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

оказывает транспортное запаздывание, равное промежутку вре­ мени от момента прохождения бумажной массы через регулирую­ щий орган до момента измерения массы 1 м2 полотна перед на­ катом.

Общий расход пара на каждую бумагоделательную машину кон­ тролируется показывающим, самопишущим и интегрирующим рас­ ходомером переменного перепада (поз. 18), в комплект которого входят камерная диафрагма и сильфонный дифманометр. Анало­

рис. 103 не показан). Давление греющего пара в общем трубопро­ воде регулируется ПИ-регулятором (поз. 17).

ПИ-регуляторами с пьезометрическими трубками регулируются уровни в баке горячей воды (поз. 2), в мешалке для сухого брака (поз. 15), в мешалке под клеильным прессом и в баке для крах­ мального клея (на рис. 103 не показано). Также ПИ-регуляторами регулируется высота уровней в сборниках чистого конденсата

(поз. 6, 8 и 11).

Автоматическое регулирование температуры конденсата в баке горячей воды и после конденсатора осуществляется ПИ-регулято­ рами (поз. 3 и 4). ПИ-регуляторы концентрации устанавливаются после мешалки для сухого брака (поз. 16) и после мешалки под клеильным прессом (на рис. 103 не показаны).

Время работы бумагоделательных машин учитывается, напри­ мер, электрическими часами с приводом стрелки от синхронного микродвигателя. При нормальной раббТе машины микродвигатель находится под напряжением и приводит в движение стрелки часов. При обрывах и холостых ходах бумагоделательной машины элек­ трическое питание цепи микродвигателя разрывается замыкателем и движение стрелок прекращается.

Скорость бумагоделательных машин определяется по показа­ ниям вольтметров, отградуированных в метрах в минуту. Вольт­ метры подключаются к таходинамо постоянного тока, устанавлива­ емой на одной оси с приводным электродвигателем машины. Для учета выработки на накате и продольнорезательных станках уста­ навливаются счетчики метража бумаги. Масса бумаги учитывается весами, устанавливаемыми после наката и после продольнореза­ тельного станка. На высокоскоростных бумагоделательных маши­ нах применяются автоматические устройства для правки сеток обычно пневматического или гидравлического действия.

Автоматизация процессов изготовления картона. При выра­ ботке однослойных тонких картонов на бумагоделательных маши­ нах требования к автоматизации технологических процессов при­ мерно такие же, как и при выработке бумаги.

При выработке многослойного толстого листового или ролевого картона на специальных картоноделательных машинах требова­ ния к автоматизации технологических процессов несколько сни­ жаются и системы контроля и регулирования упрощаются-

Рассмотрим автоматизацию многоцилиндровой картонодела-

288

тельной машины для производства ролевого трехслойного картона. Машинные бассейны для аккумулирования картонной массы для нанесения среднего и наружных — верхнего и нижнего — слоев картона оснащаются уровнемерами с- сигнализацией предельных

значений уровня, а также ПИ-регуляторами концентрации.

В ваннах сеточных цилиндров ПИ-регуляторами стабилизиру­ ется уровень массы, а медными термометрами в комплекте с логометром измеряется ее температура. В сливающейся из сеточных цилиндров оборотной воде контролируется pH. В сборниках обо­ ротной воды контролируется температура и П-регуляторами пря­ мого действия поддерживается уровень воды. В сборнике отходов прессовой части машины контролируется и сигнализируется уро­ вень отходов.

Всушильной части контролируется температура поверхностей сушильных цилиндров при помощи медных поверхностных тер­ мометров сопротивления в комплекте с логометром. В гидроразбивателе П-регулятором прямого действия регулируется уровень массы. Расходомером переменного перепада измеряется расход свежей воды.

Вводоотделителях П-регуляторами поддерживается уровень воды. В теплообменнике регулируется температура посредством ПИ-регулятора. Расходомером переменного перепада измеряется расход возвратного конденсата.

Во входном паропроводе измеряются температура, давление и расход пара. ПИ-регулятором регулируется давление пара во входном паропроводе, а также в паропроводах к пилот-цилиндру,

ксукносушильным цилиндрам, а также первой группе картоносу­ шильных цилиндров. Во второй и последней, третьей, группах кар­ тоносушильных цилиндров давление пара регулируется по размеру перепада давлений соответственно в первой и во второй, во второй

итретьей группах цилиндров.

Перед накатом контролируется размер массы 1 м2 и влажность картонного полотна.

