PLC在紙機(jī)堿回收蒸發(fā)工段的應(yīng)用

0引言

　　黑液蒸發(fā)把洗選工段產(chǎn)生的副產(chǎn)品------稀黑液高度濃縮后送燃燒工段處理，堿回收設(shè)備的工況十分惡劣，尤其是腐蝕性和黑液結(jié)垢問(wèn)題很為棘手，平穩(wěn)整個(gè)工藝過(guò)程的運(yùn)行，使設(shè)備工作在合理，最優(yōu)的工藝參數(shù)范圍內(nèi)是減慢結(jié)垢速度、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的有效方法。

　　由于后續(xù)工段燃燒的要求，蒸發(fā)站的出濃液濃度不能低于某個(gè)極限，但出濃液濃度偏高也會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，如蒸汽消耗大、結(jié)垢速度加快，管道阻力大，易堵，惡化燃燒工段許多設(shè)備如圓盤(pán)蒸發(fā)器的工況等。我國(guó)制漿造紙堿回收設(shè)備中，對(duì)黑液蒸發(fā)濃度實(shí)施自動(dòng)控制的比例很小，而不熟練的手工操作易出現(xiàn)出濃液深度偏低或偏高的情況，使設(shè)備工作在不合理的工況。本文簡(jiǎn)要介紹作者在河南白云紙業(yè)五效蒸發(fā)站實(shí)施計(jì)算機(jī)集散控制的控制方案。

1控制方案

　　黑液蒸發(fā)的主要設(shè)備是蒸發(fā)器。蒸發(fā)器串聯(lián)組成蒸發(fā)站。本設(shè)計(jì)中所控制的蒸發(fā)站是由五臺(tái)板式降膜蒸發(fā)器串聯(lián)組成。除此之外，還有一些輔助的蒸發(fā)設(shè)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(fā)過(guò)程中包含以下三個(gè)基本的工藝流程，即蒸汽流程，黑液流程，冷凝水流程。本蒸發(fā)站中，外網(wǎng)來(lái)低壓蒸汽（0.4Mpa 151℃），首先進(jìn)入I效蒸發(fā)器，I效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)閃蒸罐閃急蒸發(fā)后，再引入II效，為II效蒸發(fā)器提供熱源，以此類(lèi)推直至末效。末效二次蒸汽經(jīng)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(chē)間來(lái)稀黑液，首先進(jìn)入稀黑液槽，經(jīng)稀黑液泵進(jìn)入末效蒸發(fā)器，然后再到IV效，III效，以此類(lèi)推，直至I效。與蒸發(fā)流程反向而行。這樣隨著黑液濃度的提高，蒸發(fā)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(jié)省蒸汽消耗，部分程度上也可緩解黑液結(jié)垢問(wèn)題。

　　在本蒸發(fā)工段的主要控制目標(biāo)是穩(wěn)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(jìn)效稀黑液的濃度和流量及蒸發(fā)設(shè)備各效的總有效差壓。穩(wěn)定有效差壓首先要穩(wěn)定進(jìn)第I效的新鮮蒸汽的壓力和末效二次蒸汽的真空度，即穩(wěn)定總壓差。然后盡量減少和穩(wěn)定蒸發(fā)過(guò)程中的壓差損失，因此，必須要控制下列參數(shù)：

　　進(jìn)效稀黑液的濃度和流量；

　?。?） 出效濃黑液的濃度；

　?。?） 進(jìn)效新鮮蒸汽的壓力和流量；

　?。?） 末效的二次蒸汽的真空度；

　?。?） 出效黑液的液位；

　?。?） 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(duì)象，共設(shè)置了8路壓力、6路流量、21路溫度、16路液位總計(jì)51個(gè)測(cè)控點(diǎn)。為防止流送過(guò)程中，因電機(jī)啟停不當(dāng)而造成的不良后果，我們又對(duì)所使用的22臺(tái)電機(jī)實(shí)行連鎖控制。

　　1.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　1.1.1本自動(dòng)控制系統(tǒng)采用西門(mén)子先進(jìn)的S7-400可編程控制器。它是西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的適合當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新一代可編程控制系統(tǒng)。它具有更高的控制能力、運(yùn)算速度、網(wǎng)絡(luò)功能和更優(yōu)的性能價(jià)格比。通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(jī)和泵類(lèi)的控制納入DCS中去。

　　1.1.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)：

　　抗干擾能力強(qiáng)，不需特殊的接地要求，不對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生影響。

　　中央處理單元型號(hào)為CPU 414-2DP。系統(tǒng)的輸入輸出模板的型號(hào)和數(shù)量由現(xiàn)場(chǎng)電氣和儀表信號(hào)的類(lèi)型和數(shù)量決定。具體如下：

　　圖1 硬件控制系統(tǒng)示意圖

　　DI模板主要用于顯示電機(jī)啟停和過(guò)載指示；DO模板用于控制電機(jī)啟停；AI模板主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)電流、功率以及各測(cè)控點(diǎn)如溫度、壓力、流量、液位進(jìn)行采樣顯示。DO模板在實(shí)際應(yīng)用中為提高抗干擾能力和控制容量要通過(guò)中間繼電器隔離，由中間繼電器觸點(diǎn)去控制電氣設(shè)備（如接觸器etc）。模擬量輸入模板在使用前要通過(guò)跳線(xiàn)組態(tài)成本方案所需要的輸入方式。