一種節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，利用集散型控制系統(tǒng)DCS對上述的過程控制采用序列聯(lián)鎖控制相互緊密相接，序列控制中使用的所有閥門鎖定設(shè)置為常閉狀態(tài)，在集散型控制系統(tǒng)DCS上設(shè)置好每個序列控制的執(zhí)行時間，系統(tǒng)運行時，每個序列的閥門按照設(shè)定好的時間依次開啟，從而實現(xiàn)裝鍋序列控制、冷黑液填充序列控制、溫黑液填充及回流序列控制、熱黑液填充及回流序列控制、升溫及蒸煮序列控制、置換液回流序列控制、卸料放鍋序列控制。本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，能有效提高節(jié)能蒸煮的可控性和可靠性，提高經(jīng)濟效益，減少誤操作，降低事故率。
【專利說明】一種節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及造紙工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種采用高精度的自動化檢測儀表，利用集散型控制系統(tǒng)(DCS)對生產(chǎn)過程參數(shù)進行連續(xù)的動態(tài)監(jiān)控的節(jié)能造紙制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]造紙工業(yè)是與國民經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)的重要傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，據(jù)20世紀90年代中期的統(tǒng)計，世界造紙工業(yè)的生產(chǎn)總值約占整個工業(yè)總產(chǎn)值的2.5%，紙產(chǎn)品的貿(mào)易量約占世界總貿(mào)易量2%。紙及紙板作為信息交流的重要載體和工業(yè)產(chǎn)品流通過程中最主要的包裝材料以及現(xiàn)代生活中人們不可缺少的日常衛(wèi)生消費品，決定了它在一個國家的政治、經(jīng)濟和文化等領(lǐng)域的重要地位，也使造紙工業(yè)保持與國民經(jīng)濟同步穩(wěn)定增長成為一種客觀必然的需要。1960年世界紙及紙板總產(chǎn)量為7436萬噸，中國僅為180萬噸。2000年世界紙和紙板總產(chǎn)量上升到32329.5萬噸，中國則上升到3090萬噸，40年間分別增長了 4.35倍和11.77倍，這大體上與世界及我國經(jīng)濟增長的速度是相適應(yīng)的。
[0003]根據(jù)公布的一項國際調(diào)查資料，1990年世界造紙工業(yè)擁用固定資產(chǎn)總值約4000億美元，年生產(chǎn)總值約2600億美元，即每100美元年產(chǎn)值約需154美元的固定資產(chǎn)。根據(jù)國內(nèi)1978年的調(diào)查資料，以中國工業(yè)行業(yè)每百元年產(chǎn)值占有的固定資產(chǎn)計，造紙工業(yè)為98元，化學工業(yè)為80元，石油工業(yè)為82元，食品工業(yè)為29元，紡織工業(yè)為34元，以上數(shù)據(jù)說明現(xiàn)代造紙工業(yè)與化學工業(yè)、冶金及石化等重工業(yè)同屬于資金密集型的產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展需要巨額資金的投入。
[0004]現(xiàn)代造紙工業(yè)基本上實現(xiàn)了高度的機械連續(xù)化生產(chǎn)，實行24小時不問斷的連續(xù)流水作業(yè)，同時使用了多種纖維及化工原料，消耗大量熱能、電能及水，其整個生產(chǎn)過程的監(jiān)控與組織協(xié)調(diào)及質(zhì)量控制、污染防治、設(shè)備維護都要求水平很高的技術(shù)裝備與人才，因而它也是技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)。
