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1、制浆造纸厂仪表配置与自动控制轻工学院过程装备与控制系轻工学院过程装备与控制系胡慕胡慕伊伊王勇王勇办公室办公室9E5039E503学习本课程的意义与重要性n自控工程设计常用的方法由工艺专业提出条件工艺专业（与自控专业一起讨论）确定控制方案自控专业进行设计某些国外的公司由工艺专业提出条件并确定控制方案n采用不同的控制方案，通常可以达到同样的目的n把已经采用或正在实施的方案都加以讨论是不可能的n选择应用较普遍的控制方案n提供一个基础知识，由此可开发更先进的控制方案n书中采用美国仪表学会（ISA）编制的仪表代号n采用美国制浆造纸技术协会（TAPPI）和加拿大制浆造纸协会（CPPA）编制代号第一章导言仪
2、表符号1.图形符号2.字母代号3.仪表位号常规仪表图形符号常规仪表图形符号直径为直径为12mm(12mm(或或10mm)10mm)的细实线圆圈的细实线圆圈字母第一位字母后继字母被测变量修饰词(小写)功能ACDEFIKLMPQRSTVWYZ分析浓度（Con电导率）密度电压流量电流时间或时间程序物位水分或湿度压力或真空数量或件数放射性速度或频率温度黏度力供选用位置差积分、累积比（分数）报警控制（调节）检测元件指示自动-手动操作器积分、累积记录或打印开关、联锁传送阀、挡板、百叶窗套管继动器或计算器驱动、执行或未分类的终端执行机构被测变量和仪表功能的字母代号n字母代号阿拉伯数字编号n字母代号：第一位表
3、示被测变量，后续字母表示仪表功能PIC带显示的压力控制系统FRC带记录的流量控制系统n数字编号：第一位（或前二位）表示工段，后续数字（二或三位数字）表示仪表顺序号脱乙烷工艺管道及控制流程图脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例左图是乙烯生产过程中脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例就地安装集中安装多功能复式仪表(就地、集中)气动调节阀电动调节阀活塞式调节阀手动阀信号线只能用电信号时用虚线就地安装的流量记录系统集中安装的流量控制系统集中安装的液位控制系统集中安装的温度控制系统集中安装的压力串级控制系统在简单控制系统的回路中第一个字母一定相同流量检测一次元件n如图11所示的水槽，流入量和流出量分别为F1
4、和F2，控制要求是维持水槽液位L不变人工控制：人工控制：1.1.眼睛测量液位眼睛测量液位2.2.大脑判断值的大小大脑判断值的大小3.3.手执行操作命令手执行操作命令缺点：缺点：1.1.操作者素质操作者素质2.2.生理因素生理因素3.3.心理因素心理因素n自动控制：1.测量液位测量仪表眼睛2.判断控制器大脑3.执行控制阀手优点：在仪表质量合格和控制系统设计合理时，能满足控制要求表示变送器，常省去不画LC表示液位控制器sp代表控制器的给定值第二章制浆1.磨木浆1.间歇式磨木机热应变寿命2.连续式磨木机1.EWRC-1控制链条（磨木）速度2.CRC-2筛浆浓度控制3.LRC-4控制筛浆机液位（压头）
5、实现筛浆负荷控制磨浆温度影响纸浆质量，温度恒定浆浓度和打浆度也稳定检测点保护板的下侧或T型过梁底部，温包纵向横穿保护板，并靠近板边缘，在浆的液面之上横跨磨石表面。测磨浆温度平均值。调节阀磨石喷水管气关阀门-反作用对象-反作用控制器-筛浆机一段筛浆二段筛浆磨后筛浆机粗筛浆池筛渣槽良浆贮槽良浆浓缩机粗筛磨木机EWRC-1根据磨浆负荷控制磨浆速度CRC-2控制进筛浆机浆的浓度LRC-4控制筛浆机液位（压头）实现筛浆负荷控制浓缩机磨浆机进料槽磨浆机磨后储槽n常用的纸浆液位测量仪表：n法兰式差压液位计n电容式液位计n常用的纸浆调节阀：n隔膜阀n球阀（O型和V型）n测量范围25%（中浓）n力与浓度成正比n