При производстве картона качество подготовки картонной массы по концентрации и композиции имеет такое же важное зна­ чение, как и при выработке бумаги, и поэтому процессы подго­ товки массы для изготовления картона автоматизируются соответ­ ствующим образом.

ГЛАВА 14. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Автоматизация канифольно-терпентинного производства

Автоматизация процесса получения живичной канифоли. На

рис. 104 приведена упрощенная функциональная схема автомати­ зации процесса переработки живицы на канифоль и скипидар.

Живица представляет собой натуральное смолистое вещество, получаемое путем подсочки растущей сосны, и состоит в основном из смолистых кислот и терпеновых углеводородов. Терпентином

называется очищенная от воды и сора живица, разбавленная ски­ пидаром. Терпентин взрыво- и огнеопасен.

Живица на переработку поступает со склада в железных или деревянных бочках. С помощью электротельфера, снабженного вибратором, бочка опрокидывается над бункером живицемялки 4, и живица сбрасывается в бункер. Одновременно в живицемялку подаются скипидар из напорного бака 3 и разбавленная ортофо­ сфорная кислота из бака 2.

Скипидар необходим для придания живице транспортабельных свойств и для повышения эффективности последующего процесса очистки живицы отстаиванием. В данном случае применяется бес­ солевой способ отстаивания живицы, и поэтому расход скипидара составляет 25—30% от расхода живицы. В напорный бак 3 ски­ пидар поступает из бака 26 оборотного скипидара. Ортофосфорная кислота необходима для осветления живицы, т. е. химического освобождения ее от сложных соединений смоляных кислот с желе­ зом, отчего живица темнеет и ухудшаются качественные показа­ тели по цвету получаемой канифоли.

Перемешанная до однородного состояния живица перекачива­ ется в непрерывно действующий плавильник 5, представляющий собой теплообменник типа «труба в трубе». В паровую рубашку плавильника вводится глухой греющий пар, а внутрь плавильника через кольцевой барботер — острый пар. С целью растворения кри­ сталлов смоляных кислот в скипидаре и придания текучести жи­ вица нагревается в плавильнике до температуры 95—100° С.

Из плавильника эмульсия расплавленной живицы перекачива­ ется в один из поочередно работающих друк-фильтров 22 (на схеме показан один из них). В друк-фңльтре задерживается круп­ ный сор. Эмульсия, содержащая песок и другие мелкие по раз­ меру механические примеси, затем передавливается давлением острого пара в напорный бак 24. Оставшийся в друк-фильтре крупный древесный сор подвергается экстракции скипидаром для извлечения из него смолистых веществ. Скипидар с температурой 90—100°С подается через нагреватель 27. Экстракция произво­ дится при обогреве друк-фильтра глухим паром. Пары легколету­ чей фракции скипидара переходят в холодильник 23, где конден­ сируются. Конденсат поступает во флорентину 25, откуда скипидар сливается в бак 26 оборотного скипидара, а вода — в сборник обо­ ротной воды-

Из напорного бака 24 эмульсия направляется в отстойник 6, где производится отстаивание ее от песка, воды, солей железа, мелких механических примесей. Из верхней части последней сек­ ции отстойника в бак 28 непрерывно сливается отстоявшийся ра­ створ канифоли в скипидаре (терпентин), который из бака 28 пе­ рекачивается насосом в подогреватель 7. Подогретый до 160— 170° С терпентин поступает в верхнюю часть канифолеуваривательной колонны 8. Основная часть скипидара улетучивается из тер­ пентина сразу после поступления его в колонну. Остатки скипи­ дара отгоняются острым паром, подаваемым через барботер

в нижнюю часть колонны. Для обеспечения в колонне температуры 160—170° С на каждой из тарелок, кроме верхней, помещены зме­ евики для обогревания терпентина глухим паром.

Пары скипидара, выходящие из верхней части канифолеуваривательной колонны, попадают в дефлегматор 11, где происходит разделение скипидара на тяжелую и легкую фракции. Тяжелая фракция конденсируется в холодильнике 21, после чего конденсат отстаивается во флорентине 20, откуда скипидар сливается в бак оборотного скипидара 19, а вода — в бак оборотной воды.

Пары воды и легкой фракции скипидара конденсируются в хо­ лодильниках 12 и 13, а получаемый конденсат отстаивается во

тину 16. Из флорентины 16 скипидар через соляно-ватный фильтр 17 поступает в бак товарного скипидара 18, откуда перекачивается на склад или в бак 3.