[0005]從較近的歷史情況看，制漿造紙工業(yè)企業(yè)曾經(jīng)多數(shù)是能源消費大戶，以工業(yè)最發(fā)達的美國為例，其造紙工業(yè)企業(yè)曾是其制造業(yè)的第二能耗大戶，其能耗約占美國制造業(yè)總能耗的12%，美國總能耗的3%。造紙工業(yè)企業(yè)也曾是耗水的大戶，1959年美國硫酸鹽法制漿廠每噸漿用水量達240噸。目前我國多數(shù)造紙企業(yè)平均每噸漿紙產(chǎn)品的水耗約為300噸，比20世紀50年代的美國造紙企業(yè)都要高。造紙工業(yè)也是植物纖維原料(世界上主要為木材，約占所有植物纖維原料的90%以上)的消費大戶，生產(chǎn)每噸化學紙漿(占紙漿生產(chǎn)量的70%左右)，約需消耗2.4噸的干植物原料及0.6噸堿、氯等化學品，即投入3噸原物料僅得到I噸產(chǎn)品，其余兩噸原材料若不進行綜合利用和治理而直接排向環(huán)境，則必然大量浪費資源并造成嚴重污染(我國有大量小制漿造紙廠，就是對造紙副產(chǎn)品未能妥善處理而嚴重污染了環(huán)境并大量浪費了自然資源，因此正逐步遭到淘汰或被關(guān)停)。
[0006]人類社會的發(fā)展進步對造紙工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和品種都不斷提出了新的要求。在開放的世界市場上，紙及紙板和其它商品一樣，都面臨著激烈的市場競爭，如何保持穩(wěn)定優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量與高效率，并做到低成本的產(chǎn)出，都促使各造紙企業(yè)不斷地開發(fā)與運用新技術(shù)。近年來，計算機、微電子信息技術(shù)、生物工程技術(shù)、新材料技術(shù)，以及各種先進的在線測控與檢測技術(shù)的發(fā)明應(yīng)用，為造紙這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新和現(xiàn)代化提供了良好的客觀條件。
[0007]造紙原料的基本成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，可以用于造紙的主要是纖維素。蒸煮過程的目的是使木質(zhì)素在一定溫度和壓力下與堿發(fā)生反應(yīng)而變成溶液，使纖維束分離成纖維而變成漿。影響蒸煮質(zhì)量的因素主要有工藝條件和人為因素兩個方面。就堿法蒸煮工藝條件而言，主要是用堿量、液比、硫化度、蒸煮最高溫度和升溫、保溫時間等；就人為因素而言，主要與操作工的熟練程度和主觀責任心等因素有關(guān)。
[0008]傳統(tǒng)的蒸煮過程是依靠人工控制升壓曲線。人工操作由于受操作工人熟練程度和責任心等因素影響，往往使實際的升壓曲線與工藝要求相差很大，造成用汽量增大，得漿率降低，嚴重時還造成總管汽壓下降，影響造紙設(shè)備穩(wěn)定運行。同時受操作工個人素質(zhì)的影響，使得不同熟練程度的操作工人蒸煮質(zhì)量不相同，即便是同一個操作工人在不同班次仍舊不能保證穩(wěn)定的蒸煮質(zhì)量，給質(zhì)量監(jiān)督帶來很大難度。蒸煮質(zhì)量不高，不僅造成不必要的浪費，而且如果紙漿夾生將直接影響洗、篩、漂等工序。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對一種節(jié)能蒸煮生產(chǎn)過程控制的復雜性，利用集散型控制系統(tǒng)(DCS)對生產(chǎn)過程參數(shù)進行連續(xù)的動態(tài)監(jiān)控，采用高精度的自動化檢測儀表，為節(jié)能蒸煮操作提供一種節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，有效提高節(jié)能蒸煮的可控性和可靠性，提高經(jīng)濟效益，減少誤操作，降低事故率。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，包括運行初始化、裝鍋、冷黑液填充、溫黑液填充及回流、熱黑液填充及回流、升溫及蒸煮、置換液回流和卸料放鍋的工藝控制過程，其特征在于:利用集散型控制系統(tǒng)DCS對上述的過程控制采用序列聯(lián)鎖控制相互緊密相接，序列控制中使用的所有閥門鎖定設(shè)置為常閉狀態(tài)，在集散型控制系統(tǒng)DCS上設(shè)置好每個序列控制的執(zhí)行時間，系統(tǒng)運行時，每個序列的閥門按照設(shè)定好的時間依次開啟，從而實現(xiàn)裝鍋序列控制、冷黑液填充序列控制、溫黑液填充及回流序列控制、熱黑液填充及回流序列控制、升溫及蒸煮序列控制、置換液回流序列控制、卸料放鍋序列控制；
