plc在紙機堿回收蒸發工段的應用

0引言

　　黑液蒸發把洗選工段產生的副產品------稀黑液高度濃縮后送燃燒工段處理，堿回收設備的工況十分惡劣，尤其是腐蝕性和黑液結垢問題很為棘手，平穩整個工藝過程的運行，使設備工作在合理， 優的工藝參數范圍內是減慢結垢速度、延長設備使用壽命的有效方法。

　　由于后續工段燃燒的要求，蒸發站的出濃液濃度不能低于某個極限，但出濃液濃度偏高也會帶來許多問題，如蒸汽消耗大、結垢速度加快，管道阻力大，易堵，惡化燃燒工段許多設備如圓盤蒸發器的工況等。我國制漿造紙堿回收設備中，對黑液蒸發濃度實施自動控制的比例很小，而不熟練的手工操作易出現出濃液深度偏低或偏高的情況，使設備工作在不合理的工況。本文簡要介紹作者在河南白云紙業五效蒸發站實施計算機集散控制的控制方案。

1控制方案

　　黑液蒸發的主要設備是蒸發器。蒸發器串聯組成蒸發站。本設計中所控制的蒸發站是由五臺板式降膜蒸發器串聯組成。除此之外，還有一些輔助的蒸發設備，如降膜板式冷凝器，溫水槽，稀黑液槽， 閃蒸罐，液位罐等。在黑液蒸發過程中包含以下三個基本的工藝流程，即蒸汽流程，黑液流程，冷凝水流程。本蒸發站中，外網來低壓蒸汽（0.4mpa 151℃），首先進入i效蒸發器，i效蒸發器產生的二次蒸汽經閃蒸罐閃急蒸發后，再引入ii效，為ii效蒸發器提供熱源，以此類推直至末效。末效二次蒸汽經冷凝后成冷凝水排出，不凝氣體則由真空泵排空。而黑液則采用逆流供液方式，即制漿車間來稀黑液，首先進入稀黑液槽，經稀黑液泵進入末效蒸發器，然后再到iv效，iii效，以此類推，直至i效。與蒸發流程反向而行。這樣隨著黑液濃度的提高，蒸發溫度也提高，而黑液粘度增加緩慢。蒸汽流與黑液流反向而行的供液方式，不僅可節省蒸汽消耗，部分程度上也可緩解黑液結垢問題。

　　在本蒸發工段的主要控制目標是穩定濃黑液的深度和降低蒸汽消耗，影響濃黑液波美度的因素主要是進效稀黑液的濃度和流量及蒸發設備各效的總有效差壓。穩定有效差壓首先要穩定進第i效的新鮮蒸汽的壓力和末效二次蒸汽的真空度，即穩定總壓差。然后盡量減少和穩定蒸發過程中的壓差損失，因此，必須要控制下列參數：

　　進效稀黑液的濃度和流量；

　　（1） 出效濃黑液的濃度；

　　（2） 進效新鮮蒸汽的壓力和流量；

　　（3） 末效的二次蒸汽的真空度；

　　（4） 出效黑液的液位；

　　（5） 出效冷卻水液位；

　　所以，我們選取壓力、流量、溫度、液位為主要的控制對象，共設置了8路壓力、6路流量、21路溫度、16路液位總計51個測控點。為防止流送過程中，因電機啟停不當而造成的不良后果，我們又對所使用的22臺電機實行連鎖控制。

　　1.1系統硬件設計

　　1.1.1本自動控制系統采用西門子先進的s7-400可編程控制器。它是西門子公司開發的適合當代計算機技術發展的新一代可編程控制系統。它具有更高的控制能力、運算速度、網絡功能和更優的性能價格比。通過profibus-dp現場總線可與et200m i/0站相連。et200m 可置于mcc低壓柜旁邊，從而可方便將電機和泵類的控制納入dcs中去。

　　1.1.2系統網絡采用工業以太網。其優點：

　　抗干擾能力強，不需特殊的接地要求，不對其它電子設備產生影響。

　　中央處理單元型號為cpu 414-2dp。系統的輸入輸出模板的型號和數量由現場電氣和儀表信號的類型和數量決定。具體如下：

　　圖1 硬件控制系統示意圖

　　di模板主要用于顯示電機啟停和過載指示；do模板用于控制電機啟停；ai模板主要用于對電動機電流、功率以及各測控點如溫度、壓力、流量、液位進行采樣顯示。do模板在實際應用中為提高抗干擾能力和控制容量要通過中間繼電器隔離，由中間繼電器觸點去控制電氣設備（如接觸器etc）。模擬量輸入模板在使用前要通過跳線組態成本方案所需要的輸入方式。