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1 引言
连续蒸煮是目前一项较先进的制浆技术,管式连续蒸煮系统能满足系统的连续化、规模化生产,提高成浆的均匀性,保证产品质量,实现蒸气和动力消耗均衡,正逐步替代立锅、蒸球等间歇蒸煮的制浆生产方式。由于整个系统的生产是一个连续的过程,具有高温、高压等工作环境,人很难接近生产设备,再用以往简单的人工操作方式很难实现,因此必须配备先进可靠的自动化控制系统。
2 工艺过程及控制要求
管式连续蒸煮系统主要由湿法备料系统、连续蒸煮系统及洗涤水回用系统组成。根据不同原料(麦草、芦苇、竹片等)及产量,可配套不同规格的主、副设备。
2.1 湿法备料系统的控制
经干法备料初步净化的原料片经输送皮带送入料仓。通过料仓的出料机构,原料片从料仓出来,经皮带输送机、鼓式洗涤机送往湿法净化装置——水力洗涤机。在皮带输送机上方配有皮带秤和电磁除铁装置,使麦草初次计量和除去夹杂在其中的金属物。经洗涤后的原料片用泵送入斜螺旋脱水机,夹杂在原料片中的较小杂质和水分经筛鼓被除去,满足蒸煮系统螺旋喂料器的要求。其主要控制设备有:输送皮带、水平输送装置、倾斜提升装置、草片泵的速度,水力洗涤机的排渣,螺旋脱水机的脱水排渣,水力洗涤机进水量,水力洗涤机、循环水槽的液位,皮带秤的计量,电磁除铁器的磁场强度。
2.2 连续蒸煮系统的控制
经净化的原料片进入连续蒸煮系统。大部分原料片通过进料螺旋进入销鼓计量器,多余部分原料片从另一出口送出进入溜槽送回到水力洗涤机。销鼓计量器决定了连续蒸煮系统的处理量,也是确定蒸煮药液温度、压力、时间等参数的依据。经销鼓计量器计量后的原料片进入预热预蒸螺旋,料片经低压蒸气升温软化,并排除料片中的部分空气,以利于化学药品的浸入。其主要控制对象有:销鼓计量器的速度;预热预蒸螺旋内多点温度和加热蒸气的压力;预蒸螺旋的转速。
原料片随后进入系统的关键设备——螺旋喂料器。螺旋喂料器的主要作用:一是将料片推入T形管;二是使料片压缩,在出口处形成紧密的料塞,从而封住蒸煮管内的高压蒸气、防止物料反喷。料塞的形成与推进是螺旋喂料器的关键技术。为防止在料塞不紧密或操作不正常时,蒸煮管中的蒸气与药液穿过喂料器反喷,在喂料器与T型管之间设有气动止逆阀。其主要控制对象有:对止逆阀启闭进行自动和手动控制;蒸气温度、压力的控制;止逆阀气动压力的控制及其压力的监控报警。
原料料塞离开料塞管后进入T形管,马上膨胀并与加入T型管的药液及高压蒸气接触,开始吸收蒸煮药液和高压蒸气,开始蒸煮。蒸煮药液的流量根据产品的不同,与销鼓计量器的速度有着密切的关系。主要控制对象有:药液的流量;销鼓计量器的速度与药液流量的比值(俗称比值通);蒸气压力、温度的多点检测和梯度场的控制。
原料片经吸收蒸煮药液后,进入蒸煮管,在饱和蒸气作用下,蒸煮药液与木素反应,脱去木素。蒸煮管的数量按设计工艺要求确定,各蒸煮管内的螺旋有一定的速度比要求。蒸煮完成后的浆料从蒸煮管末端进入中间管,中间管与立式卸料器连接,由立式卸料器将浆料送入喷放锅。其主要控制对象为:蒸煮管内螺旋的转速;各蒸煮管内螺旋的速度链控制;各蒸煮管内的温度、压力;立式卸料器的液位、温度;黑液流量;喷放锅的液位指示;出喷放锅的流量、浓度;稀释浆料的黑液流量。
经喷放阀喷出的浆料通过喷放管进入喷放锅储存,然后输送至下一工段。
另外,进入连蒸车间后饱和蒸气和清水的流量自动积算及压力自动调节,压缩空气的自动调节,碱液、白液和黑液的流量计量及中间槽罐的自动检测控制,蒸煮药液的制备及自动配料,黑液换热控制,碱液加热控制,热水槽罐的控制等都是自控系统的监控内容。湿法备料系统和连续蒸煮系统中所有传动电机应均具备互锁功能,其连锁关系可按需要投入和解锁,关键部位可按工艺要求设置多套连锁方案,且任意设备均可在非正常情况下撤除自动控制方式,改由手动方式控制。 |