每進入一個序列，集散型控制系統(tǒng)DCS都會檢測所有可用聯(lián)鎖的條件、閥門的運行模式和該序列中使用設(shè)備的狀態(tài)，若條件不滿足設(shè)定值，集散型控制系統(tǒng)DCS就發(fā)出告警信息，操作員根據(jù)告警的原因作出模式修正才能使序列繼續(xù)運行。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述的裝鍋序列控制的控制手段為，當抽氣風機運行，蒸煮鍋抽氣閥門HV4開到位，上傳開到位的限位開關(guān)信號給集散型控制系統(tǒng)DCS后，蒸煮鍋鍋蓋閥HV6打開，立式蒸煮鍋步驟進入備用狀態(tài)，立式蒸煮鍋的主序列和子序列復位，以及立式蒸煮鍋智能計數(shù)器復位，蒸煮鍋重量記錄儀WI5轉(zhuǎn)為皮重；當輸送機零速度開關(guān)SSl證實輸送帶正常運行、蒸煮鍋木片料斗料位開關(guān)LS2沒有檢測到木片堵塞時，木片開始向蒸煮鍋輸送，裝鍋蒸汽閥PIC3激活控制壓力在設(shè)定值，進行蒸汽裝鍋；當胃15的重量達到設(shè)定值時，停止裝鍋進入下個序列控制。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述的冷黑液填充序列控制的控制手段為，當冷黑液槽液位LI7的液位大于低報警值，冷黑液泵啟動，整個冷黑液流量通過控制閥FIC18控制，蒸煮鍋進液閥HV9打開，冷黑液逆流反沖洗篦板，循環(huán)泵處于停止狀態(tài)，上下循環(huán)閥HV10、HVll處于關(guān)閉狀態(tài)，中部循環(huán)閥HV12打開，逆流反沖洗液通過中部篦板流進蒸煮鍋，反沖洗篦板完成后，循環(huán)泵運行，下循環(huán)閥HVll處于打開狀態(tài)，冷黑液逆流而上，從而使木片得到很好的預(yù)浸漬，當蒸煮鍋重量記錄儀WI5的重量達到設(shè)定值時，停止冷黑液填充進入下個序列控制。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述的溫黑液填充及回流序列控制的控制手段為，當溫黑液槽液位LI 13的液位大于低報警值，溫黑液泵啟動，整個溫黑液流量通過控制閥FIC19控制，蒸煮鍋進液閥HV17打開，啟動循環(huán)泵運行，上下循環(huán)閥HV10、HVll處于打開狀態(tài)，溫黑液的不斷填充，回流液通過中部管線回流，最先從蒸煮鍋出來的回流液通過壓力控制閥PIC18回流到冷黑液收集槽；一定量的溫黑液進入到蒸煮鍋后，當溫充回流液溫度測量回路TI20溫度高于某個設(shè)定值時，壓力控制閥PIC21打開，壓力控制閥PIC18關(guān)閉，溫沖回流液從冷黑液槽切換到溫黑液槽；溫黑液剛流入蒸煮鍋時，蒸煮鍋處于常壓狀態(tài)，排氣閥HV22打開，隨著溫黑液充裝，鍋內(nèi)的壓力不斷提高，當壓力測量PI9達到設(shè)定值時，排氣閥HV22關(guān)閉，PICll進行排氣壓力調(diào)節(jié)，排氣回路設(shè)定值必須比溫黑液槽壓力高；在整個溫黑液填充階段，白液添加是連續(xù)的，白液流量通過FIC16進行控制。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述的熱黑液填充及回流序列控制的控制手段為，通過打開立式蒸煮鍋的除氣閥門PICll調(diào)節(jié)蒸煮鍋的壓力，當熱黑液槽液位LI14的液位大于低報警值時，熱黑液泵啟動，檢查活性堿濃度AI3并添加一定量的白液，通過流量控制回路FIC9被給定，整個熱黑液流量通過熱黑液泵后的控制閥FIC4控制，熱黑液在熱交換器中通過使用中壓蒸汽加熱，起初熱黑液通過熱交換器循環(huán)閥HV23送回熱黑液槽，當TIll達到設(shè)定值時關(guān)閉循環(huán)閥，熱液填充完成；蒸煮鍋進液閥HV24處于開到位狀態(tài)，開啟循環(huán)泵，熱黑液由上、下循環(huán)閥HV10、HVll進入蒸煮鍋，熱黑液的不斷填充，回流液通過中部管線回流，最先從蒸煮鍋出來的回流液通過壓力控制閥PIC25回流到溫黑液收集槽，一定量的熱黑液進入到蒸煮鍋后，當熱充回流液溫度測量回路TI 14溫度高于設(shè)定值時，壓力控制閥PIC26打開，壓力控制閥PIC25關(guān)閉，熱充回流液從溫黑液槽切換到熱黑液槽，或溫黑液槽的液位超過高報警值時，回流液通過壓力控制閥PIC26切換到熱黑液槽。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述的升溫及蒸煮序列控制的控制手段為，通過打開立式蒸煮鍋的除氣閥門PICll調(diào)節(jié)蒸煮鍋的壓力，啟動循環(huán)泵，打開上中下循環(huán)閥HV10、HV11、HV12到給定位置，升溫時使用中壓蒸汽，當蒸煮液溫度比目標值高時停止加熱，關(guān)閉蒸汽閥門HV1，在升溫、蒸煮過程中，蒸煮液在鍋內(nèi)溫度應(yīng)均勻，蒸煮鍋上部液體溫度TI2、蒸煮鍋下部液體溫度TI4之間溫差不超過給定值，當H因子滿足目標值時，即完成升溫、蒸煮程序。
