бумажной массы, часто неправильно назы­ ваемые регуляторами. Они разделяются на дозирующие вертушки и напорные ящики с дозирующими отверстиями. Для специальных

Рис. 78. Система регулирования композиции с использованием элек­ тромагнитных расходомеров

видов волокна, например свойлачивающегося, и для массы высо­ кой концентрации используются дозирующие вертушки, а для про­ изводства массовых видов бумаги — напорные ящики с дозирую­ щими отверстиями. Они просты по конструкции и надежны в ра­ боте.

На рис. 79 изображена дозирующая вертушка. Волокнистая масса, тщательно перемешанная с водой и имеющая постоянную концентрацию, поступает в ящик 2 и увлекается дозирующей вер­ тушкой 5, расположенной в корпусе 1, в трубу 8. Зазоры между вертушкой и корпусом перекрываются уплотнительными проклад­ ками 6. Вертушка вращается электродвигателем 7. Для регулиро­ вания уровня массы в ящике служит пропорциональный поплав-

208

новый регулятор прямого действия, состоящий из поплавка 4 и регулирующей заслонки 3.

Количество массы, проходящей через дозатор, определяется скоростью вращения вертушки и уровнем массы в ящике. Ско­ рость вращения часто синхронизируют со скоростью бумажного полотна на машине. Всплытие поплавка и, следовательно, степень открытия заслонки и высота уровня зависят от концентрации массы, что предъявляет жесткие требования к точности поддер­ жания концентрации соответствующим регулятором. Отсутствие самовыравнивания приводит к увеличению статической ошибки. Погрешность дозирования массы вертушкой по объему составляет не более ± 1% от максимального расхода.

На рис. 80 приведена функциональная технологическая схема системы дозирования компонентов бумажной массы. В машинный бассейн 8 через дозирующие вертушки 1 поступают раздельно до­

Уровень массы в камерах дозирующих вертушек поддержива­ ется пропорциональными или пропорционально-интегральными регуляторами (поз. 1, 2 и 3), установленными по месту с переда­ чей показаний на щитовые приборы. Регулирование расходов цел­ люлозной и древесной масс и оборотных отходов осуществляется одним регулятором уровня (поз. 8) бумажной массы в машинном бассейне. Если уровень в бассейне начинает снижаться или повы­ шаться вследствие увеличения отбора массы на выработку бумаги, то регулятор уровня соответственно либо увеличит подачу компо­ нентов, либо уменьшит ее. Исполнительные механизмы регулятора изменяют передаточные отношения одновременно как главного, так и вспомогательных индивидуальных вариаторов вертушек. По­ этому изменяется не только производительность дозирующих вер­ тушек, но и производительность дозирующих поршневых насосов 6 (вследствие изменения числа оборотов угловой передачи 5).

Настройка необходимого соотношения расходов целлюлоз­ ной и древесной массы и оборотных отходов осуществляется по­ средством дистанционного управления электродвигателями вариа­ торов с контролем числа оборотов вертушек по показаниям

соответствующих приборов на щите (поз. 4, 5, 6, 7 и 8), а также прибора, показывающего высоту уровня в машинном бассейне.

Настройка соотношения расходов веществ, дозируемых порш­ невыми насосами, выполняется изменением размера хода или числа ходов поршней, а также перепуском части потока из нагне­ тательной линии во всасывающую.

Рис. 80. Функциональная технологическая схема системы дозирования компонентов бумажной массы

Напорные ящики с дозирующими отверстиями (рис. 81) кон­ структивно выполняются либо со свободным выпуском массы из отверстия, когда лишь одна сторона отверстия находится под на­ пором массы, либо с подпором, когда отверстие с двух сторон находится под напором выпускаемой из ящика массы. В первом случае напорный ящик 1 в направлении потока разделен на че­ тыре камеры а, б, в и г, в поперечном направлении — на несколько секций соответственно количеству компонентов.

210

и далее в машинный бассейн. Расход массы зависит от площади дозирующего отверстия и от высоты уровня в камерах б и в .

При наладке дозатора площадь дозирующих отверстий зада­ ется либо подбором сменных диафрагм, различающихся площадью отверстия, с установкой их в камеры в соответствующих секций, либо регулированием посредством фасонных задвижек.

Высота уровня зависит от положения верхней передвижной части переливной перегородки между камерами б и а. Перего­ родку можно перемещать вертикально вручную. Она имеет общий ручной привод, и поэтому во всех секциях устанавливается одинаковая высота уровня. Отношение объемных потоков компонентов равно отношению площадей соот­ ветствующих дозирующих слив­ ных отверстий.

Коэффициенты расхода дози­ рующих отверстий мало иссле­ дованы и зависят от концентра­ ции массы, градуса, помола, длины волокон и т. д. Поэтому диафрагмы градуируются на ме­ сте установки раздельно по сек­ циям дозатора для каждого дози­ рующего компонента.

Для того чтобы при обрыве бумажного полотна или в других

случаях можно было возвращать дозируемый компонент'целиком в соответствующий бассейн, верхняя кромка переливной перего­ родки в ее нижнем положении должна быть ниже перегородки, установленной между камерами б и в . Вследствие этого отноше­ ние высоты наивысшего уровня в дозаторе к наинизшему не пре­ вышает 1,5-: 1. Поэтому приращение расхода дозируемого компо­ нента при перемещении переливной перегородки из крайнего нижнего положения в верхнее составляет не более 22%. Этот не^ Достаток ограничивает применение дозаторов со свободным выпу­ ском массы.

