A malha de controle de consistência - Considerações sobre a melhor função Ingemar Jansson, Gerente de Marketing, transmissores de consistência BTG Pulp & Paper Technology AB Säffle, Suécia
6XPPDU \ Controle de consistência é um dos parâmetros de medição mais fundamentais da indústria de P & P. frequentemente também a base para outro tipo de medições. Consistência correta no vário processo fases é muito importante para optimizar a produção tanto do custo, bem como a partir do produto ponto qualidade de visualizações. O transmissor de consistência é tipicamente utilizado para alcançar uma redução precisa da consistência a partir de um fase anterior para baixo para um nível inferior. A malha de controle de consistência, também chamado de fase de diluição, é usado para alcançar este objectivo. Esta apresentação trata os fatores que compõem o circuito de controle de consistência típica. Discute-se os seus critérios de especificação, individualmente e em interacção uns com os outros, para proporcionar o leitor e ouvinte com uma melhor compreensão de como conseguir o controle consistência exata.
.H \ ZRUGV Estágios de diluição Controle de consistência e da malha de controle Elementos componentes do circuito e sua especificação ideal
, QWURGXomR Se você visualizar o processo de celulose e papel em um contexto amplo, a consistência muitas vezes varia de palco para palco. Celulose é de-revestida em certas fases, para atingir uma consistência superior (por exemplo, para atingir adequado proporções em uma instalação de branqueamento), ou que é diluída para uma consistência inferior (por exemplo, para controlar um ecrã de celulose ou uma máquina de papel). A água deve ser misturado com a polpa em uma questão de segundos com o mínimo possível de energia, em a fim de atingir a suspensão mais homogénea possível na posição do sensor de consistência. Esta homogeneidade é essencial se quisermos obter uma medição representativa da média consistência em qualquer seção do oleoduto (ver Fig. 1). Se a mistura não é homogênea, a medição mento será incorreto porque ele é: • não representativa de toda a seção do oleoduto, e / ou • não representativa da consistência local no sensor. O transmissor pode parecer sensível ao fluxo, porque po rque o tempo de mistura e a eficiência de mistura aumentam na proporção inversa do fluxo. gua
Figo. 1
Mistura em água de diluição antes da bomba
Trabalho apresentado no 31o Celulose e Papel Reunião Anual, ABTCP, São Paulo - SP - Brasil, 19-23 de outubro de 1998
'HVLJQLQJ WKH SURFHVV WR DFKLHYH FRUUHFW FRQVLVWHQF \ DW WKH GLOXWLRQ VWDJH
A regra geral é a de não reduzir a consistência em incrementos muito grandes se você quiser alcançar um elevado nível de precisão. 20-25% (em relação) em cada fase é considerado o máximo. Na Fig. 2, o exemplo mostra a redução da consistência de aprox. 4% a 3%, para alimentar um papel máquina. Neste caso, existem duas caixas separadas antes da caixa da máquina. Pulp entra em 1 peito em um estado descontrolado. Após este peito, a malha de controle reduz a consistência de um nomiconsistência de entrada nal de 4% para 3,25%. A parte inferior da Fig. mostra que a consistência foi reduzido, mas que as variações extensas permanecem. Um outro no peito, em seguida, reduz consistência através de outro ciclo de controlo ao nível exigido de 3%. A consistência é agora muito mais mesmo, mas pequenas variações permanecem. Estes são suavizadas no peito máquina, onde a agitação é muito good.1
Polpa
Diluição água
Diluição água CRC
CRC FT CT
CT
Consistência
Peito 1 4%
Peito 2 3,25%
Antes de peito 1
CT
MIX -15
Depois de peito 1
Máquina peito 3% Depois de peito 2
Após a caixa da máquina
4%
3% Definir valor Definir valor 2%
Figo. 2
Definir valor
Disposição dos estágios de diluição antes de a máquina de papel (BTG)
Em geral, as variações de consistência de entrada são reduzidos, tanto o circuito de controlo e consistência o volume do tórax. O volume do peito, que pode ser comparado a um capacitor em uma eleição circuito tronic, em primeiro lugar reduzir as variações de curto prazo. Variações de longo prazo pode passar mais ou menos imperturbado, dependendo do volume do tórax. O volume da caixa pode ser comparada com a valor da capacitância do condensador num circuito RC. A função principal do circuito de controle de consistência é, portanto, reduzir a coerência a longo prazo pertur bances que não são suavizadas pela existência do peito, e para compensar a curto perturbações que surgem a partir de duração imperfeições na mistura no peito. Estas perturbações em o peito pode resultar da variedade de fluxos, precipitando bolos de celulose ou um agitador mal posicionada. O agitador também pode ser dimensionado de forma incorreta, ou de um desenho inadequado para a sua finalidade. Para um sistema como descrito acima, muitas vezes você pode fazer fazer selecionando um tipo mais simples de consistência transmissor após o peito 1, mas o controle após peito 2 exige um maior grau de precisão. A diluição misturador de água ção facilita o controle ideal, minimizando o tempo morto entre a diluição de água e mesurement. O ponto de medição final, após o tanque da máquina, usado para controle de peso de base, exige a a precisão da medição melhor possível.
