Автоматизация процесса пропарки и пропитки древесной щепы в производстве XTMM с разработкой АСР температуры в нижней части

Содержание Введение 6 1. Описание и анализ технологического процесса пропарки и пропитки древесной щепы 7 1.1. Описание технологического процесса пропарки и пропитки древесной щепы 7 1.2. Описание технологического оборудования процесса пропарки и пропитки древесной щепы 11 1.3. Анализ процесса пропарки древесной щепы как объекта управления 20 2. Разработка АСР температуры в нижней части бункера пропарки щепы 22 2.1. Требования к АСР 22 2.2. Выбор технических средств автоматизации АСР 23 2.3. Разработка технической структуры АСР 37 2.4. Конфигурирование контроллера АСР 39 2.5. Разработка функциональной схемы регулятора АСР 49 3. Расчет и анализ АСР температуры в нижней части бункера пропарки щепы 50 3.1. Разработка математической модели бункера пропарки щепы 50 3.2. Разработка алгоритмической схемы цифровой АСР 52 3.3. Расчет настроек регулятора АСР в Simulink 54 3.4. Расчет настроек регулятора АСР в Simulink 55 3.5. Исследование качества управления АСР в Simulink 58 ? 4. Проектирование 60 4.1. Разработка функциональной схемы автоматизации технологического процесса пропарки древесной щепы 60 Заключение 61 Библиографические источники 62 Приложение А 63 Приложение Б 64 Приложение В 65 Приложение Г 66

Библиографические источники 1. Суриков. В.Н., Серебряков Н.П. Автоматизированные систему управле-ния технологическими процессами. Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию. СПб., 2017. - 49 c. 2. Буйлов Г.П. Математические модели пропитки и пропарки щепы в производстве ВПВВ и их использование для управления и оптимиза-ции/ СПбГТУРП. - СПб., 2013. - 70 с. 3. Суриков В.Н., Н.П. Серебряков, В.Б. Попов. Автоматизация технологиче¬ских процессов и производств. Учебно-методическое пособие по выпуск¬ной квалификационной работе. Спб., 2017 – 109 с. 4. Техническая документация производителя на TST60, Promag 10L и Deltabar S FMD77. - Режим доступа: https://www.de.endress.com 5. Техническая документация производителя на FV4000-VT4. - Режим до-ступа: https://new.abb.com/ru 6. Техническая документация производителя на КР-500. - Режим доступа: https://www.volmag.ru 7. Техническая документация производителя на B1C, Neles серии R и ND9100H. - Режим доступа: https://www.metso.com/ru 8. Техническая документация производителя на БРУ-17. - Режим доступа: https://микрол.рф 9. Ляшенко А.Л. Определение параметров типового регулирования САР. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теоретическая механика». Спб.,2014 - 35 с.

