Вымярэнне шчыльнасці цэлюлозы ў працэсе вырабу паперы
Зменлівасць працэсу, якая вынікае з непаслядоўнасцішчыльнасць пульпыдзейнічае як ціхі падатак на прыбытковасць, што праяўляецца ў выглядзе неадпаведнасці спецыфікацыям прадукцыі, зніжэння працаздольнасці машыны і павышэння эксплуатацыйных выдаткаў у сучасным працэсе вытворчасці паперы. Укараненне высокадакладных тэхналогій у рэжыме рэальнага часувымяральнікі шчыльнасці пульпыгэта не проста мадэрнізацыя прыбораў; гэта асноўны элемент складанай стратэгіі кіравання працэсамі, заснаванай на дадзеных.
Чаму кантроль шчыльнасці пульпы неабходныНеабходны ўПрацэс вырабу паперы
Пашыранышчыльнасць пульпыКантроль выходзіць далёка за рамкі простага маніторынгу працэсаў. Гэта стратэгічнае рашэнне, якое мае істотны ўплыў на фінансавыя паказчыкі фабрыкі, яе аперацыйную эфектыўнасць і якасць прадукцыі. У наступных раздзелах аналізуецца, як дакладнасцьшчыльнасць пульпывымярэнне ўплывае на ўвесь ланцужок стварэння каштоўнасці ў вытворчасці паперы.
Аснова працэсу: картаграфаванне шчыльнасці цэлюлозы па ўсім ланцужку стварэння каштоўнасці
Працэс вырабу паперы — гэта паслядоўнасць высокаўзаемазалежных пераўтварэнняў, кожнае з якіх крытычна залежыць ад кантраляванага стану папярэдняга. Ад пачатковага раскладання сыравіны да канчатковага фармавання папяровага ліста,шчыльнасць пульпыз'яўляецца найважнейшым параметрам кантролю. Працэс пачынаецца з варкі цэлюлозы, дзе сыравіна, такая як драўняная шчэпка або перапрацаваная папера, расшчапляецца на суспензію ў пульпе. Тут дакладная кансістэнцыя з'яўляецца фундаментальнай перадумовай для ўсіх наступных аперацый, паколькі змены ў суадносінах валокнаў і вады могуць парушыць наступныя этапы.
Пасля першапачатковага варэння паперы цэлюлозная суспензія праходзіць рафінаванне і падрыхтоўку матэрыялу. Рафінаванне — гэта найважнейшы механічны працэс, які мадыфікуе валокны цэлюлозы для развіцця іх аптымальных уласцівасцей для вырабу паперы, уплываючы на такія характарыстыкі, як шчыльнасць, парыстасць і трываласць. Кансістэнцыя цэлюлозы, якая паступае ў рафінер, мае першараднае значэнне, паколькі стабільная канцэнтрацыя валокнаў неабходная для раўнамернага механічнага ўздзеяння на валокны. Без гэтага кантролю працэс рафінавання можа стаць няўстойлівым, што прывядзе да непаслядоўнага развіцця валокнаў і, у рэшце рэшт, да нездаровага канчатковага прадукту. Нарэшце, у мокрай частцы папяровай машыны падрыхтаваны матэрыял фармуецца ў бесперапынны ліст. Падтрыманне стабільнага і паслядоўнага патоку валакна з грунда машыны ў напорны скрыню з'яўляецца неабавязковым для дасягнення паслядоўнага фарміравання лістоў і забеспячэння агульнай працаздольнасці машыны, прадухіляючы дарагія разрывы рулона.
Аптымізацыя выкарыстання сыравіны і прыбытковасці
Паслядоўная падача цэлюлозы мае фундаментальнае значэнне для дасягнення аптымальнай варкі, дэлігніфікацыі і адбельвання, што, у сваю чаргу, максімізуе трываласць валакна і агульны выхад.1 Калі цэлюлоза аднастайная, дазоўку хімікатаў можна дакладна кантраляваць, што прадухіляе неабходнасць празмернага адбельвання для выпраўлення неадпаведнасцей. Празмернае адбельванне можа пагоршыць якасць і трываласць валакна, зніжаючы ўласцівасці канчатковага прадукту. Забяспечваючы стабільны і прадказальны працэс, млыны могуць дасягнуць больш высокай прадукцыйнасці і больш паслядоўнага, высакаякаснага канчатковага прадукту.
