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1、中控在造纸行业应用案例集 中控在造纸行业应用案例中控在造纸行业应用案例 前言前言 纸和纸板是人类文化与信息的重要载体 它的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文 明建设的重要标志 因此造纸工业的发展水平也直接反映一个国家的国民经济和文明建设的 水平 在造纸行业 中控有着完善的解决方案 丰富的工程实施经验 目前中控的控制系统已 广泛的应用于造纸行业各个工段 从备料 制浆 造纸 碱回收 污水处理到锅炉发电 化 学品制备等 造纸控制系统主要包括制浆过程 碱回收过程和造纸过程的控制 中控在造纸 各个工段的主要应用情况如下 第一章第一章 中控在制浆项目的应用中控在制浆项目的应用 1 1 制浆总体应用概述制
2、浆总体应用概述 制浆也叫纤维分离 将植物纤维原料变成适合于造纸的单根纤维的工艺过程 一般分为 蒸煮 连续 间歇 置换 洗涤 筛选 漂白过程 制浆的工艺方法较多 工艺流程长 影响产品产量和质量的设备较多 过程安全保护要求高 这给过程控制提出了更高的要求 其过程控制特点是模拟量的控制及累积计量较多 控制对象具有强滞后特性 比如大容量蒸 煮锅的温度 漂白 PH 值和漂后白度等 中控运用 DCS 强大的模拟量处理功能和先进的控 制算法 成功的实现了制浆过程的难点控制 满足了制浆过程的控制要求 中控 WebField 系统在不断的工程积累与行业技术沉淀过程中 形成了针对制浆过程的控制模块和控制算 法 针
3、对制浆过程形成了独特的行业优势 既保证生产过程的连续性 又确保产品质量的合 格 更注重生产过程的绝对安全 1 2 洋浦南华糖业集团临沧南华纸业有限公司洋浦南华糖业集团临沧南华纸业有限公司 洋浦南华糖业集团 以下简称 南华集团 是一家跨地区的 集工 农 贸于一体的大 型企业集团 临沧南华纸业有限公司是广西南华糖业集团有限公司下属 44 家子公司之一 1 中控在造纸行业应用案例集 属独资企业 1 2 1 10 万吨蔗渣制浆 万吨蔗渣制浆 12 万吨文化纸项目概况万吨文化纸项目概况 10 万吨蔗渣制浆 12 万吨文化纸项目包括蒸煮 除节 筛选 氧脱 漂白等工段 其 中洗选漂白工艺引进国际领先工艺技术
4、 该项目属工段多达 11 个 采用 14 个控制站 5 个 工程师站和 12 个操作员站 整个项目的 I O 测点规模达到了 8426 点 该项目还采用 PIMS 信息管理系统完成全厂信息化管理 该项目工艺工段繁多 流程长 大部分采用国外工艺设 备 涵盖了整个制浆造纸过程 因此对于项目的管理和工艺流程把握的要求极高 SCnet SOnet 21 SCnet 4 SCnet 4 3 1 1 SCnet 11 SCnet 53 SCnet 2 2 2 1 1 1 2 SCnet 2 1 SCnet 1 21 1 2 2 11 1 21 3 1 32 1 1 2 2 1 2 4 PIMS 图 1 1
5、0 万吨蔗渣制浆 12 万吨文化纸项目系统配置图 1 2 2 实施难点与实施方案实施难点与实施方案 1 2 2 1 蒸煮工段蒸煮工段 本项目用 17 个蒸球作为蒸煮器 蔗渣原料从备料工段送来后 按生产工艺进行装锅 放碱 蒸煮过程是一个复杂的多相反应过程 影响蒸煮工艺的参变数较多 因此 蒸煮过程 自动控制的目的是调节好主要的影响因素 稳定蒸煮条件 在此基础上对蒸煮过程的参变数 2 中控在造纸行业应用案例集 进行优化控制 以获得质量均匀 优质 高产 低消耗的纸浆 中控 DCS 系统可以为企业 带来如下效果 1 灵活的升温曲线控制 使得粗浆的质量和得率进一步提高 2 合理控制蒸煮时间 有利于蒸煮能力
