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1、个人收集整理 勿做商业用途第7章 碱回收过程典型控制系统 碱回收过程包括蒸发、燃烧和苛化三个过程。本章对这一过程的工艺原理、测控要求、控制方案和测控点等作以详细介绍。7.1 蒸发过程典型控制系统7。1。1 蒸发过程工艺对控制系统的要求 碱回收的第一步是通过蒸发将黑液浓缩。从纸浆洗涤工段过来的黑液浓度约为10%左右，通称为稀黑液。经过本工段的多效蒸发器，可浓缩到45左右,然后再在圆盘蒸发器中利用烟气的热量，进一步浓缩到50后即可入炉燃烧。蒸发器有多种形式，主要有长管升膜蒸发器（简称管式）和自由降膜板式蒸发器（简称板式)两种。板式蒸发器节能高效,黑液在加热片上自上而下流动，无液柱引起的温差损失，传
2、热系数及蒸发强度高,另外在加热面上的结垢为平板状，在生产过程中因温度变化和稀黑液冲刷下容易自由剥落,但设备加工工艺复杂,故售价要比管式高。而麦草浆黑液浓度在20%以下粘度较低，使用管式蒸发器不易结垢，蒸发强度与板式蒸发器相差不大，蒸发效果较好。因此，在黑液浓度低于20，即、效可采用管式，而当黑液浓度提高到2025%时，可采用板式蒸发器进一步蒸发到4245。考虑到性能/价格比及我国国情，对于75t/d和100t/d的蒸发工段，一般都采用“二板三管”形式，即、效采用板式而、效采用管式。现以“二板三管”多效蒸发器作为典型过程来加以说明。 在本工段,工艺对控制的要求主要有以下几个方面 出效浓黑液浓度保
3、持稳定 不稳定的入炉浓度将会给燃烧工段带来很大的麻烦。影响浓黑液的浓度的主要因素有：进效的稀黑液浓度和流量及多效蒸发器的总有效温差.当由于受到干扰使黑液浓度偏离设定值时，如果蒸汽条件有限制的话，可控制入效的稀黑液流量来调节出效的浓黑液浓度。如果蒸汽条件没有限制,则可通过浓度蒸汽压力串级调节回路，用控制新鲜蒸汽的流量或压力来调节浓黑液浓度。 稳定总有效温度差 各效的热量传递及流动是依靠有效温差加以推动的. 所谓有效温差是指进入蒸发器的饱和蒸汽温度与黑液沸腾温度之差，任何一效的起点温度将低于前一效的黑液沸腾温度。为了保证各效有足够的温差，必须保证有稳定的总有效温差，而总有效温差取决于效蒸发器的新鲜
4、蒸汽压力和末效的二次蒸汽的真空度。 冷凝水系统的控制 整个冷凝水系统是密封的，而且允许冷凝水发生自蒸发,因此对各效的冷凝水罐的液位必须加以控制。 重要参数的集中显示 各效的温度及二次气压力都必须加以检测并集中显示. 过程优化控制 在采用计算机集散型控制系统后，有条件对整个蒸发过程实施优化控制。其主要方案是建立多效蒸发器的数学模型，通过对热量传递的运算以获得最佳的蒸发效率。7.1.2 控制方案本控制方案是针对“三管两板”形式的多效蒸发器加以订制的，图7-11是典型的“三管两板多效蒸发工程的测量控制系统图，表7-11是相应的主要测控点一览表。控制系注释：本页插入 图 7-11 蒸发工段工艺流程图统
5、可按三个子系统分别加以叙述。表711 蒸发工段测控点一览表序 号 工 位 号 用 途测 量 范 围1FRQ01新蒸汽流量记录、累计2FIC02进效稀黑液流量指示、调节3FFIC03进效稀黑液流量指示、比例调节4HIC01进效稀黑液远方控制5FRQ04出效浓黑液流量记录、累计6FIC05进效半浓黑液流量指示、调节7FIC06进效蒸气流量指示、调节8LIC01、02、效蒸发器液位指示、调节9LIC03浓黑液闪蒸罐液位指示、调节10LIC04效冷凝水液位罐液位指示、调节11LIC05清洁冷凝水闪蒸罐液位指示、调节12LIA06浓黑液槽液位指示、报警13LIA07稀黑液槽液位指示、报警14LIA08半