'28% / (', / 87,21 67 $ * (
Para atingir um alto grau de precisão, a proporção de fluxo de água de diluição ao fluxo de polpa não deve exceder 20-25% em cada fase de diluição - obviamente, em muitos casos, impossível. A fim de permanecer dentro de limites aceitáveis de precisão, é prática padrão duplo diluído, que é ainda mais eficaz quando a primeira diluição é seguido por um volume tampão específico. Exemplos de aplicátions que geralmente requerem diluição dupla incluem: • depois de um peito de armazenamento de alta densidade • despolpador automática de resíduos de papel • saída de filtros sem caixa intermédia • quebrou pulpers • saída do tanque de sopro Por conseguinte, é possível diluir a partir de uma consistência elevada para um baixo usando uma única coerência transmissor. Isto ocorre geralmente por meio de uma diluição aproximada na zona inferior da caixa, com diluição fina que ocorre da maneira usual, antes da bomba. Em essência, esta cria uma forma de diluição de duplo estágio. Tipicamente, em tal caso, de 75-80% a água de diluição é adicionada a zona inferior do peito, e o RRFIC descansar bem como a diluição antes da
Cs = 8-12% bombear. A diluição é áspero oftenBlow tankFT Cs = 3-4% realizado por meio de um anel-
tubo em torno da parte inferior do o peito, que garante um uniforme CRCdistribution (ver Fig. 3) .1, 2 Como um exemplo, tem sido provenCT que um único transmissor rotativo pode
MEK-2308 Finecontrol consistência grossa 13-15%
até 4,2%, com uma precisão de Figo. 3 diluição em duas fases depois de um tanque de sopro ou uma torre de HC (BTG) ± 0,1% de consistência utilizando um Bem concebidos e construídos sistema de controle.
7KH W \ SLFDO FRQWURO Orrs A malha de controle de consistência típica (ver Fig. 4) é constituído pelas seguintes partes: 1. Pulp peito com agitator6. Transmissor consistência 2. Stock pump7. Controlador com gravador, separado ou integrado no 3. A diluição sistema supplyDCS água (Sistema de Controle Distribuído Válvula de água 4. A diluição com atuador da válvula 8. Amostragem) Injecção 5. Água Vamos agora examinar brevemente cada parte separada, individualmente e na sua interacção com o outro.
6 7 CRC
1
8
3
4 5 2
Figo. 4 A malha de controle de consistência típica (BTG)
7+ (38/3 & + (67 $ 1 ', 76 $ *, 7 $ 7,21 ±6 (( ), *
V1 V2 G p L
= Diferença de pressão = 3-5 m / s = 0,5-5 m / s = Min. 15-50 mm = Min. 0,5 bar = De acordo com indicado recomendações
V2
V1
2/3
1/3
L
Para alcançar um bom controle de consistência, é importante que o peito foi concebido de modo que a polpa flui bem no peito ou a torre, para evitar o congestionamento e enforcamento. Pulp devem se alimentar bem e uniformemente para o bombear. Bolos de fibra cair na mistura zona pode causar flutuações de energia para o agitador, bem como a coerência temporária alterações e de mistura mais pobre. Isto pode conduzir a ondulações de consistência de saída, que em por sua vez, pode tornar a malha de controle instável. -A-controle rígido auto-oscilações também pode ocorrer no sistema. O peito deve ter um projetado adequadamente zona de mistura, para evitar zonas 'lento' onde há troca de celulose ocorre. Volume de peito deve permitir não mais do que 15 minutos de tempo de atraso. Maior tempo de atraso não vai melhorar a uniformidade de coerência, mas simplesmente aumentar o poder de requisitos mentos. Naturalmente, a torre de armazenamento possui substancialmente mais demora períodos. Misturador de polpa do peito deve ser concebido e dimensionado para que ele permite uma boa reagitação.
90 ° G
Figo. 5
Arranjo típico para misturar a água de diluição no circuito de controle de consistência (BTG)
0,25D
45 ° C
0.75D
min
0,5D
0,25D
45 °
max 250
45 ° Diluição água
Sucção da bomba 30 ° - 90 °
Figo. 6
Arranjo de agitadores de celulose em cubas. (Scaba AB, Suécia)
Sucção do parafuso prisioneiro da tubulação da bomba deve ser posicionada em relação ao misturador de pasta, de modo que o polpa de saída é bem misturado. Figo. 6 mostra uma exemplo. O pino deve ser equipado com um válvula de retenção entre a bomba eo peito, para faciTate manutenção sem a ter que ser peito esvaziado. Esta válvula deve permitir o fluxo completo de modo a não para perturbar a função de bomba, e deve, portanto, ser totalmente aberta durante o funcionamento normal. Pode ainda ajudar a abastecer o pino do tubo de sucção com um downcomponente de sucção ala, permitindo-lhe penetrar uma certa distância para o peito. A razão para esta é que a baixa dos bolos de polpa não será então sugado tão facilmente. Se não existe o risco de esta aconPening, o anexo tubo de sucção deve conduzir directamente para a parede sem sobressair para o peito. Caso contrário, a solução óptima consiste em formar uma entrada em forma de funil. Capacidade de sucção e capacidade da bomba são melhoradas por estes solutions.3 estrutural, 4
7+ (672 &. 3803
Seleção da bomba leva em conta pacidade dade, cabeça de pressão, consistência da polpa, o tipo de fibras, e teor de ar. Diferentes modelos estão disponíveis capaz, dependendo da aplicação. Por exemplo, bombas especiais são selecionados para aplicações MC, ou para o fã (mistura) da bomba antes do papel máquina.