[0016]作為優(yōu)選方案，所述的置換液回流序列控制的控制手段為，當濾液槽液位LI15高于低報警值后，啟動濾液泵，進入蒸煮鍋的濾液流量調(diào)節(jié)通過FIC14控制，關(guān)閉立式蒸煮鍋的除氣閥門PIC11，激活壓力控制閥PIC19控制蒸煮鍋壓力，在置換期間，蒸煮鍋循環(huán)泵運行，置換液由HV30控制并且流量通過循環(huán)閥HV10、HVll被分成上部和下部，從蒸煮鍋出來的回流液溫度最高的部分置換液通過壓力控制閥PIC25回流到熱黑液收集槽，當置換液進入蒸煮鍋達到某一值后，回流液的溫度TI24下降到設(shè)定值或熱黑液槽的液位超過高報警值時，閥門PIC23的打開，PIC25關(guān)閉，發(fā)生切換，回流液從熱黑液槽切換到溫黑液槽。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述的卸料放鍋序列控制的控制手段為，當濾液槽液位LI 15高于低報警值后，啟動濾液泵、循環(huán)泵，蒸煮鍋進液閥HV32處于開到位狀態(tài)，上下部噴嘴稀釋閥HV34、HV35調(diào)節(jié)到合適開度，稀釋液從濾液槽移送到蒸煮鍋，當漿料稀釋到一定程度后，放鍋閥HV37打開，放鍋泵啟動，漿料進入噴放鍋；蒸煮鍋重量記錄儀WI5低于設(shè)定值時，卸料放鍋完成。
[0018]作為優(yōu)選方案，每個序列控制有一個時間計數(shù)器，每個序列步驟執(zhí)行均設(shè)有最大、最小時間的警告信息，當序列控制沒有按要求的時間執(zhí)行或結(jié)束時間過快，都會發(fā)出警告信息。
[0019]本發(fā)明的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步是：
I.采用DCS對現(xiàn)場儀表的檢測信息進行處理，它具有系統(tǒng)構(gòu)成靈活、操作管理便捷、控制工程豐富、信息資源共享等優(yōu)點。
[0020]2. DCS有完善的操作指導和事故分析手段，能實現(xiàn)超前預(yù)測，對故障的發(fā)生注重于預(yù)防，當運行工況出現(xiàn)異常時，及時提供相關(guān)參數(shù)、趨勢、圖表等，有助于設(shè)備的日常管理和事故分析。
[0021]3.每進入一個序列的第一步，DCS都會檢測所有可用聯(lián)鎖的條件、閥門的運行模式和該序列中使用設(shè)備的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)任何這些條件不滿足，DCS就發(fā)出告警信息。例如當序列需要某閥門為關(guān)閉狀態(tài)而實際它是開著的，操作員必須確定步驟告警的原因并作必要的模式修正而使序列繼續(xù)。
[0022]4.每個序列控制有一個時間計數(shù)器，每個序列步驟執(zhí)行均設(shè)有最大、最小時間的警告信息。如果序列控制沒有按要求的時間執(zhí)行或結(jié)束時間過快，都會發(fā)出警告信息。
[0023]5.降低了操作工的勞動強度及操作的復雜度，有效的提高其勞動效率。同時有利于廣量、品質(zhì)的穩(wěn)定。
[0024]6.本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)設(shè)計先進，操作簡單方便，大大降低蒸汽消耗量，減少了后續(xù)漂白化學藥品消耗，同時還能提高產(chǎn)量、提高和穩(wěn)定紙漿質(zhì)量。更節(jié)能、更環(huán)保，符合國家目前的節(jié)能減排、節(jié)能降耗的戰(zhàn)略方針。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖I是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的流程圖；
圖2是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的裝鍋序列控制示意圖；
圖3是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的冷黑液填充序列控制示意圖；圖4是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的溫黑液填充及回流序列控制示意圖；
圖5是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的熱黑液填充及回流序列控制示意圖；