6、浓黑液槽液位指示、报警15LIA09温水槽液位指示、报警16LIC10污冷凝水液位罐液位指示、调节17LIC11半浓黑液液位罐液位指示、调节18PRA01进效新鲜蒸汽压力记录、报警19PI0206、效气室压力指示20PI07真空泵入口压力指示21TI01效冷凝水温度指示22TI0205、效液室温度指示23TI06出效半浓黑液泵入口温度指示24TI07表面冷凝水出口水温度指示、调节25TI08、09稀黑液预热器黑液入、出口温度指示26TI10稀黑液槽黑液温度指示27TI11半浓黑液槽黑液温度指示28TI12效出效黑液温度指示29TI13效出效黑液温度指示30TI14浓黑液槽黑液温度指示31TI1
7、5新蒸汽温度指示32CISA01效冷凝水电导率指示连锁、报警33DI02浓黑液浓度指示34DI03稀黑液浓度指示（1）蒸汽子系统 在进汽管上，安装有PRA01、FRQ01及TI15，分别为:新鲜蒸汽压力指示、记录及报警；流量指示、记录及累计;温度指示.总管新鲜蒸汽分成两路，主管道送往“I效蒸发器”,并有FIC06对其进行调节，副管送往“稀黑液预热器”，对稀黑液进行预热。进入I效的新鲜蒸汽对黑液加热后，产生的二次蒸汽被作为II效的加热蒸汽，以此类推,一直到最后的V效。V效的蒸汽出口与“板式降模冷凝罐”相联接，V效蒸发器是在真空条件下蒸发。PI02、PI-03、PI-04、PI-05、PI06分别
8、指示各效气室出口处的蒸汽压力。TIC-07是“板式降模冷凝罐”中冷凝水出口水温指示、调节，通过调节进罐清水量来保持出口水温。（2）黑液子系统由洗浆工段来的稀黑液送入“稀黑液槽,在该处设置有温度指示TI10,液位指示、报警LIA07及黑液浓度指示DI-02。槽内的稀黑液与部分浓黑液进行充分混合后被泵送至稀黑液预热器进行加热，然后送往III、IV、V效，由FIC-02、FFIC-03、HIC01对送往上述三个蒸发器的流量进行分配，一般按10:5:2的比例进行。出V效的半浓黑液送往“半浓黑液液位罐”，其闪蒸汽送回效内作为补充加热源，而黑液则被泵送往II效蒸发器,LIC-11对罐内的液位进行控制。黑液
9、在II效蒸发器内进一步得到浓缩，然后被泵送到I效。LIC02为II效蒸发器黑液液位控制，TI-03为效内黑液温度指示。送往I效的黑液作最后的浓缩。得到的浓黑液,被送往“浓黑液闪蒸罐”，闪蒸汽送往III效作补充热源,而浓黑液被泵送到“浓黑液槽”。LIC-01对I效蒸发器内的黑液液位进行控制，TI-02指示I效内黑液的温度，LIC-03控制“浓黑液闪蒸罐”内的液位，LIA06为浓黑液槽液位指示、报警,TI14、DI-01则分别为槽内黑液的温度指示及浓度指示.III、IV、V效蒸发器出口黑液的温度指示分别为TI04、 TI-05及 TI06.本文为互联网收集,请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源