Projeto de bomba aponta para a maior eficiência possível. Considera-se desejável manter a elétrica consumo de energia do motor de baixo possível durante o uso real, para minimizar o custo operacional. Para Citando um dos principais fabricantes da bomba: "Ao aumentar a classificação de eficiência de uma bomba de apenas 1%, é frequentemente possível recuperar todo o investimento da própria bomba através da redução do consumo de energia "5. Uma das principais prioridades para os fabricantes de bomba é, portanto, para refinar propriedades da bomba, a este respeito, projetando em a fim de minimizar a turbulência indesejável no interior da bomba. Turbulência reduz a eficiência da bomba, mas aumentos de mistura entre a água de diluição e de fibras de polpa. No entanto, uma boa mistura é essencial do ponto de vista do controle de consistência. O fabrico da bomba objetivo do projeto 'turers - para manter a máxima eficiência - é, portanto, diretamente oposta à princi pios de bom controle consistência. Na prática, deve haver um equilíbrio entre a eficácia e bomba a eficiência de mistura. A mistura adequada deve muitas vezes ser conseguido através de soluções complementares, como descrito abaixo. Este é o caso particular quando a bomba está dimensionado para ser executado em efi- óptima eficiência. Controle de consistência exata fica comprometida se a mistura apropriada não é levado em consideração. A bomba de estoque geralmente é executado em plena velocidade, enquanto o fluxo é regulado por uma válvula de controle. Boa energia eficiência é muitas vezes negada pela primeira operar a bomba em plena capacidade e, em seguida, restringindo o fluxo com um válvula de controle - como o funcionamento de um carro em aceleração plena e utilizando apenas o freio para controlar a velocidade! Este É por isso que o uso de bombas de velocidade variável - que ajustam o fluxo alterando a velocidade da bomba - é cada vez wide spread. Como, então, a mistura da bomba afetar a medição consistência? O me- sensor de consistência Sures uma amostra da celulose no pipeline. Sensores diferentes medem diferentes volumes específicos (ver Figo. 7). Rotativas transmissores de consistência medir um volume relativamente grande, e misture a polpa antes medição. Sensores ópticos medir um volume extremamente pequeno, enquanto lâmina, micro-ondas e sensores nucleares medir um volume intermediário.
5RWDWLQJ VKHDU IRUFH
Compartilhar de tubulação olume medido
2SWLFDO UHIOHFWDQFH <2%
% ODGH VKHDU IRUFH
20-90%
2-10%
Figo. 7
Princípios e volume de medição de difeent tipos de transmissores de consistência (BTG)
Para dar uma verdadeira leitura, um transmissor devem medir uma amostra representativa. Quan to maior for este é, o mais fiável é a medição. Esta consideração deve ser levada muito a sério, e ao mesmo regra se aplica à válvula de amostragem.
Como afirmado anteriormente, bombas de hoje geralmente misturar mal. Em muitos casos, córregos «fita» de forma celulose depois da bomba. A polpa nestes fluxos têm consistências diferentes, o que p ode ser visto numa secção transversal do tubo. Muitas vezes você pode verificar isso por si mesmo. Supondo que a água de diluição está a uma temperatura sensivelmente diferente do que a polpa, é possível sentir - ou mesmo medir - as diferenças de temperatura, que por sua mão em diferentes pontos em torno da circunferência do tubo. Se a temperatura da água de celulose e de diluição são os mesmos, então você pode apenas especular, mas o problema é muitas vezes muito real. A válvula de controle mais fechada ou mais aberta, melhor a bomba de mistura da polpa. Uma bomba mistura mal onde existe a melhor eficiência na curva da bomba, isto é, quando a válvula está aberta a metade. Normalmente, o sistema é projetado para a economia bomba ideal, e você vai, portanto, deseja executar o bomba no seu melhor eficiência. Sob condições ideais, contanto que seja correctamente di mensionado, a bomba opera em velocidade máxima no melhor eficiência, com as margens em capacidade máxima. Na prática, ideal eficiência é raramente alcançada; ou porque o dimensionamento era impreciso, ou porque a bomba foi dimensionada para responder a outras prioridades - como volumes de fluxo futuros projetados. Se a bomba está sobre o tamanho, a eficiência será mais pobre - mas vai misturar melhor. Afirmamos anteriormente que a eficiência de mistura é inversamente proporcional à eficiência da bomba. Bomba mais velho tipos eram muitas vezes melhor a este respeito. Por ser menos eficiente, eles tiveram maior turbulência interna. Eles 'escorregou', dando uma melhor mistura. Esta é uma consideração importante quando se substitui uma bomba. Em geral, bombas mais recentes não se misturam bem, e o efeito negativo pode ser agravada pelo inadequados Comeram pontos na curva da bomba. O pior de mistura ocorre quando a bomba de velocidade variável controlada é executar lentamente durante a baixa produção. Este é um fato verificados.