圖6是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的升溫及蒸煮序列控制示意圖；圖7是本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的置換液回流序列控制示意圖；圖8是本發(fā)明節(jié)能的制楽■蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的卸料放鍋序列控制不意圖。

【具體實施方式】
[0026]節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的流程圖如圖I所示。
[0027](I)運行初始化順序控制處于自動狀態(tài)，裝鍋前的準備
(2)裝鍋序列控制
如圖2所示，抽氣風機運行，蒸煮鍋抽氣閥門HV4開到位，上傳開到位的限位開關(guān)信號給控制系統(tǒng)后，蒸煮鍋鍋蓋閥HV6打開，立式蒸煮鍋步驟進入備用狀態(tài)，立式蒸煮鍋的主序列和子序列復位，以及立式蒸煮鍋智能計數(shù)器復位，蒸煮鍋重量記錄儀WI5轉(zhuǎn)為皮重。與此同時，當輸送機零速度開關(guān)SSl證實輸送帶正常運行、蒸煮鍋木片料斗料位開關(guān)LS2沒有檢測到木片堵塞時，木片開始向蒸煮鍋輸送，裝鍋蒸汽閥PIC3激活控制壓力在設(shè)定值，進行蒸汽裝鍋。當WI5的重量達到設(shè)定值時，停止裝鍋。
[0028]如果裝鍋達到最長時間時，仍未達到設(shè)定值，控制系統(tǒng)告警并等待操作員檢查立式蒸煮鍋是否充滿料片，操作員可手動繼續(xù)料片裝鍋，或接受低重量裝鍋即允許立式蒸煮鍋進入下一程序操作。
[0029](3)冷黑液填充序列控制
如圖3所示。冷黑液槽液位LI7的液位大于低報警值，冷黑液泵啟動，整個冷黑液流量通過控制閥FIC18控制，蒸煮鍋進液閥HV9打開。首先冷黑液逆流反沖洗篦板，循環(huán)泵處于停止狀態(tài)，上下循環(huán)閥HV10、HV11處于關(guān)閉狀態(tài)，中部循環(huán)閥HV12打開，逆流反沖洗液通過中部篦板流進蒸煮鍋。反沖洗篦板完成后，循環(huán)泵運行，下循環(huán)閥HVll處于打開狀態(tài)，冷黑液逆流而上，從而使木片得到很好的預(yù)浸漬，當蒸煮鍋重量記錄儀WI5的重量達到設(shè)定值時，停止冷黑液填充。
[0030](4)溫黑液填充及回流序列控制
如圖4所示，在整個溫黑液填充階段，白液添加是連續(xù)的，白液流量通過FIC16進行控制。白液的設(shè)定值是基于對溫黑液槽出口黑液殘堿度Al 15的計算來確定的。
[0031]當溫黑液槽液位LI13的液位大于低報警值，溫黑液泵啟動，整個溫黑液流量通過控制閥FIC19控制，蒸煮鍋進液閥HV17打開，啟動循環(huán)泵運行，上下循環(huán)閥HV10、HV11處于打開狀態(tài)，溫黑液的不斷填充，回流液通過中部管線回流。最先從蒸煮鍋出來的回流液通過壓力控制閥PIC18回流到冷黑液收集槽。PIC18的設(shè)定值一定要比冷黑液槽的壓力高，而且和壓力控制閥PIC19的壓力設(shè)定值要有正確的比率。一定量的溫黑液進入到蒸煮鍋后，當溫充回流液溫度測量回路TI20溫度高于某個設(shè)定值時，壓力控制閥PIC21打開，壓力控制閥PIC18關(guān)閉，溫沖回流液從冷黑液槽切換到溫黑液槽。隨著蒸煮鍋內(nèi)的壓力和溫度提高，脫木素不斷進行。當達到足夠溫度，木質(zhì)素得到實質(zhì)性地去除。
[0032]溫黑液剛流入蒸煮鍋時，蒸煮鍋處于常壓狀態(tài)，此時應(yīng)打開排氣閥HV22，隨著溫黑液充裝，鍋內(nèi)的壓力不斷提高，當壓力測量PI9達到設(shè)定值時，排氣閥HV22關(guān)閉，PICll進行排氣壓力調(diào)節(jié)。通常排氣回路設(shè)定值必須比溫黑液槽壓力高。
[0033](5)熱黑液填充及回流序列控制
如圖5所示，打開立式蒸煮鍋的除氣閥門PICll調(diào)節(jié)蒸煮鍋的壓力，當熱黑液槽液位LI14的液位大于低報警值時，熱黑液泵啟動，檢查活性堿濃度AI3并添加一定量的白液，通過流量控制回路FIC9被給定。整個熱黑液流量通過熱黑液泵后的控制閥FIC4控制。然后熱黑液在熱交換器中通過使用中壓蒸汽加熱，起初熱黑液通過熱交換器循環(huán)閥HV23送回熱黑液槽。當TIll達到設(shè)定值時關(guān)閉循環(huán)閥，熱液填充就準備好了。
[0034]蒸煮鍋進液閥HV24處于開到位狀態(tài)，開啟循環(huán)泵，熱黑液由上、下循環(huán)閥HV10、HVll進入蒸煮鍋。高溫的黑液由于加入的白液較少，可降低對纖維素和半纖維素的降解。