Уваренная расплавленная канифоль из нижней части канифолеуваривательной колонны 8 через буферный бак 9 поступает на канифолеразливочный барабан 10 и разливается в бочки. Кани­ фолеразливочный барабан 10 имеет водяную рубашку для охлаж­ дения канифоли. Конденсат водяного пара возвращается в ко­ тельную.

Вода после холодильников представляет собой условно чистые промышленные стоки, используемые для разбавления 'ортофосфор­ ной кислоты в смесителе 1. Флорентинные воды представляют собой условно грязные промышленные стоки, которые направля­ ются в очистные сооружения и после очистки сбрасываются в во­ доемы.

Для регулирования расхода скипидара в живицемялку приме­ няется ПИ-регулятор (поз. 1), действующий на основе измерения электрической мощности, потребляемой электроприводом живице­ мялки или потребляемого тока, исполнительное устройство кото­ рого устанавливается на линии подачи скипидара в живицемялку. Чем гуще живица, тем больше нагрузка на валу электропривода и тем больше должен быть расход скипидара. Из-за значительной емкости и инерционности живицемялки как объекта регулирования систему регулирования расхода скипидара следует настраивать очень тщательно, с возможным переводом на ПИД-регулирование или на импульсное регулирование.

В баках 2 и 3 П-регуляторами поддерживается высота уров­ ней кислоты (поз. 2) и скипидара (поз. 3). Высота уровня в сме­ сителе 1 поддерживается П-регулятором, воздействующим на по­ дачу горячей воды (на схеме не показано).

ПИ-регулятор стабилизирует температуру расплавленной жи­ вицы на выходе из плавильника 5 (поз. 4). Исполнительное уст­ ройство регулятора в виде регулирующего клапана с пневматиче­ ским мембранно-пружинным приводом и позиционером устанавли­ вается на трубопроводе подачи греющего пара в паровую рубашку плавильника.

292

Расходы глухого и острого греющего пара, затрачиваемые на подогрев расплавленной живицы, измеряются расходомерами пере­ менного перепада (на схеме не показано).

В отстойнике 6 посредством ПИ-регулятора стабилизируется высота уровня (поз. 5). Исполнительное устройство регулятора встраивается в трубопровод подачи в отстойник расплавленной живицы. Система регулирования уровня в отстойнике требует тща­ тельной настройки, причем не исключается введение воздействия по первой производной (ПИД-регулирование), так как в системе имеется значительное переменное по размеру запаздывание, зави­ сящее от степени загрязнения мелким сором ситчатых перегородок декантатора. Это еще более затрудняет настройку и работу регу­ лятора уровня. Нестабильность действия регулятора приводит к ча­ стым переходным процессам в системе регулирования и, как след­ ствие, к увеличению содержания воды в живице, подаваемой в ко­ лонну. Это вызывает снижение температуры в колонне и дополни­ тельный расход тепла. Кроме того, с возрастанием поступления воды увеличивается поступление содержащихся в воде солей раз­ личных кислот, что приводит к следующим нежелательным явле­ ниям: вследствие оседания солей на тарелках возрастает сопрртивление движению паров скипидара в колонне и увеличивается унос канифоли с парами скипидара; вследствие оседания солей на змеевиках ухудшается теплопередача; вследствие попадания солей в канифоль снижается ее электрическое сопротивление и она не может быть использована, например, в кабельной.промыш­ ленности.

Необходимо также контролировать температуру в отстойнике, которая должна находиться в пределах 93—98° С (на схеме не по­ казано). При этих температурах создаются наиболее благоприят­ ные условия для отстаивания — снижается вязкость раствора и возрастает скорость осаждения сора и отделения воды от живицы со скипидаром. Резкие изменения температуры поступающего в от­ стойник раствора вызывают конвективное перемешивание, в ре­ зультате чего возрастает время отстаивания и снижается качество отстоя (не полностью отделяется влага от раствора).

Температура в друк-фильтре манометрическим показывающим термометром контролируется (на схеме не показано). Температура освобожденной от сора и других механических примесей живицы (терпентина), подаваемой в канифолеуваривательную колонну 8, стабилизируется ПИ-регулятором (поз. 6), исполнительное устрой­ ство которого устанавливается на линии подачи греющего пара в подогреватель 7. При понижении температуры ниже 160° С ухуд­ шается выделение скипидара из канифоли, в результате чего па­

изомерные и другие превращения терпенов и смоляных кислот, входящих в состав живицы, что отражается в дальнейшем на качество получаемых продуктов. Кроме того, поддержание

293