10、于网络（3)冷凝水系统 进I效的新鲜蒸汽经冷凝放热后，被送往“I效冷凝水液位罐”，在内被闪蒸，闪蒸汽送往III效作补充热源，冷凝水则送往“清洁冷凝水闪蒸罐，与“稀黑液预热器”送来的冷凝水会合，闪蒸汽同样被送往III效，冷凝水经CISA-01电导率检测,如未被污染,则送往燃烧工段,如已被污染，则排放出去。LIC04控制“I效冷凝水液位罐”的液位。II、 III、IV、V效的污冷凝水被分别送到各效的“冷凝水闪蒸罐”，经闪蒸后，冷凝水被集中到“污冷凝水液位罐，然后被泵送到水封槽,也可用于洗效.LIC-10为该罐的液位控制.（4）串级及前馈控制浓黑液浓度调节回路与新鲜蒸汽进效流量调节回路组成串级调节系
11、统（见图71-2)，当检测到浓黑液浓度偏离设定值时,浓度调节回路进行运算，其输出为蒸汽流量调节回路FIC-06的设定值,接着蒸汽流量调节器进行调节,改变进效蒸汽流量，使黑液浓度发生变化,一直到达到浓度设定值为止.黑液浓度调节器蒸汽流量调节器I效蒸发器浓度设定+-+-DsDrFsFr浓度检测流量设定流量检测图7-1-2 黑液浓度串级调节系统在工程中，还采用了前馈控制，多效蒸发器具有容量大,滞后时间长等特点，给整个系统的自动控制带来麻烦.对于一个干扰,必须缓慢地进行调节，否则就会使整个系统变得不稳定。在蒸发工程，主要干扰可以认为是稀黑液的流量和浓度.而调节参数是蒸汽流量，调节参数为浓黑液的浓度。当
12、干扰强烈时，就不能采用上述的反馈调节系统，而当切换到前馈调节状态,即根据稀黑液的变化情况，直接去控制新鲜蒸汽的流量。这样可预先防止浓黑液的浓度发生大的波动。7。2 燃烧过程7.2。1 燃烧过程工艺对控制系统的要求蒸发工段浓缩后的黑液送到燃烧工段的直接接触蒸发器中，利用烟气和余热进一步把浓黑液浓缩到6570%的浓度供燃烧。在黑液固形物中，均有70%为可以燃烧的有机物质（如木素、细小纤维素等），30%为无机物(NaOH、Na2S等蒸煮化学药品）。燃烧工段的目的是： 1)回收无机化学药品回用于生产； 2)有机物燃烧产生的热量以蒸汽方式回收,并在燃烧过程中把补充的芒硝还原为Na2S； 3）减少废气对环
13、境的污染。 燃烧工段的控制与燃油锅炉的控制有许多相同之处，需要监测和调节的参数主要有： 1）黑液系统 调节黑液的浓度和流量，以稳定燃烧燃料的供应量；调节黑液的温度,以稳定其粘度；稳定黑液的压力，以保证入炉黑液液滴的形状和大小。2）燃烧系统 调节送风流量，并与黑液流量组成比例调节系统,以保证黑液充分燃烧又不至于造成过多的热损失和碱飞失;调节一次风与二次风之间的比例；监测热层温度、为芒硝的还原反应创造良好的条件；调节送风的温度监测送风压力，以稳定燃烧；监测烟气中氧气（或CO）、可燃气体(CH4)等含量，以监测燃烧效率；3）锅炉引风系统 调节炉膛负压；监测锅炉不同部位的压力降，以监测锅炉是否堵塞;监
14、测排风机排风压力；监测烟气通过省煤器和直接接触蒸发器时的温度；4）给水和蒸汽系统 汽包液位、蒸汽流量和给水流量三冲量调节系统,以控制给水流量、稳定汽包液位、保证安全运行；调节给水压力；监测给水电导率和水温;调节蒸汽温度以保证在不同负荷和燃烧条件下的蒸汽温度的稳定;监测汽包蒸汽压力；5）绿液流程 调节溶解槽的液位，以保证安全生产及减少污染；调节绿液的浓度，为苛化工段创造良好条件；检测溜槽冷却水的温度（或流量）。7。2。2 控制方案 本控制方案是针对100T/D左右碱炉而加以制定的。表721给出了本工段的测控点一览表，而这些测控点布置，在图7-2-1“燃烧工段热力系统图”及图72-2“燃烧工段工艺流程图”中分别作了标示。下面分成几个子系统分别加以叙述。(1)黑液子系统 由蒸发工段来的浓度约50的浓黑液被直接送往“圆盘蒸发器”，进行进一步浓缩.“圆盘蒸发器”设置有温度指示TI01及液位指示LI-07.然
