PDF《纸机干燥部控制系统流程设计》

14 图1 造纸机干燥部三段通汽 1.分汽缸2.一级闪蒸罐3.二级闪蒸罐 4.三级闪蒸罐5.冷凝水贮罐6.冷凝水泵 在各段烘缸间依靠闪蒸压力及冷凝水系统的压 差推动蒸汽冷凝水闪蒸所产生的二次蒸汽作为低温 段的热源.因此,蒸汽的能量利用比较充分.由于它 是多段串联的通汽系统.无法单独调节纸机烘缸各 段的温度.不利于建立最佳的烘缸一温度曲线.因此 不利于单独调节各段烘缸所需要的蒸汽压力和流 量.烘缸中的蒸汽冷凝水难于通畅排出.由于冷凝 水在闪蒸罐内经常工作不正常.造成各段烘缸凝结 水排出困难.因此.使蒸汽对缸壁的给热恶化.烘缸 积水还不利于烘缸全幅取得一致的温度.容易造成 纸页横幅水分出现差异.烘缸积水也会使烘缸的传 动功率增加.纸机运转速度亦受到限制.另外.经常 为了排出缸内积留的蒸汽冷凝水而只好人为地提高 进入纸机烘缸的进汽压力.用蒸汽吹出烘缸冷凝水 使热力系统循环恶化.从热力系统排出的蒸汽冷凝 水会带走大量蒸汽.造成能量浪费.在烘缸积水较 为严重的情况下还会出现纸机机架振动以及冷凝水 从烘缸的空轴漏出.从而破坏了轴承润滑油的工作 并出现轴承温度升高引起纸毛起火现象. 2.2干燥部控制系统设计 对于蒸汽系统的控制.采用的是位置式和增量 式PID控制.这主要考虑到其实现的可行性、经济 性等.采用一些先进的智能控制会增加控制系统的 复杂性,实现起来比较麻烦.相比之下.采用传统的 PID控制实现方便、调试简单.控制效果也能满足工 艺要求. 蒸汽压力控制系统在造纸机多段供汽控制中起 着非常重要的作用.蒸汽压力控制质量的好坏直接 影响纸张的质量.根据生产工艺的要求.烘干后的 纸张含水量应控制在一定的范围内.另外.为了保 证纸张的质量.烘缸中的蒸汽压力和压差有一定的 要求.系统的主控参数为各烘缸中的蒸汽压力及相 邻段间的压差.为了使各个环节之间协调运行.满 足系统的可靠、高效节能和科学管理的要求.系统控 制参数还应有进三段供汽总管蒸汽压力的控制、汽 水分离器的控制(液位和压力)和报警状态处理等. 2.2.1控制原理 造纸工业抄纸过程的水分定量控制系统.是依 据从放浆阀门开度变化,反应到卷取出纸张的每平 万方数据 方米重量的变化过程.以及从烘缸蒸汽阀门开度的 变化反应到卷取出纸张的每平方米水分含量的变化 过程工作的,可用下式来近似计算: …Kem bP【8J..亍手万.下 式中:K一对象静态增益:下,T一对象纯滞后时间和容 积滞后的时间. 2.2.2管道压力控制 设置总压力控制的目的是保证总管出口压力恒 定.为三段供汽系统提供压力稳定的蒸汽.消除蒸 汽压力波动对压差控制的影响.该回路无纯滞后特 性.惯性较小.参数控制采用增量式PID算法.图2 为蒸汽管道压力自动调节系统: 黼[] t 拱缸[] '

图2蒸汽管道压力自动调节系统 当配汽站来的蒸汽压力波动.管道内的蒸汽压 力高于给定值.压力变送器的输出信号就增大.该信 号与给定值进行比较出送给调节器.经过调节器运 算后(PI)送出信号使调节阀门开大(调节器正作用) 或关小(调节器反作用).蒸汽压力就减小而接近给 定值,反之同样道理.这样,就能使总管蒸汽压力不 会随锅炉房蒸汽压力波动而大幅度波动.而能稳定 在给定值附近.达到自动调节蒸汽压力的目的. 2.2.3压差控制 根据生产工艺要求.第一段烘缸蒸汽压力是由 一套水分定量控制系统来控制的.后段烘缸是以前 一段的压力为基准进行压差控制的.为了节约能量. 充分利用蒸汽,三段供汽系统的汽路是以串联为主. 即前一段烘缸用过的蒸汽通过汽水分离器分离后的 二次汽作为下一段烘缸的主汽源.一次蒸汽作为辅 助汽源.压差是通过三个调节阀来控制的.系统中 采用带有输出控制量分配的位置式PID控制算法. 正常情况下.一次蒸汽调节阀和分程排空阀关闭.由PID运算产生的控制量只有通过二次蒸汽调节阀控 制压差.而当开度达到最大时.实际压差仍大于设定 值时.保持二次蒸汽调节阀的开度.再通过一次蒸汽 调节阀进行压差控制.当两个进汽阀已经关闭,实际 压差还小于设计、设定值时计算出的控制量将变为 负值,这时通过分程阀进行空排.压差控制的积分 时间常数不宜过小.因为过大的压差超调可能会造 成分程控制的混乱.实际控制中对积分进行分离运 算,当偏差大于给定的误差时采用PID算法控制. 当偏差较小时投入积分项进行PID算法调节.其方 框图如图3. 图3压差控制系统方框图 2.2.4液位控制 系统中三个汽水分离器和一个冷凝水箱的液位 并不要求恒定.只要保证液位保持在一定的范围即 满足要求,因此采用回差控制法(如图4). 图4汽水分离器液位调节系统 当某个液位超出其给定的上限时,相应的阀门 打开(开度最大)排水.除了冷凝水槽外,其他排水 阀在打开的同时.还要开启相应的电动机以帮助排 水.采用回差控制还可以避免阀门和电动机频繁工 作,程序中给出液位回差.只有当实际液位低于液 位下限时.阀门和电动机才关闭.汽水分离器收集 烘缸出来的乏汽,进一步将汽水分离.冷凝水送人下