6、纸浆流速影响大静刀式浓度变送器nBTGMBT-2300n测量范围1.58%（中浓）n运动速度（时间）与浓度成反比n与纸浆流速无关动刀式浓度变送器n测量范围0.55%n转速（频率）与浓度成反比n与纸浆流速无关旋转式浓度变送器n测量范围0.21%n光强度与浓度成正比光电式浓度变送器xl3、化学法制浆（一）硫酸盐法间歇蒸煮药液的加入1.计量槽法2.累计式流量计量法1、达到给定液位关闭泵2、加药时按动放药按钮3、放完自动进药去加药泵白液黑液带高低限电接点的控制器白液黑液模拟脉冲白黑液开关继电器可用2套系统加药电磁流量计n纸浆流量仪表（包括黑、白液，填料等）电磁流量计n蒸汽流量仪表差压式流量计（二）硫酸
7、盐间歇蒸煮器1.三阶段：通汽加热、保温（小放汽）、喷放2.加热方法1.直接通汽nKPC-2时间程序控制（压力时间程序）nTPR-2温度压力记录（决定小放汽）nFIC-3小放汽流量控制。补条信号线KPC-2压力时间程序控制TPR-2温度压力记录RR-1反作用继动器实现信号反向FIC-3小放气流量控制2、间接通汽KPTC-2时间程序控制（压力或温度）PTRelIC-5小放汽控制（压力温度关系）LIC-8加热器液位控制ConRC-9电导率控制KPTC-2凸轮时间程序控制（蒸煮时间）PTRelIC-5小放汽控制（压力温度关系）LIC-8加热器液位控制(高低液位)ConRC-9电导率控制（冷凝水排放控制
8、）去锅炉房FR6记录蒸煮器顶部和底部的流量分配EWR7泵负荷记录监测滤网和加热器状态TPR3多点记录仪根据压力和温度的关系决定小放汽蒸汽加热器abC改为K（三）硫酸盐法连续蒸煮器可由一个或串联的多个单元组成1、立式连续蒸煮器重要的控制回路：（1）白液流量控制回路(FRC3)（2）上部和下部蒸煮温度回路(TRC8H、9H)（3）蒸煮压力回路(共用)(PRC11)(PIC10)（4）至喷放锅浆料流量回路(FRC12)（5）蒸煮器加新药量控制(LRC7)（6）滤网清洁(FVB1B4)白液白液黑液气蒸室辅助加热器料斗高压给料器溢流槽白液黑液浸渍区升温区蒸煮区洗涤区冷却区活塞阀PRC改为FRC-3TI-
9、11改为PT-11TRC-DM改TRC-8H改为LRC-7上加热器下加热器TRC-9M改TRC-9H新鲜药液药液循环木料低压闪蒸罐喷放阀低压给料器计量排料器下洗涤稀释液冷却液逆流洗涤液PIC10辅助压力调节器，PV10安全阀，排除多余药液洗涤换热器高压闪蒸罐2、横管式连续蒸煮器nS转速nPRC-1除气室压力控制nPRC-2蒸煮室压力控制nTRC-4浸渍室液位控制nTRC-5蒸煮室液位控制PRC-2蒸煮室压力控制PRC-1除气室压力控制TRC-4浸渍室液位控制TRC-5蒸煮室液位控制蒸汽放料排液进料除气室浸渍室蒸煮室101112混合槽黑液槽白液槽FT-6改为FR-6补连线改10、11、12木片仓
10、螺旋给料器进料阀电磁捕获器给料阀给料阀（四）亚硫酸盐法制浆n一般采用SO2气体制取蒸煮液。SO2是硫在焙烧炉中燃烧制得，然后将高温的SO2气体经气体冷却器冷却，再于吸收系统中与一定的盐基物质反应，便生成所需的酸性蒸煮液n焙烧不适当：硫升华或生成SO31、回转式硫焙烧炉nTIC2熔硫贮槽液位控制LRC4焙烧炉液位控制nSO2RC6SO2含量控制nTIC3熔硫贮槽温度控制熔硫贮槽液位控制焙烧炉液位控制：防止硫升华或生成SO3溶解器贮槽固体硫磺贮仓二次空气燃烧室回转式硫蒸发室SO2RC6根据SO2的含量控制二次空气量（燃烧温度）TIC3熔硫贮槽温度控制防止过热粘稠过冷结晶加料斗管式熔解器蒸汽去夹套管
11、2、喷射式硫焙烧炉lLIC3溶解器液位lFRC4空气流量（焙烧炉温度）lTRC2溶解器温度lWRQ1硫磺重量记录累计溶解器液位（加料量）空气流量（焙烧炉温度）硫磺加料斗溶解槽喷射式硫焙烧炉风机WRQ1硫磺重量记录累计TRC2溶解器温度卸料闸阀开环比值控制3、炉气冷却器n高温的SO2气体必须迅速冷却，以防止生成无用的SO3n冷却水太多硫大量流失n冷却水太少温度高生成SO3以及设备损伤nPHR1废水检测nFRC3喷水量控制nLIC4冷却器液位控制nTRC6喷水温度控制来自焙烧炉补充新水去吸收工段二段冷却器一段地沟冷水热水备用水循环水炉气改为TT5A4。炉气吸收n不讲6、亚硫酸盐法间歇蒸煮器nKTF