6、的提高 3 科学地协调多锅 球 用汽 确保蒸煮生产的稳定 4 节省化学药品的用量 降低蒸汽 电的消耗 5 提高劳动生产力 节省劳动力用工 6 为先进的蒸煮工艺 如连续蒸煮系统 DDS 蒸煮系统 稳定运行提供保证 7 为工艺优化提供基础保证 关键控制 关键控制 升温曲线控制 在蒸煮过程中 压力控制的好坏直接影响温度的控制效果 中控对压力的控制采用了 非线性调节规律 变增益PID自动控制的控制策略 在升 降压过程中 改变调节器的增益 使整个回路的增益依然保持不变 可以保证压力回路控制的稳定性 蒸煮工段安全联锁控制 DDS蒸煮过程属于典型的间歇批量生产过程 中控开发了批量配方管理专用软件包 并在聚氯
7、乙烯 涂料 乳胶胶水等化工批量生产过程中已得到了成功的应用 可满足DDS 蒸煮工程对批量控制的要求 3 中控在造纸行业应用案例集 4 中控在造纸行业应用案例集 1 2 2 2 洗选工段洗选工段 蒸煮得到的粗浆必须经过洗涤筛选处理 将蒸煮过程溶解出来的木素等固形物 以及 未蒸解的节子 粗渣等杂质从浆料中去除 以尽可能降低后序漂白的化学药品消耗 减轻废 水污染负荷 提高漂白效率 粗浆洗选大致有两种流程选择 即先洗后筛和先筛后选流程 考虑蔗渣浆节子比较少也 比较软 不对洗浆设备的安全构成威胁 因此该项目采用先洗后筛流程 从环保和节水角度 出发 洗浆采用常规的逆流洗涤 后段洗浆滤出的黑液即作为前段洗浆
8、的洗涤液 筛选为封闭中浓筛选 把传统的筛浆浓度从1 0 提高到2 5 可大大减少废水排量 筛选的段数设置与浆质量 投资 运行成本等因素有关 筛选流程采用三段压力筛渣加两段 除砂配置 5 中控在造纸行业应用案例集 6 中控在造纸行业应用案例集 1 2 2 3 封闭筛选封闭筛选 中控在造纸行业一直以来关注行业工艺的结合 在预计调试时间之前高效的完成了调 试 各个自动控制要求全部投入 联锁要求全部投入 很好的保证了该套封闭筛选的良好运 行 在达到设计产量后 能平稳的安全的保证产品的质量 用户及ANDRITZ外方工程师非 常满意 ANDRITZ封闭筛选主要控制要点如下 筛选系统浓度控制 筛选系统产量控
9、制 筛选系统排渣率控制 筛选系统稀释水量控制 筛选设备进出口压差控制 筛选系统设备连锁保护 压差流量控制 各段比例控制 7 中控在造纸行业应用案例集 压力筛稀比例控制 除砂器时序控制 1 2 3 信息管理功能信息管理功能 在造纸行业 企业员工的整体素质较高 企业信息化的意识较强 具备一定规模的造纸 企业基本上已实现了企业资源管理系统 ERP 和车间内的过程自动化控制系统 DCS Drive 复卷机等 车间的生产已经高度的自动化 但是如何按照客户的订单要求来最优化安排生 产 如何面对当生产出来的产品不满足当前用户的要求 如何按照国际标准要求来打印纸卷 条码 如何提高复卷机和切纸机的生产效率 如何
10、将车间的有效生产数据及时的传递到 ERP 系统 如何更有效的安排仓库管理和运输等等问题又出现在企业的管理者面前 1 2 3 1 中控实现方案中控实现方案 基于这种现状 中控推出了造纸行业 PIMS 解决方案 该方案有效实现造纸行业企业的 订单管理 生产安排 纸机管理 质量管理 复卷机优化 包装线管理 库存管理 条码管 理 运输管理 回收纸卷处理等功能 是一套将先进信息技术和科学管理思想为一体的造纸 行业的管控一体化解决方案 该项目实现了以下功能 1 生产流程监视 在客户机终端上能查看实时工艺流程图 这些流程图包括各单元机组 DCS 辅助车间 控制系统 电气网络控制系统 NCS 等的画面 显示信
11、息与各实时监控系统的画面同步 这些画面是只读的 任意操作不会影响 DCS PLC 的正常运行 8 中控在造纸行业应用案例集 9 中控在造纸行业应用案例集 2 实时趋势曲线 实时趋势曲线功能主要提供用户浏览数据趋势的功能 为用户提供了方便快捷的实时趋 势曲线查询显示功能 3 历史趋势分析 对历史数据库中所记录的所有数据都可以用曲线的形式显示出来 以供参考和分析 提 供的趋势曲线控件功能强大 所有操作都以 Web 方式进行 在客户端上有适当的权限可自 行修改显示环境设置 如增加或修改显示画面 服务器自动保存并维护这些设置 以后用户 无论在哪里登录服务器只需提供正确的帐户服务器即会根据用户的个性化设
