唐華

摘 要：堿回收是制漿造紙企業(yè)的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的雙重需求，我國堿回收處理正在向大型高效率自動(dòng)化的處理方向發(fā)展。廢堿回收處理設(shè)備采用安全可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)，會(huì)給企業(yè)生產(chǎn)帶來極大的便利，工作人員在日常操作使用中，無需投入過多的精力，僅需等待設(shè)備的一些相關(guān)數(shù)據(jù)的提示或報(bào)警提醒，操作簡便。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用提高了設(shè)備的精準(zhǔn)運(yùn)行程度，節(jié)省人力物力，同時(shí)可以避免各類問題的產(chǎn)生，達(dá)到運(yùn)行安全穩(wěn)定，延長設(shè)備使用壽命，企業(yè)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益也因此有較大程度的提升。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制;堿回收;效率;系統(tǒng);技術(shù)

如今，市場上各種各樣的堿性廢水處理設(shè)備很多，由于堿法制漿蒸煮廢液過程中，在回收蒸煮時(shí)，多采用添加化學(xué)藥品的工藝技術(shù)，容易對(duì)環(huán)境造成污染，影響人們身體健康。造紙企業(yè)使用堿回收爐對(duì)這些含有化學(xué)藥品的廢液進(jìn)行回收處理，可達(dá)到多方面作用：燃燒黑液中有機(jī)物產(chǎn)生熱能、生成用于苛化的綠液、提取可回收堿、降低污染物的排放、節(jié)能環(huán)保等。堿回收爐既回收了造紙所用的堿，又能提供熱源，達(dá)到回收、節(jié)能、減少污染的三效綜合。目前，爐本體回收率可達(dá)99%，回收效果良好，符合節(jié)能減排的大環(huán)境要求。

1 堿回收工藝生產(chǎn)流程

整個(gè)制漿造紙行業(yè)完整的自動(dòng)化方案涵蓋生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)：從備料、制漿、堿回收、紙機(jī)濕部、紙機(jī)干部、QCS、傳動(dòng)、蒸汽鍋爐、工廠發(fā)電配電再到污水處理，廣泛涉及生產(chǎn)各個(gè)方面，堿回收工藝包括以下主要生產(chǎn)過程：黑液提取、蒸發(fā)、燃燒、苛化，最終將黑液中SS、C0D、BOD一并徹底除去，并可回收堿。

①在蒸煮工段，蒸煮主要是脫木素的過程。纖維原料經(jīng)過蒸煮后，木質(zhì)素溶解在蒸煮液中，蒸煮完成排出蒸煮液，亦稱廢液;

②在洗篩工段，篩選過程主要是將紙漿內(nèi)含有的雜質(zhì)分離去除，洗滌時(shí)紙漿經(jīng)擠壓、過濾等環(huán)節(jié)被從廢液中分離出來;

③黑液蒸發(fā)工段：從提取工段傳送過來的黑液含水量達(dá)80%以上，這種稀黑液必須將其蒸發(fā)濃縮后才能燃燒。所提取出的黑液經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)將大部分水份去除后，此時(shí)提取的黑液濃度和溫度均較高，才能滿足燃燒需要;

④在燃燒工段，將黑液中有機(jī)物燃燒并進(jìn)行熱量回收，在黑液的無機(jī)物中回收堿和其中的有機(jī)鈉鹽。先將蒸發(fā)工段送達(dá)的黑液濃縮、加熱至一定溫度，黑液噴槍將其噴入堿回收鍋爐膛內(nèi)，黑液中的有機(jī)物燃燒所產(chǎn)生的熱煙氣，與水冷壁、水冷屏或過熱器、鍋爐管束和省煤器等受熱面進(jìn)行間接熱交換，蒸汽用于工藝或發(fā)電后供熱。綠液是黑液中有機(jī)鈉鹽經(jīng)過爐內(nèi)高溫化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變排出綠色液體，主要成分碳酸鈉和硫化鈉。

