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

бумагоделательных машинах напорные ящики являются закры­ тыми, и равномерный напуск массы на сетку машины с неизменной скоростью обеспечивается регулированием давления в воздушном пространстве и уровня массы в ящике, а также регулированием пе­ репада давлений между входом и выходом массы из конического коллектора. Регулирование уровня производится ПИ-регулятором (поз. 3), регулирующий орган которого устанавливается на массопроводе перед коническим коллектором. Наиболее доброкачествен­ ное регулирование уровня осуществляется тогда, когда регулирую­ щий орган поставлен на байпасе главного массного вентиля или задвижки. В этом случае предварительно посредством дистанцион­ ного управления оба регулирующих органа — главный и на бай­ пасе— соответственно заданному уровню и расходу массы устанав­ ливаются примерно в средние положения. Это необходимо для до­ статочного перемещения регулирующего органа на байпасе как в сторону открытия, так и в сторону закрытия. На регулятор уровня подается корректирующий сигнал по давлению в воздуш­ ном пространстве напорного ящика.

Давление в воздушном пространстве напорного ящика (так на­ зываемая водушная подушка) регулируется ПИ-регулятором (поз. 2), воздействующим на регулирующие клапаны с мембран­ ным приводом. Регулирующие клапаны включаются таким обра­ зом, что при работе под давлением насос присоединяется к напор­ ному ящику нагнетательной стороной и воздух засасывается из ма­ шинного зала. При работе ящика под разрежением насос к ящику присоединяется всасывающей стороной и воздух выбрасывается в машинный зал. Напорный ящик на работу под давлением или разрежением переводится посредством дистанционного управления.

Перепад давления на коническом коллекторе поддерживается ПП-регулятором (поз. 6), регулирующий орган которого установ­ лен на линии сброса излишка массы из колектора в сборник ре­ гистровой воды.

Изменение и регулирование уровня в бассейнах и баках по­ средством ПИ-регуляторов осуществляется по всему потоку пьезо­ метрическими измерителями с пневматическими регулирующими устройствами. Такими комплектами измеряются и регулируются уровни в сборнике 2 отходов (поз. 4), в сборнике осветленной воды (поз. 9), в сборнике 4 регистровой воды (поз. 10), в сборнике 5 сосунной воды (поз. 11), уровни сгущенных отходов (поз. 14) и воды (поз. 16).

Увеличение разрежения в отсасывающих ящиках сверх нормы приводит к неравномерной гладкости лицевой и сеточной сторон бумаги. Как в отсасывающих ящиках, так и в прессовой части контроль разрежения имеет также и экономическое значение, по­ тому что самым дешевым способом удаления воды из бумажного полотна является его обезвоживание в мокрой части бумагоде­

283-

обезвоживание полотна в сушильной части, что позволит снизить себестоимость продукции.

Автоматическое регулирование разрежения в отсасывающих ящиках осуществляется ПИ-регуляторами (поз. 12 и 13). Контроль разрежения на гауч-вале и на отсасывающих валах прессов про­ изводится вакуумметрами (поз. 17, 18, 19, 20 и 21).

Кроме теплоэнергетических контрольно-измерительных приборов и автоматических регуляторов технологических процессов, на бу­ мажной фабрике большое значение имеют приборы учета работы бумагоделательных машин. С этой целью контролируются следую­ щие показатели: время работы бумагоделательных машин, обрывы бумажного полотна (поз. 15), скорость и производительность машин.

На рис. 103 приведена упрощенная функциональная схема ав­ томатического контроля и регулирования процесса обезвоживания и уплотнения бумажного полотна в сушильной части бумагодела­ тельной машины. От режима сушки зависят механическая проч­ ность, гладкость, плотность, впитывающая способность, воздухо­ проницаемость, прозрачность, усадка, влагопрочность, степень проклейки и окраска бумаги.

На скорость сушки влияют температура поверхности сушиль­ ных цилиндров, интенсивность вентиляции сушильной части, степень контакта бумажного полотна с поверхностью цилиндра, способ удаления конденсата и воздуха из сушильных цилиндров, свой­ ства вырабатываемой бумаги (толщина, степень помола бумаж­ ной массы, композиция). Имеют большое значение температура греющего пара, скорость машины и коэффициенты теплопередачи от пара к бумажному полотну, зависящие от чистоты стенок ци­ линдров снаружи и внутри, от наличия воздуха и конденсата в ци­ линдре, от степени натяжения и влажности сушильных сукон, от начальной и конечной влажности бумаги и др. Кроме того, сказываются конструктивные особенности бумагоделательной ма­ шины.

Цель автоматического регулирования процесса сушки — довести влажность бумажного полотна до нормативного размера и создать условия для равномерной влажности не только по длине, но и по ширине полотна. Бумажное полотно, имеющее оптимальную и рав­ номерную влажность, обладает эластичностью и мягкостью. При каландрировании оно хорошо уплотняется и сглаживается, при­ обретает лоск и прозрачность, его толщина выравнивается и умень­ шается, плотность увеличивается, т. е. бумага хорошо поддается отделке.

Увеличение или уменьшение влажности полотна по сравнению с оптимальным значением приводит к ухудшению качества бумаги или к ее браку. Пересушенное бумажное полотно утрачивает эластичность и мягкость, плохо уплотняется и сглаживается при каландрировании. Недосушенное полотно, будучи чрезмерно мяг­ ким, раздавливается при каландрировании, темнеет и приобретает пятнистость от пергаментированных пятен.