[0035]另外，熱黑液的不斷填充，回流液通過中部管線回流。最先從蒸煮鍋出來的回流液通過壓力控制閥PIC25回流到溫黑液收集槽。PIC25的設(shè)定值一定要比溫黑液槽的壓力高，而且和壓力控制閥PIC19的壓力設(shè)定值要有正確的比率。一定量的熱黑液進入到蒸煮鍋后，當熱充回流液溫度測量回路TI 14溫度高于某個設(shè)定值時，壓力控制閥PIC26打開，壓力控制閥PIC25關(guān)閉，熱充回流液從溫黑液槽切換到熱黑液槽?；驕睾谝翰鄣囊何怀^高報警值時，回流液通過壓力控制閥PIC26切換到熱黑液槽。
[0036](6)升溫及蒸煮序列控制
如圖6所示，打開立式蒸煮鍋的除氣閥門PICll調(diào)節(jié)蒸煮鍋的壓力，啟動循環(huán)泵，打開上中下循環(huán)閥HV10、HV11、HV12到給定位置。升溫時使用中壓蒸汽，當蒸煮液溫度比目標值高時停止加熱，關(guān)閉蒸汽閥門HV1。在升溫、蒸煮過程中，蒸煮液在鍋內(nèi)溫度應(yīng)均勻，蒸煮鍋上部液體溫度TI2、蒸煮鍋下部液體溫度TI4之間溫差不超過給定值，防止因溫差導致循環(huán)紊亂。一旦H因子滿足目標值時，即完成升溫、蒸煮程序。H因子由上中下循環(huán)管線的溫度TI2、TI3、TI4 決定。
[0037](7)置換液回流序列控制
如圖7所示，確認濾液槽液位LI 15高于低報警值后，啟動濾液泵，進入蒸煮鍋的濾液流量調(diào)節(jié)通過FIC14控制。關(guān)閉立式蒸煮鍋的除氣閥門PIClI，激活壓力控制閥PIC19控制蒸煮鍋壓力，在置換期間，蒸煮鍋循環(huán)泵運行，置換液由HV30控制并且流量通過循環(huán)閥HV10、HVll被分成上部和下部。從蒸煮鍋出來的回流液溫度最高的部分置換液通過壓力控制閥PIC25回流到熱黑液收集槽，PIC25壓力設(shè)定值一定要比熱黑液收集槽壓力要高。同時也一定要和壓力控制閥PIC19有正確的比率。當置換液進入蒸煮鍋達到某一值后，回流液的溫度ΤΙ24下降到某個設(shè)定值，或熱黑液槽的液位超過高報警值時，閥門PIC23的打開，PIC25關(guān)閉，發(fā)生切換，回流液從熱黑液槽切換到溫黑液槽。
[0038](8)卸料放鍋序列控制
如圖8所示，確認濾液槽液位LI15高于低報警值后，啟動濾液泵、循環(huán)泵，蒸煮鍋進液閥HV32處于開到位狀態(tài)，上下部噴嘴稀釋閥HV34、HV35調(diào)節(jié)到合適開度，稀釋液從濾液槽移送到蒸煮鍋，當漿料稀釋到一定程度后，放鍋閥HV37打開，放鍋泵啟動，漿料進入噴放鍋。蒸煮鍋重量記錄儀WI5低于某個設(shè)定值時，意味著卸料放鍋結(jié)束。
[0039]本發(fā)明已在制漿蒸煮生產(chǎn)線進行試驗，并獲得了成功應(yīng)用。實際應(yīng)用中，可以多個蒸煮鍋共用一套公用設(shè)備，如冷黑液泵、溫黑液槽、熱黑液槽等?？刂葡到y(tǒng)給每個序列控制規(guī)定不同執(zhí)行時間，以便整個蒸煮工段的產(chǎn)量以及蒸汽和藥液消耗盡可能的保持平穩(wěn)。同時也有利于公用設(shè)備的合理利用。如整個蒸煮過程中只有一臺熱黑液泵，因此意味著某一時間只有一臺蒸煮鍋可進行熱黑液加注控制?？刂葡到y(tǒng)不但要確定每個序列控制中涉及的所有公共設(shè)備，同時預(yù)定蒸煮鍋連接到序列控制中的設(shè)備，一旦某臺蒸煮鍋聯(lián)接到某一序列控制，別的蒸煮鍋不能進行相同的序列控制，直至序列聯(lián)鎖控制被釋放。通常，順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)需要確保整個順控是一個完整的操作過程，一旦順控開始啟用，公共設(shè)備如白液/黑液交換器、黑液加熱器、熱黑液收集槽等必須可用。
[0040]應(yīng)用實例:
某漿廠的蒸煮工段采用本發(fā)明節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，生產(chǎn)規(guī)模為7萬噸漂白闊葉木漿，與同規(guī)模采用傳統(tǒng)蒸煮的漿廠相比，該系統(tǒng)彰顯了明顯的優(yōu)越性:
1.有效利用蒸煮熱能，節(jié)約蒸汽:由于采用置換蒸煮，回收了黑液中的熱能，因此有效地節(jié)約蒸汽的用量，每噸漿汽耗為0.8?0.9噸汽，而傳統(tǒng)蒸煮噸漿汽耗可達1.8?2.1噸。
[0041]2.降低卡伯值，提高紙漿強度:由于預(yù)浸漬階段有利于蒸煮過程中木質(zhì)素的溶出，使卡伯值得到降低；再者溫充過程已大量脫木質(zhì)素，故在熱充時用白液量減少，對纖維素的破壞減少，故有效地維持了紙漿的物理強度。相同卡伯值時原漿強度提高2-4%。
[0042]3.漂白藥品用量減少，降低了廢水處理負荷:由于卡伯值降低，使漂白所需有效氯量減少，相對傳統(tǒng)蒸煮，減少了 46.2%
