Разработка системы контроля и измерения технического объекта в части выбора средств измерения (стр. 2 из 9)
Окончательный нагрев щепы в жидкой фазе до температуры варки производится в зоне варочной циркуляции. Щелок из котла отбирается через периферийные сита, нагревается в поверхностном подогревателе 3 до заданной температуры и возвращается в зону по центральной трубе. Заданные температуры щелока на выходе из теплообменника и расход щелока в нагревательной циркуляции поддерживаются регуляторами TRC-25 и FIC-26.
Промывка целлюлозной массы осуществляется промывным щёлоком, движущимся вверх по котлу от самой нижней части котла до зоны отбора щелока в испарительные циклоны. Нагрев промывного щелока до температуры 125... 135 °С производится в подогревателе нижней промывной циркуляции 4. Заданная температура щелока на выходе из подогревателя поддерживается регулятором TRC-23 за счет изменения расхода пара в подогреватель. Расход циркулирующего щелока регулируется расходомером FIC-34.
Промывной щёлок подается через донные и горизонтальные спрыски в нижнюю часть котла и в линию выдувки через дистанционно управляемый клапан HI-35. Количество промывного щелока регулируется регуляторами расхода FIC-36, FIC-37
Выгрузка массы из нижней части варочного котла осуществляется с помощью шабера разгрузочного устройства. Число оборотов шабера регулируется электронным регулятором SIC-38 в пределах 3,0...6,0 об/мин, что позволяет изменять концентрацию и количество выдуваемой массы. Для управления расходом и концентрацией массы в линиях выдувки используются регуляторы с электромагнитными расходомерами FRC-39, FRC-40 и измерители концентрации массы QR-41, QR-42.
Для оперативного контроля температурного режима варки целлюлозы устанавливается ряд температурных датчиков в различных точках по высоте котла.
Все теплообменники оснащаются регуляторами уровня конденсата в конденсационных горшках.
Контроль стационарности движения щепы по варочному котлу и обнаружение «зависаний» щепы и массы на циркуляционных ситах, ситах отбора щелока в испарительные циклоны осуществляется с помощью измерений перепадов давлений датчиками DPIA-49, DPIA-50, DPIA-51, DPIA-S2 на этих ситах. Суммарный расход пара высокого давления на подогрев щелока в теплообменниках зон нагревательных циркуляции контролируется расходомером FR-58.
Выдуваемая из котла масса по одной из двух линий обычно направляется либо в выдувной резервуар, либо в диффузор 9 для дальнейшей промывки. На рис. 1.83 показан установленный на поддиффузорной ёмкости 10 двухступенчатый промывной диффузор, работающий под атмосферным давлением. Промывной щёлок с первой ступени промывки диффузора направляется в бак фильтрата 11. Основное количество фильтрата из бака используется для промывки целлюлозы в варочном котле. Небольшая часть смешивается с крепким черным щёлоком из нижнего испарительного циклона я направляете на выпарку.
Для успешного управления варочными котлами необходимо понимание взаимосвязи многочисленных параметров технологического режима, знание теоретических основ непрерывной варки целлюлозы, опыт работы. Поэтому обслуживающий персонал - операторы варщики - должны иметь техническое образование и высокую квалификацию.
1.2 Выбор параметров, подлежащих контролю и управлению
Необходимо осуществлять контроль уровня щёлока в пропиточной колонне, он должен быть достаточным, чтобы накрыть щепу в начале варки, в то же для глубокой жидкостной пропитки щепы варочным щёлоком производится под высоким давлением. Продолжительность пропитки щепы зависит от производительности варочной установки, а так же от уровня щепы в пропиточной колонне. Уровень в колонне должен измеряться уровнемером с дистанционным представлением результатов измерений.
Для поддержания постоянного давления предусматривается регулятор, осуществляющий сброс парогазовой смеси из верхней часты котла в пропарочную камеру. Если в установке возникают ситуации, когда количество нейтральных газов и пара недостаточно для достижения желаемого давления, то включается в работу второй регулятор давления. Этот регулятор за счет подачи через регулирующий клапан сжатого воздуха от компрессора поднимает давление вверху котла до требуемого значения. Обычно давление в воздушном резервуаре компрессора поддерживается на 0,2,..0,3 МПа выше, чем давление в котле. Следует отметить, что подача воздуха от компрессора должна производиться как можно реже, так как воздух оказывает негативное влияние на процессы пропитки, нагрева и варки щепы. Кроме регуляторов давление вверху котла контролируется манометрическим датчиком.
Необходимо контролировать температуру пропарки щепы в пропарочной камере до температуры 125…135
Это необходимо для увеличения интенсивности процесса диффузии растворённых органических веществ из внутренних каналов и пор волокон.Количество щепы, подаваемой из колонны в котел, регулируется изменением числа оборотов шабера разгрузочного устройства и изменением расхода щёлока через спрыски. Задаваемое число оборотов шабера и расход щёлока на спрыски поддерживаются соответствующими регуляторами. При уменьшении расхода щёлока ниже допустимого предела шабер разгрузочного устройства котла останавливается. Необходимо осуществлять контроль расхода щёлока для получения целлюлозы нужного качества.
1.3 Таблица контролируемых параметров
Таблица 1 Контролируемые параметры процесса непрерывной варки целлюлозы в двухсосудном варочном котле типа Kamur с парожидкостной фазой
| Измеряемый параметр | Особенности измеряемого параметра, характеристика измеряемой среды | Характеристика окружающей среды | Требования к точности | Требования к абсолютной погрешности | |
| наименование | пределы измерения | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Уровень столба щелока |  | Пропиточная колонна | Варочный цех  |  |  |
| Давление в воздушном резервуаре компрессора |  | Компрессор | Варочный цех |  |  |
| Температура пропарки щепы |  | Пропарочная камера | Варочный цех |  |  |
| Расход щелока |  | Варочный котёл | Варочный цех |  |  |
1.4 Описание подобранных средств измерения
1) Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить уровень столба щелока от 0 до 12м в пропиточной колонне. Измеряемую величину следует регистрировать, то есть определять дистанционно, и предусмотреть унифицированный выходной сигнал для использования в системе управления. Предел допускаемой основной погрешности
.К средствам измерения, которые могут применяться в ЦБП, и соответствуют указанным требованиям, можно отнести:
· Буйковый уровнемер;
· Поплавковый уровнемер;
· Пьезоэлектрический уровнемер;
· Мембранный датчик.
Для дистанционного измерения уровней применяются датчики манометров и дифманометров системы ГСП, которые имеют стандартные пневматические и электрические аналоговые сигналы. Эти датчики работают с пневматическими или электрическими аналоговыми приборами. Основными типами манометрических и дифманометрических датчиков ГСП, используемых в ЦБП для преобразования уровня в стандартные сигналы, являются мембранные и сильфонные датчики. Поэтому выбираем преобразователь измерительный разности давлений Сапфир-22М-ДД, модель 2450.
Принцип действия
Преобразователь состоит из мембранного тензопреобразователя, который размещён внутри корпуса и отделён от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами. Внутренние полости заполнены кремнийорганической жидкостью. Фланцы уплотнены прокладками. Измеряемая разность давлений воздействует на мембраны и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая изменений сопротивления тензорезисторов.
Измерительные блоки выдерживают одностороннюю перегрузку рабочим избыточным давлением. Электрический сигнал от тензопреобразователя передаётся из измерительного блока в электронное устройство по проводам через гермоввод.