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

жание пароводяной смеси меняется с изменением интенсивности па­ рообразования, т. е. при изменениях нагрузки или давления. С рос­ том нагрузки котла объем паров пароводяной смеси возрастает, а с ростом давления уменьшается. Изменение объема пара в па­ роводяной смеси приводит к смещению уровня в ту или другую сторону. Уровень воды в барабане при этом перемещается с боль­ шой скоростью, и уменьшить отклонения уровня даже при наличии регулятора питания можно лишь ограничивая режим изменения нагрузок.

Для улучшения качества регулирования уровня используется электронный трехимпульдный ПИ-регулятор (поз. 9), перемещение регулирующего органа которого, установленного на питательной

в котел. С повышением расхода пара импульс по расходу приводит к открытию регулирующего клапана, а повышение уровня вызы­ вает закрытие клапана. Импульс по расходу воды является упреж­ дающим, улучшает динамику переходного процесса и приводит к перестановке регулирующего клапана в сторону поддержания ба­ ланса между притоком воды и расходом пара. Измерение расходов пара (поз. 1) и воды осуществляется расходомерами перменного перепада.

На котле устанавливаются два регулятора уровня, по одному

В главной паровой магистрали расходомером переменного пе­ репада измеряется и учитывается расход пара (поз. /), измеряется и записывается давление (поз. 2), измеряется и записывается солесодержание (поз. 3) и записывается и сигнализируется темпера­

тура (поз. 4).

В барабане парового котла измеряется давление и осуществ­ ляется сигнализация о превышении его нормального значения

(поз. 11).

В пароперегревателе электронным ПИ-регулятором регули­ руется температура перегрева пара (поз. 12). В подогревателях черного щелока П-регулятором прямого действия (поз. 14) и элект­ ронным ПИ-регулятором (поз. 13) стабилизируется температура подогреваемого щелока.

Кроме того, устанавливается еще целый ряд приборов для из­ мерения давления и других параметров (на рис. 99 не показаны).

Автоматизация производства полуцеллюлозы

Автоматизация процесса непрерывной варки в шнековых мно­ готрубных установках. Преимуществом непрерывной варки суль­ фатной и нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы из древесины,

271

тростника и однолетних растений в горизонтальных шнековых мно­ готрубных варочных аппаратах по сравнению с обычной периодиче­ ской варкой или непрерывной варкой в вертикальных аппаратах является небольшая продолжительность варки, составляющая от 10 до 30 мин. Недостатками этого способа являются: повышенная до 180—190° С температура варки, что приводит к небольшому ухудшению качества целлюлозы и возрастанию непровара; сниже­ ние разрывной длины и сопротивления продавливанию целлюлозы и др. Полученная полуцеллюлоза в основном в небеленом виде идет на производство картона.

К входным и выходным переменным величинам процесса варки в этих установках относятся те же величины, что и при варке в вертикальных аппаратах.

На рис. 100 приведена упрощенная функциональная схема ав­ томатизации процесса непрерывной варки полуцеллюлозы.

Качество и количество сваренной полуцеллюлозы зависят в ос­ новном от расхода щепы и реагентов на варку, продолжительности варки и давления в варочном аппарате, или, иными словами, от температуры варки. Расход щепы или сечки учитывается транспорт­ ными весами или ротационным дозатором. Уровень щепы или сечки в бункере питателя измеряется массомерным способом.

Посредством поплавковых уровнемеров с пневматической ди­ станционной передачей показаний контролируются уровни в баках для черного 1 щелока (поз. 1) и для белого 2 щелока (поз. 3).

Постоянство подачи варочного раствора из бака в варочный ап­ парат поддерживается тремя ПИ-регуляторами: один из них ста­ билизирует расход белого щелока (поз. 4), второй по положению уровня в баке 3 для варочного раствора — подачу черного щелока

дувной резервуар 4. Температура варки в варочном аппарате ста­ билизируется ПИ-регулятором (поз. 7), воздействующим на подачу греющего свежего пара в аппарат.

Давление в трубах варочного аппарата и на выходе из него контролируется манометрами (поз. 8, 9, 10, 11, 12 и 13). Кроме того, в трубах аппарата ртутными стеклянными термометрами из­ меряется температура варочного процесса.

Расходомером переменного перепада с камерной диафрагмой контролируется расход пара на варку (поз. 14). Манометрами из­ меряется давление пара перед расходомерной диафрагмой с пере­ дачей показаний на щит (поз. 15) и с установкой по месту измере­ ния (поз. 16), а также давление в верхней части выдувного резер­

272

оо

Рис. 100. Упрощенная функциональная технологическая схема автоматизации процесса непрерывной вар­ ки полуцеллюлозы

По значению мощности электропривода мешалки ПИ-регулятор (поз. 18), воздействующий на подачу разбавляющего щелока, ре­ гулирует концентрацию массы в выдувном резервуаре. Там же из­ меряется уровень массы (поз. 17).