1. Описание и анализ технологического процесса пропарки и пропитки древесной щепы 1.1. Описание технологического процесса пропарки и пропитки древесной щепы В данной работе под технологическим объектом автоматизации рас-сматривается узел пропарки и пропитки древесной щепы в производстве XTMM. Он является важной составляющей линии производстве термомеха-нической массы так как, хорошо промытая, пропаренная и пропитанная щепа влияет на показатели массы. Пропарка щепы способствует удалению воздуха и нагрева да оптимальной температуры, для ее пропитки химикатами, а про¬питка легкому разделению и расслаиванию волокон в процессе разлома ще¬пы в рефинерах. Технологическая схема работы узла пропарки и пропитки щепы пред-ставлена на рис. 1.1.1. Рис. 1.1.1. Технологическая схема пропарки и пропитки щепы в производстве XTMM на ЗАО «International Paper»? 1 – бункер пропарки щепы; 2 – разгрузочное устройство; 3 – разгрузочный шнек; 4 – уплотняющий шнек; 5 – пропиточная колонна; 6 – вертикальные шнеки; 7 –разгрузочный шнек. Промытая и обезвоженная щепа после обезвоживающего шнека через желоб поступает в бункер пропарки щепы 1, в котором происходит удаление воздуха из щепы и нагрев до температуры, оптимальной для осуществления её пропитки химикатами. Уровень щепы в бункере поддерживается в пределах 75-85 %. Про-парка щепы осуществляется в бункере пропарки щепы вторичным паром дав¬лением 0,15 МПа. Осуществляется регулирование расхода пара. В случае не¬достатка пара предусмотрена подпитка от магистрали вторичного пара дав¬лением 0,2 МПа, в период пуска от основной магистрали пара низкого дав¬ления 0,5 МПа. Нижний кольцевой трубопровод обеспечивает пропарку ще¬пы от периферии к центру, а центральная труба от центра к периферии. Такая схема позволяет равномерно пропаривать щепу в донной части бункера. Температура щепы в нижней части бункера поддерживается в пределах 95±5 °С. Пропаренная щепа выгружается из бункера разгрузочным устрой¬ством 2 и разгрузочным шнеком 3. Скорость вращения шнека соответствует производительности производственного потока. Время пропарки щепы со¬ставляет 20-30 минут. Обработка щепы паром обеспечивает вытеснение воздуха из капилляр¬ной системы древесной щепы, набухание древесины приводит к переходу ча¬сти лигнина и гемицеллюлоз в легкорастворимую форму, таким образом, происходит подготовка древесины к воздействию химических реагентов. Подготовленная таким образом щепа влажностью 65 % из бункера про¬парки с помощью разгрузочного устройства разгрузочным шнеком подается в желоб подачи уплотняющего шнека 4 пропиточной колонны 5. Паровоздушная смесь из бункера щепы выводится в атмосферу. ? Уплотняющий шнек предназначен для уплотнения щепы в пробку на входе в пропиточную колонну. Для формирования плотной пробки щепы в расщепляющей трубе и предотвращения потери жидкости в пропиточной ко¬лонне уплотняющий шнек оснащен пневматическим устройством для созда¬ния противодавления. Сжатие щепы в уплотняющем шнеке необходимо для удаления избы-точной поверхностной влаги и воздуха до подачи древесины непосредствен¬но на размол или на пропитку. В случае пропитки после сжатия улучшается процесс абсорбции, обеспечивая ее равномерность и таким образом сокраща¬ется расход тепловой энергии при термогидролитической обработке щепы. Для смыва опилок в дренажный кожух уплотняющего шнека насосом из бака оборотной воды подается светлый фильтрат. Если плотная масса не сформирована, то устройство для создания про-тиводавления автоматически давит конусом вперед и занимает то место в уплотняющей горловине шнека, которое не позволяет уходить воде и хими-катам из колонны через шнек питателя. Уплотняющий шнек подает щепу влажностью 50 % в нижнюю часть пропиточной колонны, где она пропитывается смесью растворов химикатов (сульфит натрия – Na2So3, едкий натр (каустическая сода) – NaOH, хелатный реагент «Диссольвин Д-40-К») и горячей воды. Пропиточная колонна предназначена для пропитки щепы химическими реагентами для получения размягчения, сульфирования лигнина при действии сульфита натрия, набухания волокон при воздействии едкого натра. Пропитка способствует легкому разделению и расслаиванию волокон в процессе размола щепы на рафинерах. Равномерная обработка раствором химикатов обеспечивает минимальное содержание костры в массе. Пропи¬точная колонна состоит из двух вертикальных шнеков 6 с лопастями, приво¬дящимися в синхронное движение от двух электродвигателей. Шнеки двух¬стороннего вращения пропиточной колонны поднимают щепу наверх, сквозь воду или раствор химикатов.? Растворы химикатов поступают со склада химикатов в систему ста-тических смесителей. Раствор сульфита натрия с концентрацией 10 % и раствор едкого натра с концентрацией 20 % подаются на статический смеси-