Teor de ar Pulp afeta tanto a eficiência da bomba e medição consistência. Celulose contém tipicamente 2-4% de ar, embora quantidades maiores podem ocorrer. A eficiência da bomba é reduzida tão cedo quanto em 1-2% con- ar tenda. Se perno tubo de sucção da bomba tem um cone de entrada, que deve ser assimétrica. Sua borda superior deve ser de cadeia linear, e encontram-se em linha com o resto do tubo, para evitar que o ar se acumule na parte superior de a tubulação e bomba de função temporariamente perturbador. Air acumulado aqui também pode voltar a entrar no diluição válvula e água ção afetar a adição de água de diluição. A abertura para o bocal de injecção de água deve por conseguinte, ser posicionado um pouco para dentro do tubo (ver abaixo). ', / 87,21: $ 7 (5 6.833 / <
Água branca, filtrada em diferentes graus, é frequentemente utilizado como água de diluição. Esta água branca pode vir a partir da máquina de papel. Se assim for, é água que foi sugado para fora da web. A água pode conTain quantidades variáveis de multas (fracionamento finos), enchimento, tintas de impressão, produtos químicos de retenção, etc. Estes fatores podem ter um efeito considerável sobre tipos específicos de transmissor de consistência. Água de lavagem reciclada é utilizada no rastreio de lavagem e plantas, e pode conter uma maior ou menor quantidades de licor negro. Isso pode afetar certos tipos de transmissor de consistência, tornandoinadequados para utilização. Na planta de água sanitária, água, muitas vezes vem de filtros de lavagem. Nesse caso, pode conter resíduos agressivos produtos químicos, tais como aqueles a partir da fase de branqueamento. A escolha do material para a bomba, constituinte peças de tubos e válvulas -, bem como para o transmissor de consistência - devem ser tomadas em consideração. Materiais mais exclusivos do que o aço inoxidável de costume às vezes são necessários. Os tubos podem ser feito de ligas metálicas ou exclusivos de plástico reforçado com fibra de vidro. Em plantas mais velhas, muitas vezes há um compartimento nível (nível no peito), onde a água de diluição para consiscontrole tência é armazenado. A sua função é a de fornecer uma pressão constante sobre a água de diluição, eo nível no peito é, portanto, controlado. Água de diluição é, então, a diluição de água alimentados por gravidade. Neste caso, o diferencial de pressão acima da válvula de controlo deveria ser pelo menos 0,5 bar. Em instalações modernas, muitas vezes a água de diluição é bombeado, e a pressão é controlada cuidadosamente para evitar a variação ção. As recomendações anteriores para a variação aceitável eram max. 15%, mas isso é insuficiente para bom controle de consistência. É muito importante que a pressão de água não varia no con - separado malha de controle de consistência. Isto deve ser considerado na concepção do gasoduto. Não deve haver nenhum saídas (para água de lavagem, etc.) que podem causar flutuações rápidas de pressão antes da válvula de controlo. Se estas flutuações não ocorrer, a queda de pressão (PD) através da válvula de controlo da mesma forma irá flutuar. Volume de água de diluição, portanto, momentaneamente aumentar ou diminuir, complicando assim consiscontrole tência. Onde é necessário o controle consistência exata, é ainda recomendado para instalar uma água de diluição medidor de caudal - para evitar a influência das variações de pressão sobre o fluxo. Além disso, os sistemas de hoje são muitas vezes 'fechado', para minimizar as descargas de plantas ambientalmente indesejáveis. Um relato preciso do é necessário em curso volumes de água, para controlar adequadamente o balanço hídrico.
A pressão deve ser mantida a um nível baixo. A regra de ouro é tradicional: double pressão Certifique-se contra a pressão estática do peito pelo menos, 0,3 bar (3 mvp). No entanto, a diluição pressão da água deve ser de preferência highCRC 8m
o suficiente para que, quando toda a pressão na parte traseira
sistema é deduzida, uma queda de pressão de 0,5CT0.8 bar permanece sobre a válvula de controle (ver 3m Figo. 8). Se a queda de pressão acima do controlo
válvula torna-se excessiva, intermitente e corrosão ocorrerá - dependendo do tipo de válvula, baixo Figo. 8 de abastecimento de água de diluição tradicional (BTG) de volta a pressão após a válvula, ea temperança tura da água de diluição. A queda de pressão em que isso ocorre é normalmente mostrado pelo software de design de válvula baseado em computador usado por confabricantes de válvulas trolo. Ao projetar a tubulação de água de diluição, resistência total gasoduto deve ser tão baixa quanto possível. Cachimbo resistência da linha depende do comprimento do tubo, o número de dobras, quaisquer válvulas de corte e outro equipamento no tubo, e, finalmente, a velocidade do fluxo. Se a resistência da tubagem torna-se demasiado alta no valor máximo de água de diluição, que irá reduzir naturalmente como a quantidade de água de diluição é reduzida, e esta mudança entra no sistema como um parâmetro adicional. Desde resistência gasoduto não é linear em relação à velocidade de fluxo na tubagem, este irá afectar todo o sistema de uma forma não-lin forma de orelha. Em suma: manter a resistência gasoduto tão baixo quanto possível. ', / 87,21: $ 7 (5 $ 9/9 (
A válvula de água de diluição serve para controlar o fluxo de água de diluição, de modo que a consistência desejada é tenção tained, mesmo se o fluxo de polpa ou consistência da polpa variar antes de controlar. Ambos os fatores afetam a quantidade de água de diluição. A válvula de água de diluição deve também corrigir quaisquer alterações indesejáveis pressão da água de diluição. Ao seleccionar a válvula, é importante clarificar todos os parâmetros com precisão, dando uma imagem clara de a área onde a válvula irá funcionar. Além disso para corrigir o tamanho da válvula, a válvula também deve dar o corresamplificação rect na malha de controle. Desenvolvimento da válvula de controle está se movendo em direção a tecnologia "inteligente". Controladores de posição da válvula futuras será cada vez mais baseado em microprocessador. Isto tornará possível adaptar a válvula e dar-lhe seu curva de feedback próprio. Nova critérios de detecção de falhas e manutenção preventiva também será estacido. Sistemas de bus de campo tornar a tecnologia inteligente utilizáveis em equipamentos de processo. Uma vez que um campo uniforme padrão de barramento é estabelecida, o uso de produtos inteligentes vai certamente aumentar. Alta sensibilidade e grande extensão de controle são critérios-chave ao selecionar a válvula de água de diluição. Em maior parte dos casos, as dimensões da válvula fazer a escolha de uma válvula natural, que pode mover-se através de 90 graus. Se uma válvula de assento com movimento linear é escolhido do fuso, o curso do pistão deve ser grande suficiente para obter a extensão de controlo necessário. Um nível elevado de reprodutibilidade e de histerese mínimo são também necessários. A válvula, o actuador e a sua posição tem de ser seleccionada para todos compatibilidade umas com as outras, e por isso deve ser acoplado que não há folga na transferência de rotação ou um movimento linear. Backlash e stiction no chumbo válvula para pobre reprodutibilidade e maior histerese. Escolhendo um controlador de posição da válvula 'inteligente' irá torná-lo mais fácil de descobrir este tipo de falha no futuro. Desde unidades de controle pneumáticas são mais frequentemente usado, é importante que eles sejam dimensionados com um margem de segurança para superar o atrito e as forças dinâmicas que podem ocorrer em alguns tipos de válvula. A pressão de alimentação é também um parâmetro que afecta o tamanho da unidade de controlo.