4.提高紙漿得率，增加產(chǎn)量:由于熱充時用堿量減少，因此對纖維素的破壞也減少，使紙漿的得率提高2-3%，產(chǎn)量增加。
[0043]5.實現(xiàn)生產(chǎn)過程全自動化:采用先進、成熟的DCS進行順序控制，實現(xiàn)超前預(yù)測，對故障的發(fā)生注重于預(yù)防，使整個操作過程更加順利，大大減少了人為的干預(yù)，有利于產(chǎn)量、品質(zhì)的穩(wěn)定。
[0044]同時帶來的經(jīng)濟效益非?？捎^:
1.蒸汽用量的大幅度減少，折年節(jié)約標煤約13000噸，年節(jié)省成本1040萬元；
2.產(chǎn)量提高約1400噸，實現(xiàn)效益約70萬元；
3.年節(jié)省二氧化氯約798噸，節(jié)約798萬元
4.由于排往污水處理站的COD濃度降低，污水處理站減少處理費用約84萬元。
[0045]綜上所述，該發(fā)明系統(tǒng)設(shè)計先進，操作簡單方便，大大降低蒸汽消耗量，減少了后續(xù)漂白化學藥品消耗，同時還能提高產(chǎn)量、提高和穩(wěn)定紙漿質(zhì)量。更節(jié)能、更環(huán)保，符合國家目前的節(jié)能減排、節(jié)能降耗的戰(zhàn)略方針。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，包括運行初始化、裝鍋、冷黑液填充、溫黑液填充及回流、熱黑液填充及回流、升溫及蒸煮、置換液回流和卸料放鍋的工藝控制過程，其特征在于:利用集散型控制系統(tǒng)DCS對上述的過程控制采用序列聯(lián)鎖控制相互緊密相接，序列控制中使用的所有閥門鎖定設(shè)置為常閉狀態(tài)，在集散型控制系統(tǒng)DCS上設(shè)置好每個序列控制的執(zhí)行時間，系統(tǒng)運行時，每個序列的閥門按照設(shè)定好的時間依次開啟，從而實現(xiàn)裝鍋序列控制、冷黑液填充序列控制、溫黑液填充及回流序列控制、熱黑液填充及回流序列控制、升溫及蒸煮序列控制、置換液回流序列控制和卸料放鍋序列控制； 每進入一個序列，集散型控制系統(tǒng)DCS都會檢測所有可用聯(lián)鎖的條件、閥門的運行模式和該序列中使用設(shè)備的狀態(tài)，若條件不滿足設(shè)定值，集散型控制系統(tǒng)DCS就發(fā)出告警信息，操作員根據(jù)告警的原因作出模式修正才能使序列繼續(xù)運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的裝鍋序列控制的控制手段為，當抽氣風機運行，蒸煮鍋抽氣閥門HV4開到位，上傳開到位的限位開關(guān)信號給集散型控制系統(tǒng)DCS后，蒸煮鍋鍋蓋閥HV6打開，立式蒸煮鍋步驟進入備用狀態(tài)，立式蒸煮鍋的主序列和子序列復位，以及立式蒸煮鍋智能計數(shù)器復位，蒸煮鍋重量記錄儀WI5轉(zhuǎn)為皮重；當輸送機零速度開關(guān)SSl證實輸送帶正常運行、蒸煮鍋木片料斗料位開關(guān)LS2沒有檢測到木片堵塞時，木片開始向蒸煮鍋輸送，裝鍋蒸汽閥PIC3激活控制壓力在設(shè)定值，進行蒸汽裝鍋；當WI5的重量達到設(shè)定值時，停止裝鍋進入下個序列控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷黑液填充序列控制的控制手段為，當冷黑液槽液位LI7的液位大于低報警值，冷黑液泵啟動，整個冷黑液流量通過控制閥FIC18控制，蒸煮鍋進液閥HV9打開，冷黑液逆流反沖洗篦板，循環(huán)泵處于停止狀態(tài)，上下循環(huán)閥HV10、HVll處于關(guān)閉狀態(tài)，中部循環(huán)閥HV12打開，逆流反沖洗液通過中部篦板流進蒸煮鍋，反沖洗篦板完成后，循環(huán)泵運行，下循環(huán)閥HVll處于打開狀態(tài)，冷黑液逆流而上，從而使木片得到很好的預(yù)浸漬，當蒸煮鍋重量記錄儀WI5的重量達到設(shè)定值時，停止冷黑液填充進入下個序列控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫黑液填充及回流序列控制的控制手段為，當溫黑液槽液位LI13的液位大于低報警值，溫黑液泵啟動，整個溫黑液流量通過控制閥FIC19控制，蒸煮鍋進液閥HV17打開，啟動循環(huán)泵運行，上下循環(huán)閥HV10、HVll處于打開狀態(tài)，溫黑液的不斷填充，回流液通過中部管線回流，最先從蒸煮鍋出來的回流液通過壓力控制閥PIC18回流到冷黑液收集槽；一定量的溫黑液進入到蒸煮鍋后，當溫充回流液溫度測量回路TI20溫度高于某個設(shè)定值時，壓力控