Технические характеристики измерителей smart pulp

Шкала 1,5...6 % для SMART-PULPLL

0,7... 5 % для SMART-PULPUL 1,8...5 % для SMART-PULPJL

Точность 0,01...0,03 % концентрации

Выходной сигнал аналоговый 4...20 мА,

цифровой Hart протокол

Допустимая скорость по- тока массы 0,5...3 м/с

Измеритель средних концентраций массы BTG Opticon (компания «BTG» 168) основан на исполь­зовании оптического метода (рис. 1.130).

Головка чувствительного элемента содержит источник светового излучения (1₀), направленного на проходящий массный поток. Фотоприемник из­меряет интенсивность излучения (1^), отраженно­го волокнами, которая служит показателем кон­центрации. Интенсивность источника света регу­лируется в зависимости от интенсивности рассеян­ного отражения (/^). Тем самым компенсируется влияние загрязнения защитного окна. Сигналы от измерительного элемента передаются ко вторично­му преобразователю, где осуществляются расчет концентрации, температурная компенсация пока­заний датчика, калибровка шкалы измерителя, формирование стандартного выходного сигнала. Датчик встраивается под определенным углом в напорный трубопровод, а вторичный преобразова­тель устанавливается на щите.

роб переменного сечения, суживающийся от точки подвода массы (приводная сторона) к лицевой сто­роне. До 10 % массы циркулирует для того, чтобы перепад на коллекторе был близок к нулевому. Пе­репад регулируется задвижкой 12. Из коллектора масса проходит в потокораспределитель 11, состоя­щий из нескольких рядов трубок. За коллектором устанавливается система разбавления 2. Разбавля­ющая вода подается к трубам потокораспределите-ля через специальные регулирующие клапаны, поз­воляющие управлять концентрацией потока массы по ширине машины (см. п. 1.6.6.6). Из потокорас-пределителя масса попадает в промежуточную ка­меру 10, сообщающуюся с гасительной камерой 4. В промежуточной камере предусматривается пере­ливной канал 3. Гасительная камера является дем­пфером пульсаций напора массы. В нее подается сжатый воздух, который частично стравливается в атмосферу. Из промежуточной камеры масса посту­пает в турболизатор 9 и далее в клинообразный выходной канал 8. Напускная часть состоит из верх­ней 5 и нижней 7 губ, представляющих собой бал­ки коробчатого сечения. В них циркулирует горя­чая вода для обеспечения стабильного поведения НУ. Механизмы подъема верхней губы и перемеще­ния ее по горизонтали — червячные редукторы с электроприводом. Для прецизионного регулирова­ния степени открытия щели по ширине машины на верхнюю губу устанавливаются специальные уст­ройства локального перемещения линейки губы 6. Из напускной части плоскосеточных машин масса подается на сетку, где происходит формование и обезвоживание полотна последовательно на гидро­планках и отсасывающих ящиках, находящихся под вакуумом. Отсасывающий коллектор соединен с турбовоздуходувкой и имеет водоотделитель для отделения воды от воздуха.

Основными регулирующими воздействиями, ко­торыми можно компенсировать возмущения в про­цессе формования полотна, являются следующие параметры технологического режима:

— коэффициент напуска (соотношение скорос­тей истечения и сетки);

• угол встречи струи массы и сетки;

• высота выпускной щели;

• концентрация массы в НУ.

Такие параметры, как значение рН и распреде­ление вакуума на отсасывающих ящиках, влияю­щие на процесс формования, обычно стабилизиру­ются на уровне, задаваемом оператором процесса.

Коэффициент напуска влияет на ориентацию волокон, пухлость, пористость и неоднородность показателей прочности готового полотна в продоль­ном и поперечном направлениях. Так как измери­тели скорости истечения на сегодняшний день от­сутствуют, то значение коэффициента напуска рас­считывается по формуле с использованием пара­метров, контролируемых с помощью датчиков:

где К — коэффициент напуска; Н — напор бумаж­ной массы из НУ; v — скорость сетки; \х — коэффи­циент (определяется типом НУ, свойствами массы).

Угол встречи струи массы с сеткой влияет на формование полотна, а также удержание мелкого волокна и наполнителей на сетке. Тангенс угла встречи рассчитывается по формуле

где ф — тангенс угла встречи; L_B, L_H — положе­ния верхней и нижней губы по горизонтали; В — размер выпускной щели.

Принципы управления процессом формования полотна. Как объект управления процесс формова­ния характеризуется многомерностью и многосвяз-ностью переменных [160]. Причем число выходных координат больше числа управляющих воздействий (рис. 1.134). Известные методы синтеза систем ав­томатического управления такими объектами в ин­женерной практике пока не используются [168].

С овременные системы автоматизации обеспечи­вают только стабилизацию технологического ре-

жима процесса напуска, обезвоживания на сетке и : лбилизацию некоторых показателей качества го­товой бумаги на заданном оператором уровне. Для контроля процесса формования оперативному пер­соналу предоставляется информация о концентра­ции массы в НУ, удержании на сетке наполнителя и мелкого волокна, некоторых показателях струк­туры полотна. Принятие решений об изменении технологического режима в различных производ­ственных ситуациях до настоящего времени оста­ется прерогативой оператора процесса.

Система управления коэффициентом напуска строится как двухуровневая (рис. 1.135). На ниж­нем уровне осуществляется стабилизация напора бумажной массы путем изменения скорости элект­ропривода насоса, создающего напор (гидродина­мические НУ), или изменения положения регули­рующего клапана на потоке массы (НУ закрытого типа). На верхнем уровне по формуле (1.236) рас­считывается коэффициент напуска и формируется задание АСР напора [160].