У вас ёсць пытанні па аптымізацыі вытворчых працэсаў?
Тэхнічнае кіраўніцтва па вымярэнні шчыльнасці прамысловай цэлюлозы
Выбар адпаведнагашчыльнасць пульпыТэхналогія вымярэнняў — гэта крытычнае інжынернае рашэнне, якое павінна адпавядаць канкрэтным умовам працэсу і стратэгічным мэтам. У гэтым раздзеле прадстаўлены параўнальны аналіз вядучых тэхналогій, які кіруе працэсам выбару.
Прынцыпы вымярэння шчыльнасці ў рэжыме рэальнага часу ў рэжыме рэальнага часу
Гістарычна вымярэнні шчыльнасці праводзіліся афлайн з выкарыстаннем такіх метадаў, як пікнаметры, якія патрабавалі ручнога адбору проб і ўносілі значную затрымку ў часе. Сёння дынамічныя вымярэнні ў рэжыме рэальнага часу з'яўляюцца галіновым стандартам. Гэта дазваляе бесперапынна збіраць дадзеныя ў рэжыме рэальнага часу, што дае магчымасць імгненнай зваротнай сувязі і кіраваць працэсамі, якія раней былі немагчымыя.
Вібрацыйныя дэнсітаметры: дакладнасць у рэзанансным свеце
Вібрацыйныя дэнсітаметры, таксама вядомыя яккамертонныя шчыльнамеры, працуюць па прынцыпе рэзананснай частаты. Дзве металічныя відэльцы ўзбуджаюцца і пачынаюць вібраваць з пэўнай уласнай частатой. Пры апусканні ў вадкасць або пульпу шчыльнасць асяроддзя ўплывае на вібрацыю відэльцаў, выклікаючы змяненне рэзананснай частаты. Датчык вымярае гэтае зрушэнне частаты, якое затым пераўтвараецца ў значэнне шчыльнасці.
Асноўнымі перавагамі гэтай тэхналогіі з'яўляюцца высокая дакладнасць, надзейнасць і адносна простая ўстаноўка ў трубаправодах, байпасных контурах або рэзервуарах. Яна асабліва добра падыходзіць для патокаў пульпы і раствораў з нізкай кансістэнцыяй, дзе глейкасць знаходзіцца ў межах зададзенага дыяпазону прыбора. Аднак неабходна ўлічваць іх эксплуатацыйныя абмежаванні. Вібрацыйныя денсітометры адчувальныя да ваганняў хуткасці патоку і глейкасці і могуць залежаць ад граничнага эфекту сценак трубы. Правільная ўстаноўка мае вырашальнае значэнне і прадугледжвае выбар месца з ламінарным патокам і дыяметра трубы, які мінімізуе турбулентнасць і граничныя эфекты.
Ядзерныя дэнсітаметры: неінвазіўная сіла гама-аслаблення
Ядзерныя денсітометры выкарыстоўваюць прынцып аслаблення гама-выпраменьвання. Крыніца гама-выпраменьвання ўсталявана на адным баку трубы, а дэтэктар — на другім. Па меры праходжання гама-выпраменьвання праз тэхналагічную вадкасць яно аслабляецца. Шчыльнасць асяроддзя непасрэдна карэлюе з колькасцю выпраменьвання, якое дасягае дэтэктара: чым вышэйшая шчыльнасць, тым менш выпраменьвання праходзіць праз яго.
Ключавая перавага гэтай тэхналогіі заключаецца ў яе неінвазіўным характары, бо яна не патрабуе непасрэднага кантакту з тэхналагічнай вадкасцю. Гэта робіць яе неўспрымальнай да ўздзеяння тэмпературы, ціску, глейкасці і хуткасці патоку і ідэальна падыходзіць для вымярэння высокавязкіх, высокашчыльных або каразійных суспензій, такіх як вапнавы шлам і чорны шчолак. Нягледзячы на сваю надзейную працу, ядзерныя денсітометры сутыкаюцца з унікальнымі праблемамі. Яны патрабуюць спецыялізаванага персаналу і строгіх мер бяспекі з-за выкарыстання іанізуючага выпраменьвання. Акрамя першапачатковых капітальных выдаткаў, агульны кошт валодання (TCO) з'яўляецца крытычна важным фактарам. Радыеактыўная крыніца натуральным чынам распадаецца з цягам часу, патрабуючы дарагой і працяглай замены. Выбар высокаадчувальнага дэтэктара можа дапамагчы змякчыць гэта, падоўжыўшы тэрмін службы крыніцы, але доўгатэрміновыя выдаткі і рэгулятарная нагрузка застаюцца значнымі фактарамі пры аналізе жыццёвага цыклу гэтых сістэм.