9DOYH FKDUDFWHULVWLFV Características nominais da válvula descrever a relação entre o fluxo através da válvula em difeaberturas percentuais rentes a uma queda de pressão constante através da válvula. Em alguns tipos de válvula - tais como uma válvula de assento - a válvula pode ser modificado para se conseguir uma determinada válvula característica alterando a forma da ficha. Também é possível instalar diferentes curvas de came em o controlador de posição da válvula, para conseguir uma alteração na característica da válvula. Válvulas rotativas não são tão fácil de modificar.
Quando uma válvula é instalado num sistema, as suas características são alteradas - um efeito conhecido como instalado característico. O que diferencia as características nominais e instalados são variações de pressão e a queda de pressão acima da válvula, em diferentes aberturas percentuais. O cone tubo, muitas vezes localizados antes da válvula e que serve como uma junção entre a dimensão do tubo e dimensão da válvula, afecta este relacionamento. É importante que o ângulo do cone de tubos não é muito acentuada, causando turbu- desnecessária lência, que por sua vez leva à perda de pressão - uma perda de pressão que é também fluir-dependente. De um modo geral, você deve selecionar um Pressão válvula com uma característica nominal [P] entre linear e logarítmico.
Quando um sistema de mal consegue satisfazer Bomba curva a exigência de água de diluição constante pressão até a válvula de controle, disponível queda de pressão capaz de cima de uma válvula com pequeno fluxo será sempre maior do que sença 21Pipe Certifique-se gota disponível com fluxo maior (ver
resistência Figo. 9). Esta mudança na queda de pressão
Altura de elevação afeta característica nominal da válvula e dá uma característica instalada aproximando-se da linear. Essencialmente, você está se esforçando para obter uma linQ1Flow [Q] Q2 relação entre o fluxo de ouvido e entrada
sinal, onde uma certa alteração no tamanho Tofig. 9 Proporção de queda de pressão na válvula, Sinal de entrada 6the faz com que a mesma alteração proporcional à curva da bomba (BTG) em fluxo, independentemente da posição do válvula. A exigência de água de diluição aumenta linearmente com mudanças no fluxo de polpa, enquanto não existe nenhum conexão linear entre as mudanças na consistência a um fluxo constante. :$ 7 (5, 1 - (7,21 &
A posição eo projeto de injeção de água no parafuso prisioneiro da tubulação de sucção da bomba são importantes para a consecução uma malha de controle equilibrada, pelo que deve ser feito com cuidado. Há muitas variações, no entanto, e é impossível de prever o modo pelo qual cada desenho irá função em cada caso individual. Se ocorrer um problema, considere as seguintes recomendações, que são baseados em anos de experiência de instalação prático. O ponto de diluição de água é colocado na face superior da saliência do tubo de sucção, principalmente para a prática razões. Em plantas modernas, parafuso prisioneiro da tubulação de sucção da bomba geralmente é projetado com uma seção para baixoconed mais próximo do tubo da bomba (Fig. 5). A injecção de água é de preferência posicionado a uma curta distância no nesta seção para baixo-coned. Lembre-se que o volume aumenta quando a água de diluição é adicionado ao polpa. Portanto, deve haver espaço para ambos celulose e água de diluição. Fluxo de polpa n ão deve ser disturbed por a água de diluição. Um fornecedor recomenda uma velocidade de fluxo máxima de 4 fps (1,2 m / s) na sucção do parafuso prisioneiro da tubulação da bomba em quatro diâmetros de tubo comprimento 'contados a partir da bomba, e que o perno deve ser dimensionado accordingly.7 Outro fornecedor recomenda uma velocidade de fluxo máxima de 2 m / S.5 De uma maneira geral, podemos dizer que a velocidade do fluxo no lado de sucção da bomba deve ser consideravelmente mais baixa do que no lado da pressão, onde é muitas vezes a 1,5-3 m / s -, mas pode variar de <0,5-5 m / s. Posicionamento do ponto de adição de água de diluição deve ser considerada a partir de uma outra perspectiva também. Se muito perto da caixa, existe um risco - particularmente durante a baixa produção - que a água irá fluir na direção errada, ou seja, para trás em direção ao peito. Isso pode acontecer sem aviso, resultando em subsciais oscilações no circuito de controle. Para evitar isso, o ponto de diluição da água deve situar-se pelo menos dois terços da distância entre a caixa e a bomba, medido a partir do peito. Isto também reduz o tempo morto entre a diluição e a medição, o que beneficia a função do controlo loop. Bomba de fornecedores recomendar o tubo de aspiração ser tão curto quanto possível, particularmente em suspensões e suspensões. É também desejável evitar fontes de perturbação - tais como uma válvulas rotativas - que pode induzir um fluxo 'distorcida' e perturbar a bomba. Em vez disso, utilizar uma válvula de gaveta, a qual tem uma abertura completa área. No entanto, mesmo a diluição em si, eo misturador de água de diluição, pode colocar a função de bomba em risco a mais perto da bomba que estão localizados. O pino do tubo de sucção deve ser tão curto quanto possível, mas longo o suficiente para permitir a adição adequada de água de diluição - sem perturbar a função de bomba ou correr o risco de backfluir para o peito.