12、C1温度和流量时间程序控制nKPC3小放气时间程序控制nLIC6热交换器液位控制冷凝水小放汽喷放蒸汽加热器控制系统基本同硫酸盐法直接通汽7、其他蒸煮器nKPC2压力时间程序控制nTPRelC3小放汽控制第三章蒸煮热回收、筛选和洗涤一、热回收从每次喷放中回收尽可能多的热量nTRC1喷放冷凝器温度控制nTRC2污热水槽温度控制nTIC3热回收（效率）控制nLIC4洗涤热水液位控制TRC-1喷放冷凝器喷水量控制TRC-2喷水温度控制TIC-3热回收（效率）控制LIC-4洗涤热水液位控制TIC-5热水温度控制来自蒸煮器的浆喷放冷凝器污热水槽洗涤热水槽热交换器蒸汽冷水洗涤热水溢流旋风分离器浆和药液蒸汽二
13、、筛选n筛选：利用机械分离的方法，使合格的纸浆与不合格的杂质分离n热浆筛选在温度较高和废液浓度较大的条件下进行高浓筛选最为经济nCRC3待筛选浆料浓度控制nPRC8待筛选浆料流量控制nLRC7筛浆机稀释水流量控制nLRC10筛渣槽液位控制木节、未蒸解分、大纤维束、杂质等CRC-3待筛选浆料浓度控制，控制一次、二次稀释水FRC-8待筛选浆料流量控制：保证最合适的真空度和筛选条件LRC-7筛浆机稀释水流量控制：网槽液位高值选择器LRC-10筛渣槽液位控制二次稀释水一次稀释水HIC2回流量手动控制黑液槽筛浆机排料磨浆机喷放锅筛浆机筛渣槽稀释水洗浆机此处断开三、洗涤n洗除浆料中的蒸煮废液和溶解物n洗涤
14、必须在不稀释洗涤液的条件下完成（回收）n洗涤不完全：漂白困难、浆质量差n过分洗涤：药品回收困难（一）真空洗浆机n主要作用：1.洗涤液稀释纸浆2.纤维在网鼓上从悬浮物中过滤分离3.用逐渐变稀的黑液置换浆中的蒸煮废液，最后用热水置换主要控制回路1.FIC2未洗浆流速控制2.FrRC2纸浆与滤液比控制3.CdRC6、FRC6末段滤液浓度控制4.LIC3、4、5和LRC7、8、9维持各段逆流操作平衡FIC-2未洗浆流速控制FrRC-2纸浆与滤液比控制-维持适当进浆浓度CdRC-6末段滤液浓度控制-测量电导率控制洗净程度LRC-39维持各段逆流操作平衡:稳定工艺CRC-11浓度控制：电机带动搅拌器的功率
15、-粘度反映浓度变化去泡沐捕集槽DR-10波美度测量-固型物含量纸浆贮槽喷放仓除节机碎浆机一段洗浆机滤液槽蒸汽来自蒸煮器去黑液蒸发器补条线四、洗后浆的筛选（不讲）n为进一步排除浆中的木屑和纤维束，漂白前还要筛选。第四章蒸发（碱回收）n从制浆过程的经济性看，必须对蒸煮过程中的废液进行回收，再生和再利用。n蒸发是使废液浓缩，从而在燃烧阶段可以于燃烧炉中燃烧，并最大限度回收热量。一、硫酸盐法黑液蒸发系统n图4-1典型多效蒸发器n每一效蒸发器产生的蒸汽，都可以作为下一效的加热蒸汽n让逐渐增浓的废液在降低蒸汽压力的情况下不断降低其沸点而蒸发，最后一效通常是在真空条件下蒸发nPRC1BPRC2浓黑液浓度控制
16、nFRC5FRRC4稀黑液进料分布控制nLRC8皂类分离控制nLC1418保持冷凝水对各效的密封水冷凝水去锅炉冷凝水地沟皂类分离控制FRRC-4稀黑液进料分布控制提高设备负荷调节能力BPRC-2浓黑液浓度控制-黑液沸点与其密度有关蒸汽浓废液改为BPRC-2保持冷凝水对各效的密封补2条线皂类分离槽浓黑液槽稀黑液槽补线补线去热水槽浓黑液浓度稀黑液流量稀黑液流量浓黑液浓度工艺设定的浓黑液浓度前馈模型为什么前馈控制可以用于上面系统n将整个过程分为前3效和后3效二个组，主要的三个控制系统为：1.后一组蒸发器的进料流量控制2.皂类分离槽液位控制3.前一组蒸发器压力或流量控制蒸发器的进料流量控制皂类分离槽液位控制蒸发器黑液密度与压力或流量串级控制稀黑液浓黑液冷凝水冷凝水动态补偿器乘法器液位信号引入保证进出口流量平衡稀黑液入口流量决定皂类分离槽出口流量(平衡)蒸汽流量的大小由分离槽黑液流量和排出的浓黑液浓度决