⑤在苛化工段，將綠液與石灰進(jìn)行反應(yīng)，綠液中碳酸鈉Na2CO3被苛化轉(zhuǎn)變?yōu)镹aOH?？粱蟪吻宓囊后w稱為白液，即成為重新用于制漿蒸煮的堿液。CaO+H2O+Na2CO3=

2NaOH+CaCO3↓。石灰苛化后生成白泥在高溫下燃燒轉(zhuǎn)化成石灰?；厥帐已h(huán)用于苛化過程。

2 堿回收自動(dòng)化控制系統(tǒng)

以某公司HOLLiAS-MACS大型集散控制系統(tǒng)為例，其蒸球制漿系統(tǒng)控制，在蒸煮過程中采用DCS控制系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：蒸球自動(dòng)定位控制;裝鍋完成啟動(dòng)控制;裝球量控制;液比控制;堿液濃度與流量控制;蒸球進(jìn)汽壓力控制;蒸煮曲線控制空轉(zhuǎn)升溫、小放汽、升溫、保溫、排液、注水、噴放（排料）;串汽進(jìn)汽控制;自動(dòng)噴放空轉(zhuǎn);K值預(yù)測控制;間歇蒸煮連續(xù)生產(chǎn)邏輯控制;故障解除控制;單球解鎖控制;聯(lián)產(chǎn)計(jì)量控制等眾多自動(dòng)控制體系，不一而論。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)在堿回收各工段的應(yīng)用

3.1 蒸發(fā)工段自動(dòng)控制

蒸發(fā)器控制要點(diǎn)是輸入熱量和黑液通過量要平衡，到達(dá)穩(wěn)定固--液比。稀黑液指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，密度檢測是根據(jù)沸點(diǎn)升高原理。濃黑液波美度變化將使該效壓力發(fā)生變化，如果密度變化則進(jìn)行壓力給定調(diào)節(jié)，蒸汽流量隨之變化，對(duì)密度實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償而重定。一般是密度調(diào)節(jié)器為內(nèi)給定，蒸汽壓力給定由外給定。系統(tǒng)前饋控制是根據(jù)黑液進(jìn)料流量確定所需加熱蒸汽量的比值關(guān)系，作為蒸汽壓力調(diào)節(jié)的給定值，進(jìn)料密度變化可周期地控制流量，保證總處理量固含量不變來作為前饋調(diào)節(jié)。在濃黑液最終密度值偏離給定值時(shí)，密度信號(hào)將改變加熱蒸汽量與進(jìn)料黑液量之間的比值。當(dāng)稀黑液流量變化時(shí)，前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)將作動(dòng)態(tài)補(bǔ)償調(diào)整變化，獲得適當(dāng)蒸汽流量變化，在進(jìn)料流量變化到達(dá)第一效時(shí)，蒸汽相應(yīng)變化也同時(shí)到達(dá)，最終將濃黑液密度的波動(dòng)限制在最小范圍內(nèi)。

3.2 燃燒工段自動(dòng)控制

黑液自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為穩(wěn)定入爐燃料量，必須控制入爐黑液的流量和濃度（及絕干量）。為穩(wěn)定入爐黑液的粘度，必須控制其溫度。為穩(wěn)定入爐黑液液滴形狀和大小，必須控制其壓力，保證恒定壓力、恒定流量。最重要的控制回路是鍋爐給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，鍋爐汽包水位是影響安全運(yùn)行的重要因素。在實(shí)施控制時(shí)，應(yīng)特別注意“虛假水位”現(xiàn)象，必須對(duì)汽包液位、給水量、蒸汽量采用三沖量控制進(jìn)行給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為進(jìn)一步保證上汽包液位的穩(wěn)定和操作安全，分別在兩個(gè)上汽包液位及燃燒爐下部熔融物出口處各安裝兩個(gè)高清攝像頭，在燃燒控制室安一套電視監(jiān)視系統(tǒng)，更加直觀反應(yīng)汽包水位和熔融物的實(shí)時(shí)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)視控制。燃燒過程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以維持蒸汽壓力穩(wěn)定，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的燃燒工況，就應(yīng)保持燃料量和送風(fēng)量的適度比例，組合眾多參數(shù)的燃燒過程進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。在控制系統(tǒng)中，通過軟件編程及優(yōu)化控制理論，較好解決復(fù)雜控制理論的實(shí)施問題。