Há duas abordagens diferentes para a velocidade de injeção de água. A abordagem tradicional é a de manter baixa velocidade, para evitar perturbar a função de bomba, uma vez que a cavitação p ode ser esperado em algumas situações. Essa recomendação provavelmente se originou nos dias em que as bombas foram menos eficientes mas me- misto ter. Nem eram pregos tubo de sucção uniformemente para baixo-coned naquele momento. A capacidade de mistura reduzida de bombas modernas significa que a diluição deve ser melhorado - para ser prémisturado antes da bomba. A adição de água a um ponto apropriado do perno de tubo de sucção, e o dimensionamento o bico de injeção corretamente, elimina o risco de cavitação e distúrbios. Ao manter um relativamente alta velocidade - 3-5 m / s 2 (BTG) (ou cerca de 2-3 vezes maiores do que a velocidade da polpa) a reitivamente alta velocidade da corrente de água de diluição que irá fazer penetrar muito longe dentro do escoamento da polpa, desse modo, melhor mistura com a polpa. Em velocidade baixa, o fluxo não penetra tão longe e não se mistura em também. Existe uma base prática para este recoreco-? Nós não temos sido capazes de encontrar quaisquer testes independentes realizados pelo uma instalação normal controle de consistência onde a água de diluição é misturada com a polpa. Por outro lado, STFI (TheSilo Sueco Pulp and Paper Research Institute
tute) realizou testes onde a celulose é Bomba Mix misturado com a água branca à mistura
(Ventilador) da bomba antes da máquina de papel de Caixa de cabeça alta gramatura, ao contrário do habitual method.3 Aqui, verificou-se que o polpa deve estar se movendo em alta velocidade Figo. 10 mistura de polpa espessa moderno antes do agitador em relação à água. A velocidade é tão bomba (STFI / Beloit Corporation) tanto quanto 10 vezes maior para o bem mixing. Se a velocidade é 5 vezes maior, mixing é melhor, mas ainda é insuficiente. Em um Arame bomba fã moderno, a polpa é adicionado dife-
ferently a partir de uma consistência normal conStrainersCouch loop de trole. O bico de injecção, que é
cova Silodesigned para uma velocidade de fluxo alto, termina em
uma posição central na sucção da bomba garanhão pipe (ver Fig. 10, e comparar com Cubas de máquinas solução tradicional na Fig. 11). Esta solução
ção certamente também ser a melhor escolha Para bin quebrou por uma malha de controle de consistência normal, mas é consideravelmente mais caro aplicar e é difícil de manusear em Figo. 11 mistura de polpa espessa tradicional antes do agitador prática. bomba (STFI) Como mencionado anteriormente, a diluição velocidade da água para um loop de controlo normal não deve ser mantida a um nível muito elevado, como a função da bomba pode ser perturbado. É conconcebível que a água também mistura mais facilmente com a polpa do que vice-versa, de modo que uma velocidade de mistura menor também pode ser aceite. Um compromisso adequado é, por conseguinte, uma diferença de velocidade entre a água eo de pasta de um factor de 2 ou 3; a polpa a ser bem misturada, sem perturbar o funcionamento da bomba. Para melhorar ainda mais a mistura, a diluição pode ser distribuído entre vários pontos, utilizando uma única Válvula de água de diluição com 3-4 tubos para bicos de injecção, os quais são dispersos em torno da circunferência cia do tubo de sucção. Cada bico é projetado para uma velocidade de fluxo de 3-5 m / s. Neste caso, cada bocal deve ser equipada com uma válvula de retenção para evitar a penetração de polpa no sistema de tubos e bloqueá-lo. Tanto quanto sabemos, este método não foi testado na prática, mas deve melhorar mistura resulta em condições específicas, e poderia funcionar como uma alternativa ou complemento a um separado misturador de polpa taxa.
