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

тор расхода, который поддерживает постоянным расход пара в те­ чение всего времени заварки. При достижении заданного конеч­ ного давления в котле этот регулятор выключается регулятором давления, который затем поддерживает заданное давление в про­ цессе варки.

В варочном котле термометрами сопротивления в комплекте с электронным уравновешенным мостом контролируется темпера­ тура в нескольких точках по высоте (поз. 7). Кроме того, для кон­ троля давления в котле и подогревателе устанавливаются показы­ вающие манометры, для измерения нагрузки электродвигателя циркуляционного насоса — амперметр или передающий преобразо­ ватель электрической мощности, для контроля расхода пара — паромер с диафрагмой и интегрирующим устройством, для регули­ рования температуры и давления пара — ПИ-регуляторы, для из­ мерения чистоты конденсата — кондуктометрический щелокомер, для измерения и регулирования высоты уровня конденсата после подогревателя — позиционный или пропорциональный регулятор уровня (на рис. 92, не показаны).

В нижней части выдувного резервуара 9 ПИ-регулятором под­ держивается концентрация массы путем изменения подачи разбав­ ляющего черного щелока (поз. 8) в зависимости от нагрузки электродвигателя, вращающего мешалку.

В баке-аккумуляторе 10 измеряется температура горячего кон­ денсата в двух или более точках по высоте, для чего служит электронный уравновешенный мост в комплекте с термометрами сопротивления (поз. 9). Кроме того, регулируется температура на выходе струйного конденсатора первой ступени 11 (поз. 10) и тем­ пература конденсата перед поступлением на конденсаторы 11 и 12 обеих ступеней (поз. 11).

с автоматического регулирования на дистанционное управление регулирующими клапанами.

Автоматизация процесса непрерывной варки в вертикальных аппаратах. Преимуществами непрерывной варки сульфатной цел­ люлозы и полуцеллюлозы по сравнению с обычной периодической варкой являются: пониженный гидромодуль (отношение массы или объема жидкости к массе абсолютно сухой щепы в варочном котле), пониженный удельный расход пара на тонну вырабатыва­ емой целлюлозы, пониженная себестоимость целлюлозы, понижен­ ная подверженность варочного котла коррозии, высокая степень автоматизации. При варке получается однородная целлюлоза, что позволяет повысить ее выход путем снижения отходов на сорти­ ровках. Недостатком непрерывного способа варки является малая

247

производительность пропарки, которая не дает хорошего выхода скипидара из щепы.

На рис. 93 приведена упрощенная функциональная схема авто­

щим на выходные величины, относятся качество и количество по­ даваемой щепы и активных химикатов в белом щелоке, степень разбавления белого щелока черным, продолжительность выдержи­ вания щепы в зонах пропитки и варки и температура в зоне про­ питки.

К в ы х о д н ы м п е р е м е н н ы м в е л и ч и н а м относятся со­ держание сухого вещества в черном щелоке, температура варки, выход выработанной целлюлозы и содержание в ней лигнина. Из этих переменных наибольшее влияние на качество бумаги, изго­ товленной из данной целлюлозы, оказывает содержание лигнина.

Жесткость сваренной целлюлозы является функцией, с одной стороны, продолжительности выдерживания щепы в зоне пропитки и отношения массы активной щелочи к массе абсолютно сухой щепы, а с другой — функцией температуры и продолжительности варки целлюлозы.

Щепа должна быть хорошего качества. Наличие в щепе опилок, мелочи, коры и гнили приводит к полному или частичному засоре­ нию сеток или перфорированной плиты внизу корпуса питателя высокого давления 2. В результате повышается уровень щепы в питательной трубе, что может повести к поломке шнека пропа­ рочной камеры 1. Для контроля высоты уровня щепы в питатель­ ной трубе и сигнализации устанавливается радиоизотопный уров­ немер (на рис. 93 не показан).

Уровень варочного щелока в питательной трубе поддерживается на заданном значении ПИ-регулятором (поз. 1), регулирующий клапан которого воздействует на отбор щелока в бак постоянного уровня 3. При низком уровне щелока затрудняется заполнение ще­ пой карманов ротора питателя, а при слишком высоком щелок мо­ жет поступить в пропарочную цистерну и нарушить ее работу. Расход щелока на пропитку щепы контролируется расходомером переменного перепара (на рис. 93 не показан). Температура ще­ лока контролируется манометрическим или иным термометром (на рис. 93 не показан).

Расход щепы из бункера в пропарочную цистерну контролиру­ ется по числу оборотов ротора дозатора, что является очень важ­ ным для определения производительности установки; подача щепы в бункер учитывается весомером с интегратором, установленным на транспортере; уровень щепы в бункере контролируется щупом

ссигнальным устройством (на рис. 93 эти приборы не показаны).

Впропарочную камеру 1 для подогревания и пропаривания щепы с целью вытеснения из нее воздуха и выделения терпенов подаются сдувочные пары и газы низкого давления из верхней части варочного котла, а также свежий пар. Поддержание задан­ ного давления пропарки в камере осуществляется ПИ-регулятором

2 4 8

В терпентинный.

Рис. 93. Упрощенная функциональная схема автоматизации процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы

за счет изменения подачи свежего пара (поз. 2) и ПИ-регулятором давления (поз. 3) за счет изменения количества скипидарсодержа­ щих паров, отводимых в терпентинный конденсатор. Действие этих регуляторов должно быть увязано между собой во избежание из­ лишнего расхода свежего пара и недопустимого снижения сдувки скипидарсодержащих паров (терпенов).