284

пар

Рис. 103. Упрощенная функциональная технологическая схема автоматического контроля и регулиро­ вания процесса обезвоживания и уплотнения бумажного полотна в сушильной части бумагоделатель­ ной машины:

1 — бак горячей воды; 2 — сборник конденсата; 3 — мешалка для сухого брака

Излишне влажное бумажное полотно легко рвется, в результате чего учащаются простои бумагоделательных машин и уменьшается выпуск готовой бумаги. Пересушка полотна вызывает перерасход пара и волокнистых материалов, отчего возрастает себестоимость бумаги и сокращается ее выпуск.

Для контроля за работой прессов целесообразно измерять влаж­ ность бумажного полотна при выходе его из прессовой части, т. е. перед поступлением в сушильную часть, что обеспечивает мини­ мально возможную влажность полотна перед сушкой с целью уменьшения расхода пара на сушку и увеличения срока службы сукон. Однако имеющиеся средства автоматического контроля влажности бумажного полотна по тем или иным причинам не удов­ летворяют производственным требованиям, и влажность полотна после прессовой части не измеряется.

Автоматическое регулирование влажности бумажного полотна выполняется различными способами. В одних случаях используют зависимость температуры насыщенного пара от его давления. При этом, чтобы добиться желательной температуры сушильных ци­ линдров, пар в питающем коллекторе держат все время под опре­ деленным, заранее заданным давлением. Если, например, в сушиль­ ные цилиндры поступает отработавший пар, то его давление под­ держивают на заданном значении путем дросселирования части поступающего отработавшего пара в бак 1 для горячей воды, а также впуском добавочного острого пара при снижении давления в коллекторе. Такое регулирование, однако, полностью не решает поставленную задачу, так как влажность бумажного полотна перед сушильными цилиндрами колеблется в очень широких пределах, и поэтому возникает необходимость еще и в ручном регулировании. Кроме того, только при работе на насыщенном паре имеется стро­ гая зависимость между температурой и давлением. При использо­ вании перегретого пара температура цилиндров не будет соответст­ вовать давлению пара.

Другой способ регулирования влажности бумаги заключается в регулировании температуры сушильных цилиндров путем ее измерения малоинерционными поверхностными термометрами со­ противления, термопарами или термисторами в комплекте с пере­ ключателем и с регулирующим прибором. Регулирование осуще­ ствляется по величине лишь одной из многих конструируемых температур и является малоэффективным, так как при этом значи­ тельное влияние оказывают свойства объекта регулирования (коэф­ фициент емкости, самовыравнивание, запаздывание, коэффициент усиления).

Третий способ регулирования влажности полотна по темпера­ туре сушильных цилиндров основан на регулировании расхода пара на сушку. В этом случае на трубопроводе перед коллектором устанавливается ПИ-регулятор расхода и ПИ-регулятор давления. Для измерения температуры цилиндров служат малоинерционные поверхностные термометры сопротивления, по показаниям которых налаживается работа вышеуказанных регуляторов.

2 8 6

Во всех трех случаях очень важным является обеспечение по­ стоянства давления греющего пара.

Необходимо отметить, что регулирование влажности бумаж­ ного полотна только по температуре сушильных цилиндров без измерения влажности полотна редко достигает цели, так как влаж­ ность полотна зависит не только от температуры сушки и может быть различной при одной и той же температуре сушки. Однако правильное распределение температур по ходу движения полотна и контроль за величиной этих температур является необходимым условием соблюдения режима сушки. Так, бумага плотной струк­ туры, вырабатываемая из массы жирного помола, должна су­ шиться при более низкой температуре, чем бумага, полученная из массы садкого помола, иначе может произойти коробление бумаги, а также увеличение пухлости, пористости и впитывающей способ­ ности.

Наиболее целесообразным является регулирование процесса сушки бумаги на основе измерения влажности бумажного полотна перед накатом. Регулирование осуществляется либо изменением подачи пара в последнюю перед накатом группу цилиндров при условии обеспечения постоянной температуры и давления пара в общем трубопроводе, либо изменением подачи пара во все группы цилиндров одновременно. В последнем случае необходима обратная связь по температуре или давлению пара в общем трубо­ проводе.

В схеме, приведенной на рис. 103, ПИ-регуляторами произво­

10), причем работа регулятора давления пара в последней по ходу полотна группе сушильных цилиндров корректируется по влаж­ ности полотна, измеряемой перед накатом (поз. 14).

В комплектах каждого из регуляторов давления предусмотрена блокировка на случай обрыва потока. Блокирующие устройства рключены в электрические цепи фотоэлектрических сигнализаторов обрывов (поз. / и 12 на рис. 102 и поз. 10 на рис. 103) и отключают пар от сушильных цилиндров при обрыве бумажного полотна.

В комплексе с регулированием влажности производится автома­ тическое регулирование массы 1 м2 бумаги, поскольку она зависит от влажности. Чаще всего измерение массы 1 м2 бумажного по­ лотна производят в конце сушильной части после холодильного цилиндра, т. е. там же, где измеряют влажность полотна. Иногда для контроля за работой мокрой части машины — за регулярным поступлением бумажной массы, правильным обезвоживанием на се­ точной и в прессовой частях и т. п. — измеритель массы 1 м2 уста­ навливают также перед сушильной частью.

Автоматическое регулирование размера массы 1 м2 бумажного полотна осуществляется ПИ-регулятором (поз. 13), регулирующий орган которого устанавливается на массопроводе к смесительному насосу (на рис. 103 связь с регулирующим органом не показана). При этом на работу регулятора значительное отрицательное влияние

287