制閥PIC21打開，壓力控制閥PIC18關(guān)閉，溫沖回流液從冷黑液槽切換到溫黑液槽；溫黑液剛流入蒸煮鍋時，蒸煮鍋處于常壓狀態(tài)，排氣閥HV22打開，隨著溫黑液充裝，鍋內(nèi)的壓力不斷提高，當壓力測量PI9達到設(shè)定值時，排氣閥HV22關(guān)閉，PICll進行排氣壓力調(diào)節(jié)，排氣回路設(shè)定值必須比溫黑液槽壓力高；在整個溫黑液填充階段，白液添加是連續(xù)的，白液流量通過FIC16進行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的熱黑液填充及回流序列控制的控制手段為，通過打開立式蒸煮鍋的除氣閥門PICll調(diào)節(jié)蒸煮鍋的壓力，當熱黑液槽液位LI14的液位大于低報警值時，熱黑液泵啟動，檢查活性堿濃度AI3并添加一定量的白液，通過流量控制回路FIC9被給定，整個熱黑液流量通過熱黑液泵后的控制閥FIC4控制，熱黑液在熱交換器中通過使用中壓蒸汽加熱，起初熱黑液通過熱交換器循環(huán)閥HV23送回熱黑液槽，當TIll達到設(shè)定值時關(guān)閉循環(huán)閥，熱液填充完成；蒸煮鍋進液閥HV24處于開到位狀態(tài)，開啟循環(huán)泵，熱黑液由上、下循環(huán)閥HV10、HVll進入蒸煮鍋，熱黑液的不斷填充，回流液通過中部管線回流，最先從蒸煮鍋出來的回流液通過壓力控制閥PIC25回流到溫黑液收集槽，一定量的熱黑液進入到蒸煮鍋后，當熱充回流液溫度測量回路TI 14溫度高于設(shè)定值時，壓力控制閥PIC26打開，壓力控制閥PIC25關(guān)閉，熱充回流液從溫黑液槽切換到熱黑液槽，或溫黑液槽的液位超過高報警值時，回流液通過壓力控制閥PIC26切換到熱黑液槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的升溫及蒸煮序列控制的控制手段為，通過打開立式蒸煮鍋的除氣閥門PICll調(diào)節(jié)蒸煮鍋的壓力，啟動循環(huán)泵，打開上中下循環(huán)閥HV10、HVll、HV12到給定位置，升溫時使用中壓蒸汽，當蒸煮液溫度比目標值高時停止加熱，關(guān)閉蒸汽閥門HV1，在升溫、蒸煮過程中，蒸煮液在鍋內(nèi)溫度應(yīng)均勻，蒸煮鍋上部液體溫度TI2、蒸煮鍋下部液體溫度TI4之間溫差不超過給定值，當H因子滿足目標值時，即完成升溫、蒸煮程序。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的置換液回流序列控制的控制手段為，當濾液槽液位LI15高于低報警值后，啟動濾液泵，進入蒸煮鍋的濾液流量調(diào)節(jié)通過FIC14控制，關(guān)閉立式蒸煮鍋的除氣閥門PIC11，激活壓力控制閥PIC19控制蒸煮鍋壓力，在置換期間，蒸煮鍋循環(huán)泵運行，置換液由HV30控制并且流量通過循環(huán)閥HV10、HVll被分成上部和下部，從蒸煮鍋出來的回流液溫度最高的部分置換液通過壓力控制閥PIC25回流到熱黑液收集槽，當置換液進入蒸煮鍋達到某一值后，回流液的溫度TI24下降到設(shè)定值或熱黑液槽的液位超過高報警值時，閥門PIC23的打開，PIC25關(guān)閉，發(fā)生切換，回流液從熱黑液槽切換到溫黑液槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的卸料放鍋序列控制的控制手段為，當濾液槽液位LI15高于低報警值后，啟動濾液泵、循環(huán)泵，蒸煮鍋進液閥HV32處于開到位狀態(tài)，上下部噴嘴稀釋閥HV34、HV35調(diào)節(jié)到合適開度，稀釋液從濾液槽移送到蒸煮鍋，當漿料稀釋到一定程度后，放鍋閥HV37打開，放鍋泵啟動，漿料進入噴放鍋；蒸煮鍋重量記錄儀WI5低于設(shè)定值時，卸料放鍋完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的制漿蒸煮順序聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其特征在于:每個序列控制有一個時間計數(shù)器，每個序列步驟執(zhí)行均設(shè)有最大、最小時間的警告信息，當序列控制沒有按要求的時間執(zhí)行或結(jié)束時間過快，都會發(fā)出警告信息。
【文檔編號】D21C3/22GK104452389SQ201410611486
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】丁澤京, 葛友, 周錫政, 許東飄, 張 杰 申請人:中國輕工業(yè)南寧設(shè)計工程有限公司