Соответственно расходу щепы варщик определяет расход бе­ лого щелока на варку, который учитывается расходомером пере­ менного перепада или электромагнитным расходомером (на рис. 93 не показан). Возможно автоматическое регулирование расхода бе­ лого щелока.

Автоматическое регулирование расхода варочного щелока, по­ даваемого в верхнюю часть варочного котла 6, и, следовательно, косвенное регулирование расхода черного щелока на разбавление белого щелока (перед теплообменником 4) осуществляется ПИ-ре­ гулятором (поз. 4) по показаниям уровнемера в баке постоянного уровня. При этом расход варочного щелока контролируется по­ казывающим, самопишущим и интегрирующим расходомером переменного перепада (поз. 5) или электромагнитным расходо­ мером.

Уровень щепы контролируется трехпозиционной сигнализацией разноцветными электролампами (на рис. 93 не показаны). Кроме того, об уровне щепы судят по косвенным показателям: при пони­ жении уровня возрастает температура в верхней циркуляционной зоне, а при его повышении увеличивается нагрузка на электродви­ гатель верхнего шнека варочного котла. Подъем уровня щепы по сравнению с нормальным может привести к поломке верхнего шнека, а опускание уровня — к непровару щепы.

Основным условием варки, обеспечивающим, нормальную проч­ ность целлюлозы, является поддержание температуры в верхней и нижней зонах варки в заданных по режиму пределах. Температура щелока поддерживается регулированием подачи пара в подогре­ ватели 5 в зависимости от температуры щелока, выходящего из соответствующей зоны варки (поз. 6). При этом в задачу ПИ-ре- гулятора входит поддержание определенной разности температур щелока на входе и выходе из подогревателя. По этой разности и по показаниям параметров, учитывающих расход пара на подогрев щелока (на рис. 93 паромеры не показаны), судят о наличии и толщине слоя накипи на стенках трубок подогревателей.

Накипь снижает расход циркулирующего щелока и затрудняет поддержание температурного режима в котле из-за уменьшения коэффициента теплопередачи, что приводит к возрастанию непро­ вара в целлюлозе. С целью уменьшения отложений накипи приме­ няют непрерывную очистку трубок с помощью ультразвука, изме­ няя интенсивность и частоту которого, создают условия, при кото­ рых накипь разрушается.

Пониженный расход пара, а также более высокая разность температур щелока на входе и выходе подогревателя свидетель­ ствуют о наличии комков в массе.

250

Одним из условий устойчивой производительности варочного котла и удовлетворительного качества целлюлозы является равно­ мерность и необходимый расход циркуляционного щелока, что обеспечивается контролем и регулированием расхода щелока в циркуляционных зонах котла. Если не контролировать расход щелока и не регулировать его равномерность, то масса присосется к ситам и снизится производительность котла (на рис. 93 расхо­ домеры подогреваемого щелока не показаны).

Давление в котле автоматически регулируется ПИ-регулятором путем подачи черного щелока в нижнюю часть котла для холодной выдувки и горячей промывки (поз. 7), причем расход щелока кон­ тролируется расходомером переменного перепада или электромаг­ нитным расходомером (на рис. 93 не показан).

Расход черного щелока, циркулирующего в верхней зоне про­ мывки котла, автоматически регулируется ПИ-регулятором в ком­ плекте с расходомером переменного перепада или электромагнит­ ным расходомером (поз. 8). Расход черного щелока, отбираемого из нижней части котла в циклон 9, контролируется расходомером переменного перепада или электромагнитным расходомером, а температура щелока — манометрическим или иным термометром (на рис. 93 не показаны). Высота уровня черного щелока в этом циклоне регулируется П-регулятором (поз. 9) путем отбора ще­ лока в следующий циклон 10, в котором ПИ-регулятор поддер­ живает заданную высоту уровня, воздействуя на отбор щелока из циклона 10 в выпарной цех (поз 10). Расход черного щелока на выпарку контролируется электромагнитным расходомером (на рис. 93 не показан).

Расход черного щелока, отбираемого из нижней части котла в циклон 10, регулируется ПИ-регулятором в комплекте с расхо­ домером переменного перепада или электромагнитным расходоме­ ром (поз. 11).

Регулирование температуры черного щелока после подогрева­ теля 7 осуществляется ПИ-регулятором в комплекте с манометри­ ческим или иным термометром путем воздействия на подачу гре­ ющего пара в подогреватель (поз. 12).

Расход массы из концентратора 8 в выдувной резервуар 11 регулируется ПИ-регулятором в комплекте с электромагнитным расходомером (поз. 13). Температура массы перед концентрато­ ром контролируется манометрическим или иным термометром (на рис. 93 не показан), а концентрация массы после концентратора — измерителем концентрации массы (поз. 14).

Разбавление массы в выдувном резервуаре до нужной концен­ трации производится ПИ-регулятором посредством изменения по­ дачи разбавляющего оборотного черного щелока (поз. 15). В вы­ дувном резервуаре также контролируется высота уровня массы, для чего используется следящий уровнемер с сельсинным переда­ ющим преобразователем или уровнемер с продувкой массы черным щелоком (на рис. 93 не показан).

251