В дозаторах с подпором массы, или, как их иногда называют, с затопленными отверстиями, напор, обусловливающий истечение компонента через дозирующее отверстие, определяется разностью уровней в камерах а и б напорного ящика 2 (см. рис. 81). Изме­ няют расход компонента перестановкой вручную массной за­ движки на выпуске компонента из дозатора. В этих дозаторах благодаря установке дозирующих диафрагм с большой пропуск­ ной способностью имеется широкий диапазон изменения расхода дозируемого компонента.

Регуляторы композиции массы с напорными ящиками. На рис. 82 приведены функциональные технологические схемы си­ стем автоматического регулирования композиции бумажной массы с применением регуляторов уровня пневматического действия и напорных ящиков. Напорные ящики 1 и 2 конструктивно ничем не отличаются от дозаторов композиции. Однако использование регуляторов уровня дает уже не дозирование, а автоматическое регулирование расхода компонента бумажной массы. В обеих си­ стемах регулирование расхода компонента осуществляется ПИ-

Рис. 82. Функциональные технологические схемы си­ стем автоматического регулирования композиции мас­ сы с применением регуляторов уровня пневматиче­ ского действия и наносных ящиков

регуляторами (поз. 1 и 3) по высоте уровней в машинных бассей­ нах, зависящих от текущей производительности машины.

В системе с напорным ящиком 1 переливания перегородка является непосредственным регулирующим органом регулятора. Она перемещается поршневым исполнительным механизмом. Од­ нако фактическим регулирующим органом этой системы является взятый в целом напорный ящик, так как не только высота уровня, но и площадь отверстия выпускной диафрагмы определяют рас­ ход компонента, поступающего в машинный бассейн.

212

Всистеме с напорным ящиком 2 необходимая высота уровня

вкамерах а и б поддерживается пропорциональным или пропор­ ционально-интегральным регулятором уровня (поз. 2). В этой си­ стеме регулирования композиции регулирующим органом является массная задвижка, установленная на выпуске компонента из на­ порного ящика.

ГЛАВА 11. ИЗМЕРИТЕЛИ И РЕГУЛЯТОРЫ СОСТАВА, ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВА И КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Газоанализаторы. Анализ газовых смесей на содержание в них тех или иных газов производится газоанализаторами, которые по принципу действия разделяются на химические, физико-химиче­ ские (электрокондуктометрические, кулонометрического титро­ вания, деполяризационные, гальванические, термохимические),

инфракрасного поглощения, ультрафиолетового излучения, спектро­ фотометрические, интерферометрические; звуковые) и др.

В одних газоанализаторах, например химических, анализ газов осуществляется циклично, значительная часть времени при этом тратится на отмеривание пробы газа и перепускание ее из волю­ метра в поглотитель и далее. В других газоанализаторах, напри­ мер термокондуктометрических, анализ газа осуществляется не­ прерывно, они быстрее реагируют на изменения в составе анали­ зируемой газовой смеси, но вместе с тем они уступают химическим газоанализаторам по точности результатов анализа.

В целлюлозно-бумажной промышленности газоанализаторы применяются на сульфатцеллюлозных заводах для контроля ды­ мовых газов содорегенерационных агрегатов и известерегенераци­ онных печей, а сульфитцеллюлозных заводах — в кислотных цехах

ипри растворимых основаниях в регенерационных отделах.

Влесохимической промышленности газоанализаторы применя­ ются на установках пирогенетической переработки древесины для контроля дымовых газов, поступающих в сушилку 'и в вертикаль­

ную реторту.

Во всех отраслях деревоперерабатывающей промышленности газоанализаторы применяются для контроля содержания в воз­ духе производственных помещений взрывоопасных, горючих и ток­ сичных газов (хлора, паров бензина, сероводорода и т. д.).

Основным продуктом при сжигании серного колчедана в кол­

газа из колчеданных печей или печей для сжигания флотационного колчедана и перед поступлением газа в кислотные башни. Кроме того, в кислотном отделе ведется контроль за потерями S 0 2 с от­ ходящими газами из кислотных башен. С целью оздоровления

213

в газовой смеси служат термокондуктометрические электрические газоанализаторы, в основу действия которых положен принцип сравнения теплопроводности анализируемой газовой смеси с теп­ лопроводностью этой же смеси, очищенной от S 02, или с тепло­ проводностью воздуха при постоянной температуре.

На рис. 83 представлена принципиальная электрическая схема измерительного электрического неуравновешенного моста, посред­ ством которого в газоанализаторе сравнивается теплопроводность газовых смесей, а на рис. 84 — схема газовых путей в газоанали­

заторе.

Плечи моста представляют собой пла­ тиновые резисторы. Два из них, а именно

руемая газовая смесь, а два других ре­ зистора Яз и Ri помещены в камеры сравнения, через которые проходит газо­ вая смесь, очищенная от анализируемого сернистого ангидрида.

Все четыре платиновые резистора (проволочки) нагреваются проходя­ щим через них стабилизированным элек­ трическим током, и если условия тепло­ отдачи от них к стенкам во всех ка­ мерах одинаковы, то мост находится в равновесии. Условия теплоотдачи могут

быть одинаковы лишь при наличии во всех камерах рабочей га­

Наличие в печных газах двуокиси углерода, а также других газов не вызывает искажения результатов анализа, так как со­ ставы газовых смесей в камерах первичного преобразователя от­ личаются только по концентрации S 0 2.

214