3.3 苛化工段自動(dòng)控制

將堿回收各部分作為一個(gè)整體對(duì)象控制，按工藝流程的自動(dòng)化過程由DCS系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成，達(dá)到系統(tǒng)平衡，保證工藝設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)行和起停，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工段控制系統(tǒng)的測點(diǎn)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源的共享，提高工藝設(shè)備運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，工藝設(shè)備在額定參數(shù)的上限運(yùn)行，讓工藝設(shè)備保持在最佳運(yùn)行工況，降低能耗，提高自動(dòng)化投入率，提高可靠性，減少誤操作，降低事故率，完善操作指導(dǎo)和事故分析手段?？粱到y(tǒng)開關(guān)控制設(shè)備主要是一些泵，現(xiàn)場啟?；虿僮鲉T通過計(jì)算機(jī)啟停均可。設(shè)備運(yùn)行工況由眾多監(jiān)測參數(shù)反映出來，異常時(shí)可實(shí)現(xiàn)超馳功能，也會(huì)提供相關(guān)參數(shù)、趨勢、圖表通知運(yùn)行人員及時(shí)處理，有助于日常管理和事故分析，高效、便捷的系統(tǒng)在線維護(hù)。

3.4 白水回收自動(dòng)控制

白水回收系統(tǒng)（多圓盤）是制漿造紙車間重要組成部分。白水回收裝置起到從制漿、紙機(jī)白水中回收纖維和填料的作用，回收的物料重新用來抄紙，排水可作為紙料制備的稀釋或洗滌水，也可用在其他制漿和抄紙車間。白水回收機(jī)內(nèi)網(wǎng)槽液位控制，要保證機(jī)內(nèi)網(wǎng)槽有適當(dāng)液位，通過自動(dòng)控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，增減轉(zhuǎn)鼓過濾速度來實(shí)現(xiàn)，確保有效操作白水回收機(jī)。為提高白水回收機(jī)濾水度，對(duì)高粘度漿要設(shè)置機(jī)內(nèi)水溫控制，回收機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)加入溫水量控制機(jī)內(nèi)水溫，以達(dá)到稀釋和過濾白水的目的。

4 優(yōu)化控制方案的總體性能指標(biāo)

大型木漿堿回收爐入爐濃度高（80%及以上），多為單汽包不帶圓盤蒸發(fā)器的低臭型堿回收爐，有特殊設(shè)計(jì)的多次供風(fēng)系統(tǒng)和高低濃臭氣處理系統(tǒng)，更關(guān)注環(huán)保和節(jié)能，堿回收爐熱效率高達(dá)70%以上。全程自動(dòng)化控制，使成漿硬度實(shí)測值之間標(biāo)準(zhǔn)偏差波動(dòng)值減少;蒸煮時(shí)間較人工控制縮短;蒸汽消耗較人工控制降低，粗漿得率一般增加2個(gè)百分點(diǎn);漂白工段氯耗降低7.8%;單位電耗降低2.9%;紙漿質(zhì)量（硬度）預(yù)測監(jiān)督控制功能穩(wěn)定;產(chǎn)量穩(wěn)定提高。

綜上所述，制漿造紙行業(yè)被國際公認(rèn)為“永不衰竭”的工業(yè)，當(dāng)今世界造紙工業(yè)正向著高速、高效、高質(zhì)量、低能耗、自動(dòng)化、連續(xù)化作業(yè)的方向發(fā)展。我國造紙生產(chǎn)技術(shù)水平仍有較大差距，技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用于實(shí)踐是一個(gè)漫長的過程，堿回收自動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，選用企業(yè)自身適合與實(shí)用的設(shè)備技術(shù)就是最好的，以工作可靠性好，精度高，線性好，測量范圍大，反應(yīng)速度快為原則，并符合與環(huán)境相協(xié)調(diào)的現(xiàn)代化大工業(yè)方向發(fā)展，新型高效的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，將使企業(yè)一直保持良好的發(fā)展態(tài)勢。

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