Система управления углом встречи струи мас­сы с сеткой позволяет оператору контролировать угол встречи, а также изменять его, воздействуя на механизмы подъема верхней губы и перемеще­ния ее по горизонтали. Угол встречи рассчитыва­ется с помощью датчиков перемещения губы по горизонтали и вертикали по формуле (1.237) и выводится на экран операторской станции.

Управление концентрацией в НУ в основном решается путем стабилизации основных возмуще­ний: концентрации и расхода густой массы.

В гидродинамических НУ дополнительно ста­билизируется коэффициент разбавления массы под­сеточной водой (соотношение расходов разбавлен­ной и густой массы).

Специальные средства контроля процесса фор­мования. Научно обоснованная система показателей, эффективно характеризующая качество структуры сформированного листа, в настоящее время не раз­работана. Существующие измерители оценивают сте­пень равномерности волокнистой структуры полот­на при анализе его на просвет, а также показатели, отражающие анизотропию бумажного листа.

Разработаны измерители низкой концентрации массы в НУ, важнейшего параметра технологиче­ского режима, влияющего на процесс формования полотна [166]. В основном используются оптиче­ские методы, оценивающие прохождение через масс­ный поток световых лучей, степень отражения ко­торых зависит от содержания волокна в массе. Кроме того применяются методы, основанные на измерении сопротивления движению массной сус­пензии, которое зависит от концентрации волок­на. В системах автоматизации указанные измери­тели используются оперативным персоналом как средства контроля для принятия решений по уп­равлению технологическим процессом.

Измеритель низких концентраций массы KajaaniLC-100 [169] использует принцип деполя­ризации проходящего света волокнами массной сус­пензии (рис. 1.136).

Световой поток от источника света 1 проходит через оптические линзы 2 и поляризатор 7, изме­рительную кювету 6, по которой протекает масс­ная суспензия 3, и попадает на разделитель 5. По­ловина потока подается на детектор 4, измеряю­щий интенсивность деполяризованного света,

а вторая половина попадает на детектор, измеряю­щий поляризованный поток. Так как массные во­локна поворачивают плоскость поляризации, то степень деполяризации света определяется коли­чеством волокон в суспензии. Эта зависимость но­сит логарифмический характер. Сигналы от изме­рительного и сравнительного элементов подаются на усилитель и далее к вторичному преобразовате­лю, где производится линеаризация сигналов, рас­считывается их отношение, которое пропорциональ­но концентрации. Здесь же осуществляется калиб­ровка измерителя. Датчик концентрации устанав­ливается в пробоотборной трубе, а вторичный преобразователь на щите.

Технические характеристики измерителя концентрации массы KajaaniLC-100

Шкала 0...1.5 % концентрации

Выходной сигнал 4.„20 мА

Точность (2а) 1,5 % шкалы

Влияние наполнителей, белизны

массы на измерительный сигнал -

Измерители низких концентраций массы МЕК-2250 и МРК-2250 (фирмы «BTG») основаны на зависимости от концентрации сопротивления движению вращающейся лопастной насадки 1, по­груженной в бумажную массу 2 (рис. 1.137).

Момент сопротивления, возникающий на валу ротора 4, измеряется и преобразуется (3) в стан­дартный электрический или пневматический сиг­нал. Вид чувствительного элемента зависит от типа бумажной массы. Предусмотрена температурная компенсация. Как у всех измерителей, основан­ных на определении сопротивления движению масс­ной суспензии, показания зависят от свойств мас­сы (степени помола, композиции). Низкочастот­ные составляющие этих ошибок могут быть ском-

пенсированы по данным лабораторных анализов путем пересчета градуировочной характеристики. Датчик концентрации устанавливается на напор­ном трубопроводе в специальном расширении для уменьшения влияния изменений скорости движе­ния массы.

Технические характеристики измерителей МЕК-2250 и МРК-2250

Шкала для длинноволокнистой

массы ОД..1,5 % концентрации

Шкала для коротковолокнистой

массы 0,1...2,5 % концентрации

Чувствительность 0,01 % концентрации

Выходной сигнал:

МЕК-2250 4...20 мА

МРК-2250 0,2...1,0 кг/см²

Допустимая скорость потока

массы 0,5...4 м/с

Функции систем автоматизации процесса фор­мования. На рис. 1.138 представлен пример функ­циональной схемы автоматизации процесса фор­мования на плоскосеточной машине с гидродина­мическим НУ.

Автоматизированная система управления осу­ществляет:

— контроль и автоматическое регулирование: напора массы, подаваемой на сетку (поз. 8); коэффициента напуска (поз. 9);

уровня массы в переливном отсеке гаситель­ной камеры (поз. 1);

нулевого перепада давления массы в коллек­торе (поз. 7);

коэффициента разбавления массы подсеточ-ной водой (поз. 10);

вакуума в коллекторе отсасывающих ящи­ков (поз. 3);

температуры губы НУ (поз. 2);

— контроль:

размера выпускной щели (поз. 6);

угла встречи струи массы с сеткой (поз. 5);

температуры массы в НУ (поз.4). Автоматическое регулирование параметров, от­ражающих результат формования, таких как мас-1 2

са 1 м и толщина полотна, осуществляется в со­ставе специальных систем управления качеством готовой бумаги, которые рассмотрены в п. 1.6.6.6.