12、置显示 4 报表 实时 历史数据库中保存着大量的生产过程数据 根据预定的统计规则 自动生成班报 日报 月报和年报 同时支持用户自定义报表 生成经济性指标报表 供管理人员和技术人 员分析 决策 保存使用 此外 根据用户要求定制考核指标报表 以便管理人员做出公正 合理的奖惩 激励运行人员改进运行水平 提供方便快捷的报表查询功能 显示和打印报表 10 中控在造纸行业应用案例集 5 其它 1 2 4 应用效果应用效果 该项目是国产自动化系统首次应用于 10 万吨级规模制浆造纸全线及管控一体化项目 制浆造纸企业全线控制系统项目 该项目是中控继缅甸项目后国内的第一个全线项目 项目 的顺利投运再一次显示了中
13、控在行业项目管理和行业技术把握方面的优势 1 3 沅江纸业有限责任公司沅江纸业有限责任公司 沅江纸业有限责任公司拥有了国内最先进的化学苇浆生产线和一流的 3520mm 2640mm 纸产品生产线 沅江纸业有限责任公司作为中控的重要客户之一 中控的 WebField 系统已成功地在如下项目上应用 1 3 1 10 万吨非木材制浆项目概况万吨非木材制浆项目概况 10 万吨非木材制浆项目包括除节 筛选 氧脱 漂白等工段 其中洗选漂白工艺引 进国际领先工艺技术 该项目共设 2 个控制站 1 个工程师站和 3 个操作员站 整个项 目的 I O 测点规模达到了 856 点 并实现现场过程数据监视 控制 通
14、讯 数据采集 累积 报表打印 管理 SCnet SOnet 打印机打印机 ESOS2 控制室机柜室控制室机柜室 OS1 打印机打印机 系统柜系统柜系统柜系统柜 OS3 继电器柜继电器柜继电器柜继电器柜 11 中控在造纸行业应用案例集 图 2 10 万吨非木材制浆项目系统配置图 1 3 2 实施难点与实施方案实施难点与实施方案 该项目是国内第一条采用 ECF 漂白的非木材制浆生产线 也是第一条国内最大的草浆 生产线 是第一套国产 DCS 与国外制浆设备配置的系统 1 3 2 1 白度控制白度控制 纸张的白度是重要的印刷适性质量指标 在该项目中中控根据美卓提供的现场经验公 式 制作出了优化算法 提
15、高了对白度的控制 使得产品的质量得到了提升 白度控制 metso 方案 补偿白度控制 metso 方案 12 中控在造纸行业应用案例集 1 3 3 应用效果应用效果 该项目的自控投入率达到用户和国外供应商的要求 很好的解决了白度 PH值等参数 的控制 洗选漂白工段的设备控制 工艺控制均符合用户要求 整个系统运行稳定 1 4 山东博汇纸业股份有限公司山东博汇纸业股份有限公司 山东博汇纸业股份有限公司是一家集纸张的研发 生产 销售于一体的大型股份制 企业 公司在全国 30 个省 市 自治区设有办事处 并远销东南亚等国家和地区 山 东博汇纸业股份有限公司作为中控的重要客户之一 中控的 WebFiel
16、d 系统已成功地在如 下项目上应用 1 4 1 9 5 万吨化学制浆项目概况万吨化学制浆项目概况 博汇纸业 9 5 万吨化学浆项目 DCS 控制点数达 4000 点左右 共设 5 个控制站 1 个工 程师站和 5 个操作员站 该项目工艺控制要求严格 过程复杂 设备繁多 对于系统的安 全性要求极高 洗选漂白工艺引进美卓造纸机械公司整套工艺 包括除节 筛选 氧脱 漂 白 化学品制备等工段 漂白用二氧化氯制备由加拿大 ERCO Worldwide 公司提供工艺及设 备 氧脱 漂白工段不但有严格的温度 压力的控制要求 并且有极其复杂的工艺安全联锁 二氧化氯制备的安全要求 精准的模拟量控制及快速的联锁反应要求对于 DCS 系统的工程 实施提出了更高的要求 13 中控在造纸行业应用案例集 SCnet SOnet 控制室机柜室 光纤 交换机交换机 光纤 交换机交换机 洗选漂控制室洗选漂控制室 系统柜系统柜 CLO2控制室控制室 系统柜系统柜 ESOS1OS2OS3OS4OS5 电源柜电源柜 系统柜系统柜系统柜系统柜系统柜系统柜 继电器柜继电器柜 系统柜系统柜系统柜系统柜系统柜系统柜 继电器柜继电器柜