7KH PRVW LPSRUWDQW SUDFWLFDO UHFRPPHQGDWLRQV IRU GLOXWLRQ LQ D QRUPDO FRQVLVWHQF \ FRQWURO Orrs VHH ) LJV DQG • Água de diluição deve ter lugar através de um bocal adequadamente em forma, projetado para uma relativamente alta velocidade de fluxo, tipicamente dentro da gama de 3-5 m / s. O bocal pode ser do mesmo tamanho que a válvula caudal, ou ligeiramente maior. • O ponto de injecção deve ser posicionado a um terço da distância entre a caixa e o bombear, medido a partir da bomba, para impedir o fluxo para trás para o peito. Ele está melhor posicionado um curta distância em no tubo para o cone de entrada da bomba. Como mencionado anteriormente, o bocal está posicionado na parte superior do tubo. Há algunsvezes bolhas de ar presentes e, portanto, é recomendável que você permitir que o bico de injeção para sobressair um pouco para dentro do tubo de sucção para evitar que essas bolhas de penetrar-se no válvula e perturbando o fluxo de água. A mistura também é melhorado, uma vez que ocorre mais centralmente no pipe. O bico deve sobressair aprox. 20 milímetros em tamanhos de tubos são menos de 200 mm e acima a um máximo de 50 mm onde os tamanhos são muito grandes. Não deixá-lo penetrar muito longe, pois pode perturbar a função da bomba. O bico de injeção deve ser cortada em linha reta e instalada perpendicular à tubulação principal para conseguir uma mistura óptima. Evite orientando-a para a bomba, pois isso irá degradar a mistura. • Um parafuso prisioneiro direto para o pino do tubo de sucção pode øDcause problemas com fadiga de metal e resultadorachaduras formiga em caso de forte tubo vibrações ções. Uma maneira de evitar esses danos é usar um flare tubo padronizado. No entanto, este alargamento tubo não deve formar uma injeção direta nozzle, uma vez que isso iria reduzir a velocidade. Para alcançar, uma conexão segura estável você pode usar um tubo de queimador que é maior do que o bocal, a que a válvula irá ser ligado (ver fig. 12). O bico de injecção está dimensionado de forma adequada e, em seguida, posicionado dentro desta parte circundante. • A válvula de água de diluição é posicionado no quanto Min rshort uma distância do tubo principal possí-
ble. Isto tem duas vantagens: o controlo é G melhorado como o tempo morto é encurtado, e
o risco de uma válvula bloqueada é eliminada. Se este V1 não for observado, a polpa pode transmitir back-
enfermarias para o sistema de água de diluição e do seu ød6HH ILJ IRU válvula no caso de uma interrupção para opera-GHVLJQDWLRQV ções. Neste caso, a válvula deve fechar automática maticamente ea válvula de água de diluição deve ser selada.
Outra possibilidade é a instalação de uma válvula de retenção Figo. Disposição de válvula 12 para a mistura óptima em água de diluição (BTG) entre a válvula de água de diluição e da principal pipe. No entanto, esta válvula não será necessário com a solução anterior. &216,67 (1 e <75 160,77 dólares (5
Do ponto de vista do controle, há vários requisitos que devem ser definidos para a consistência transmissor. • O tempo morto entre a diluição de água e ponto de medição deve ser tão curta quanto possível (ver Figo. 5) 0,8, 2, 7 Um tempo demasiado longo mortos pode exigir que "eu" tempo do regulador estar definido muito alto para evitar auto-oscilações no sistema, que por sua vez significa que é difícil para o sistema a compensar para rápidas oscilações de consistência de entrada. Praticamente, isto significa que o transmissor deve ser instalado tão perto quanto possível da bomba, o que também se aplica para a distância entre a diluição válvula de água e bomba. De preferência, o transmissor deve ser instalado na secção vertical imediatamente ligado à bomba, em que o fluxo continua a ser turbulento. O transmissor tem de ser projetado para operar em condições de medição turbulentas.
• •
• •
•
O sensor deve reagir sem excessiva built-in de amortecimento. A constante de tempo deve ser tão curto quanto possível. Relação sinal-ruído deve ser tão grande quanto possível. Consistência real deve produzir tanto do sinal total quanto possível, proporcionalmente à perturbação fatores. Isto assegura uma mais represensinal tante, e de amortecimento pode ser minimizada. Como resultado, o circuito de controlo pode responder mais rapidamente e compensar distúrbios de consistência de entrada. O transmissor deve ser concebido para ter histerese sinal mínimo. Se a histerese é demasiado grande o controle será instável e não confiável. O sensor deve medir como uma amostra representativa quanto possível (ver Fig. 7). Quanto maior for o ele mede o volume, a medida mais confiável será. Medição será menos dependente em mistura pobre na bomba, etc. Recomendado distância calmante antes e depois do transmissor, e o transmissor de afirmado faixa de fluxo, deve ser respeitado. Cada tipo de transmissor tem uma área de fluxo recomendada, e tubulação dimensões estão adaptadas a esta. Além disso, os contaminantes na polpa, ou para trás para o fluxo de polpa o tubo, caso contrário pode causar danos mecânicos ao transmissor.
&21752 // (5
Na maioria dos casos, em que são necessárias malhas de controle consistência tradicionais, um controlador PI (proporcionalidade Integrando aliado) é usado. Controladores PID (controlador PI com uma função de derivação) são normalmente utilizados quando a constante de tempo é significativamente maior do que o tempo morto, tal como o controlo de temperatura para uma forno. Eles são, portanto, inadequados no contexto presente, ou a função D-não activado. Em casos específicos, o controlo da razão pode ser utilizado, tal como, por controle da consistência depois de um de alta densidade peito. O transmissor controla a consistência fina diluição antes da bomba da maneira usual, e a diluição grossa na parte inferior da caixa é, então, controlada por meio de uma relação (se tiver medidor de caudal do fluxo principal, que é melhor para controlar a diluição grosseiro em relação a esse fluxo). Além do controle razão, o controlador de consistência pode controlar o set point para o rácio de fluxo (a diluição fluxo ção em relação ao fluxo principal); ou seja, a consistência controla o fluxo de diluição de razão controlada. Isto resulta numa cascata de controlo o fluxo de diluição. Esta configuração resulta em uma diluição rápida resposta na eventualidade de variações no fluxo principal, enquanto que a flexibilidade é significativamente reduzida em relação para a consistência. Modernos sistemas de controle permitem estratégias de controle modernos, tais como controle adaptativo. Parametrização de controle tros pode, então, ser automaticamente adaptada a alterações nas condições operacionais. Este é o caso quando as mudanças de fluxo, que exigem um tempo morto ajustado diferente. 27+ (5 & 20321 (176
A válvula de amostragem não fazem parte direta da malha de controle, mas ainda é uma compo- obrigatória nente para permitir calibração e monitoramento do transmissor consistência. A válvula de amostragem deve proporcionar uma amostra representativa e deve ser concebida e posicionada para alcançar este objectivo. Depois de a bomba, não deve haver uma válvula de fecho. É importante que esta válvula pode ser totalmente aberta de modo que não perturbe o fluxo. A válvula de porta é geralmente a melhor escolha. Não utilizar uma válvula de borboleta, uma vez que este pode induzir padrões de fluxo no tubo que são difíceis de calcular. A válvula de corte deve sempre permanecer totalmente aberta durante o funcionamento normal. Nunca usar esta válvula para controlar o fluxo. A válvula de controlo para controlar o fluxo está localizada em outras posições, de modo que ela não perturba o fluxo no tubo para os medidores de fluxo e de consistência. Um misturador-line in pode ser usado onde as condições são realmente difíceis, como antes de uma velocidade variável bombear, com fibras muito longas, etc. Existem dois tipos de misturador em linha: rotativos e estáticos.