ГЛАВА 13. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ И КАРТОНА

Автоматизация процессов производства древесной массы. Дре­ весная масса в количестве от 10 до 90% входит в состав бумаги или картона. Производство древесной массы осуществляется на древесномассных заводах, основными агрегатами которых являются дефибреры — машины с вращающимся камнем, к которому меха­ низмы различных типов прижимают древесину. Дефибреры выра­ батывают три вида древесной массы: белую, бурую и химическую; первые два вида ■— в основном из древесины хвойных пород путем истирания на камне. Химическую древесную массу получают в ос­ новном из древесины лиственных пород путем тепловой и хими­ ческой обработки баланса в котлах с последующим истиранием на дефибрерных камнях.

Одним из наиболее важных параметров технологического про­ цесса производства белой древесной массы является температура дефибрирования, т. е. температура в зоне соприкосновения камня с истираемой поверхностью древесины. Она определяет качество получаемой древесной массы, а также влияет на производитель­ ность дефибрера и количество потребляемой им энергии.

вскипает, а лигнин межклеточного вещества размягчается и ста­ новится пластичным. Вследствие сильного парообразования внутри

влияние такого фактора, как колебание влажности балансовой’дре­ весины, которое при более низкой температуре, например 58—63° С, приводит к резкому изменению качества древесной массы, а зна­ чит, и к нарушению технологического режима. Для поддержания постоянства качества древесной массы при работе на предельных температурах особенно важно сохранить температуру дефибриро­ вания в крайне узких пределах, что невыполнимо при периодиче­ ских измерениях ее ртутным стеклянным термометром, установлен­ ным в ванне дефибрера.

Отсюда следует, что наблюдение за температурными условиями в зоне соприкосновения камня с истираемой древесиной и управ­ ление ими более эффективно, нежели контроль за температурой древесной массы в ванне. Однако первое не исключает второго.

Основное влияние на температуру дефибрирования оказывает неравномерная подача баланса, что приводит к изменению на­ грузки на дефибрерный камень и сказывается на температуре

2 7 4

массы. Для устранения этого недостатка на цепных дефибрерах используется автоматическая линия загрузки баланса в верхнюю часть шахты и автоматически регулируется удельное давление дре­ весины на камень, для чего применяются регуляторы мощности раз­ ных систем.

При работе дефибрера не наблюдается резких изменений тем­ пературы массы, так как дефибрер, масса, вал, камень, равномерно нагреваемые в течение длительного промежутка времени, обладают большой тепловой емкостью, большим коэффициентом емкости и значительным самовыравниванием. Это создает благоприятные ус­ ловия для регулирования температуры дефибрирования посредст­ вом изменения количества спрысковой оборотной воды, подаваемой на камень дефибрера.

На рис. 101 приведена упрощенная функциональная схема ав­ томатического контроля и регулирования процесса изготовления древесной массы.

Автоматическое регулирование температуры дефибрирования на каждом дефибрере 1 производится пневматическим ПИ-регулято- ром, измерительным устройством которого является манометриче­ ский термометр (поз. 1) или электронный автоматический самопи­ шущий уравновешенный мост с дисковой или ленточной диаграм­ мной бумагой. Термобаллон манометрического термометра или медный термометр сопротивления устанавливается на выходе дре­ весной массы с камня на гребенке дефибрера так, чтобы рабочий конец защитной арматуры термометра или термобаллона нахо­ дился на расстоянии 50—60 мм от камня. Точка установки термо­ метра или термобаллона выбирается в каждом отдельном случае в зависимости от типа дефибрера. При этом обеспечивается на­ дежная очистка защитной трубки термометра или термобаллона движущейся древесной массой. По мере износа камня гребенка опускается, поэтому термометр сопротивления или термобаллон на­ ходится постоянно на одном и том же расстоянии от выхода дре­ весной массы из зоны дефибрирования. Регулирующий клапан с пневматическим приводом устанавливается на линии спрысковой оборотной воды (с установкой байпаса для возможности ручного регулирования во время ремонта клапана).

ПИ-регулятором удается поддерживать температуру дефибри­ рования с отклонением не более чем на 2—3°С. При этом увели­ чивается производительность дефибрера, снижается расход элект­ роэнергии на тонну вырабатываемой древесной массы, а сама масса получается более однородной, длинноволокнистой, хорошо разработанной, с высокими показателями механической прочности, пригодной для выработки бумаги на быстроходных бумагодела­ тельных машинах. Кроме того, удлиняется срок службы абразива, так как исключается колебание температуры и связанное с ним растрескивание камней.

Для контроля за температурой древесной массы в ваннах де­ фибреров используется электронный уравновешенный многозаписный мост или логометр в комплекте с медными термометрами