•
A rotação do misturador em-linha é constituída por um motor que acciona uma placa mixer, que funciona como um impulsor aberto. O misturador está instalado antes ou depois da bomba. Se instalar depois a bomba, a água de diluição pode ocorrer directamente contra a placa misturador rotativo. Um extremamente curto tempo morto será alcançado, isto é, o controle é muito rápida e eficaz (Fig. 13). Se instalar em tubo de sucção da bomba garanhão, a água de diluição é direcionado a a placa do misturador e mistura pode ter lugar. No entanto, você deve garantir que isso faz não perturbar o funcionamento da bomba, causção de ocorrer cavitação. O misturador e o bocal de injecção devem ser colocados em frente a uma distância suficiente da bomba. Os fabricantes de bombas de uma recomendação distância de 5-10 diâmetros de tubo (em tubo dimensões> 100 mm) a partir de um anterior Figo. 13 Precisão de controle de consistência usando curva de tubo para a bomba também se aplica para o agitador especial polpa (BTG) instalação do mixer. (Na prática, o recomendação é muitas vezes ignorado.) Os misturadores estáticos consistir de um número de angulada bares em uma seção de tubo (Fig. 14). A polpa é então forçado a se mover em direção diferente ções e, por conseguinte, é misturado. A estática • misturador é instalado após a bomba, antes da transmissor de consistência. Ao contrário da rotação tipo, ocorre uma queda de pressão no tubo, que deve ser considerado no cálculo a bomba. Figo. 14 misturador de polpa Static (Komax Systems Inc.)
O misturador de água de diluição - particularmente a Tipo de rotação - também pode ser usado em especial situações em que não há nenhuma bomba disponível, como depois de um filtro de lavar roupa quando quiser para diluir a polpa directamente a um con- bombeável consistência. Figo. 15 mostra uma tal solução, com controlados com relação água de diluição entre fine diluição direta com a placa antes do misturador transmissor consistência e diluição áspero directamente para o parafuso da lavagem de saída filtro.
CRC
CRC
M
CT
Figo. 15 malha de controle de consistência após lavando filtro, na ausência de bomba (BTG)
& RQFOXVmR Para evitar a mistura de problemas e melhorar a função do circuito de controlo as seguintes diretrizes devem ser considerado: • Não reduza a consistência em incrementos muito grandes se for necessário um alto nível de precisão. 20-25% (em relação) em cada fase é considerado o máximo. • Assegurar o peito polpa é corretamente dimensionado e bem agitado. • Seja bem ciente de que a bomba de ações, quando estiver operando com eficiência ideal, terá o menor mixing eficiência de água de diluição e de celulose. Isto exige uma adição de água de diluição bem concebido. • pressão da água de diluição deve ser mantido constante, e sempre alto o suficiente para permitir que 0,5 bar pressão Certifique-se queda do outro lado da válvula de controle. • A válvula de água de diluição devem ser corretamente dimensionado. O actuador e a sua posição tem de ser seleccionados para assegurar um nível elevado de reprodutibilidade e de histerese mínima do sistema. • Desenho de diluição de água, de tal maneira que a polpa é pré-misturada antes de a bomba por meio de uma adequação habilmente formado injeção de água de diluição. • Escolha um transmissor de consistência que mede uma grande amostra. Isto aumenta a probabilidadede ele medir corretamente. • Instale um misturador em linha onde as condições são realmente difíceis, como por uma bomba de velocidade variável, com polpas muito longo fibrosos, etc.
1
Krister Lundberg, Eur-Control EUA Inc. (BTG). Coerência e medição d e vazão em linhas de ações; Um desafio para o futuro. Tappi Journal Vol. 63, No.12, Dezembro de 1980. 2
Gunnar Gavelin, SPCI - Mensagem n. 40 / livro especial X-714. Controle consistência *.
3
SPCI / Celpap AB, SPCI mistura manual *.
4
Dorsey Byers, Ford Bacon e Davies, Monroe, La. A chave para o projeto Stock prep é melhor ajuste de individualual componentes, subsistemas. Pulp & Paper Setembro de 1991. 5
Bomba de ABS. Informação técnica.
6
Harald Hårdstedt, Eur-Control Kalle AB (BTG), Critérios para seleção de válvulas *. Svensk Papperstidning (Jornal de Papel sueco) No.8-1979 82 (1979). 7
Gerald F. Ostroot. O Livro de Controle de consistência. Tappi pressione Item no. 01 01 R-215.
8
EnTech Controle Inc. Informações técnicas.
* Disponível apenas em sueco.