Мікрахвалевыя перадатчыкі: рашэнне для складаных сумесяў
Мікрахвалевыя датчыкі кансістэнцыі вымяраюць агульную кансістэнцыю пульпы, уключаючы валокны, дробныя часціцы і напаўняльнікі, шляхам аналізу паглынання мікрахвалевай энергіі. Гэтая тэхналогія асабліва каштоўная ў выпадках, калі выкарыстоўваюцца змешаныя пульпы або пульпы са значным утрыманнем напаўняльніка, паколькі яна забяспечвае поўнае вымярэнне ўсяго ўтрымання цвёрдых рэчываў. Магчымасць вымярэння агульнай кансістэнцыі з'яўляецца відавочнай перавагай у параўнанні з тэхналогіямі, якія адчувальныя толькі да валакністага кампанента пульпы.
Структураваная структура выбару тэхналогій
Выбар патрэбнай тэхналогіі для канкрэтнага прымянення патрабуе структураванага падыходу, які ўлічвае прадукцыйнасць, кошт і эксплуатацыйныя патрабаванні. Наступная матрыца забяспечвае параўнальную аснову для інжынерных каманд.
Табліца 1: Параўнальная матрыца тэхналогій вымярэння шчыльнасці пульпы
| Тэхналогіі | Прынцып | Найлепшыя прымяненні | Асноўныя перавагі | Асноўныя недахопы | Профіль выдаткаў |
| Вібрацыя | Рэзанансная частата змяняецца ў залежнасці ад шчыльнасці вадкасці | Цукры, шчолакі меншай кансістэнцыі | Высокая дакладнасць, вымярэнне ў рэжыме рэальнага часу, надзейнасць | Адчувальнасць да патоку, глейкасці; інтрузіўная ўстаноўка | Сярэдні дыяпазон |
| Ядзерная | Аслабленне гама-выпраменьвання ў залежнасці ад шчыльнасці | Высокакансістэнцыйныя, каразійныя, глейкія суспензіі (напрыклад, вапнавы шлам, чорны шчолак) | Неінвазіўны, не залежыць ад умоў працэсу (тэмпературы, ціску, глейкасці) | Праблемы бяспекі, рэгулятарная нагрузка, высокая сукупная вартасць уласнага капіталу з-за распаду крыніцы | Высокі |
| Мікрахвалевая печ | Вымярэнне агульнай колькасці цвёрдых рэчываў з дапамогай мікрахвалевай абсорбцыі 19 | Змяшаная цэлюлоза, цэлюлоза з напаўняльнікамі 19 | Вымярае поўную кансістэнцыю (валакна + напаўняльнікі), адсутнасць рухомых частак | Адчувальны да змен утрымання вады, патрабуе каліброўкі для канкрэтных асяроддзяў | Сярэдні дыяпазон |
| Карыёліс | Масавы расход і шчыльнасць па ваганнях трубкі | Высокацэнныя хімічныя рэчывы (напрыклад, TiO₂), крытычна важныя дазоўкі | Прамое вымярэнне масы і шчыльнасці, высокая дакладнасць, не залежыць ад тэмпературы/ціску | Высокі кошт, адчувальнасць да захапленага газу, можа падвяргацца ўздзеянню знешніх вібрацый | Найвышэйшы |
Даведайцеся больш пра шчыльнамеры
Больш онлайн-лічыльнікаў працэсаў
ЛанметрТэхналогія вібрацыйных вілак
Ланметрvібрацыяfоркdeнсіт meeterпрыведзены тыповы прыклад вібрацыйнага відэльцавага денсітометра і яго прымянення ў прамысловых умовах.
Асноўныя тэхнічныя характарыстыкі і прадукцыйнасць
Гэтывібрацыйны відэльцавы шчыльнамер— гэта інтэлектуальны денсітометр на базе мікрапрацэсара, які забяспечвае вымярэнні з высокай дакладнасцю ў рэжыме рэальнага часу. Яго паказчыкі прадукцыйнасці распрацаваны для задавальнення патрабаванняў многіх этапаў працэсу вытворчасці паперы. Мокрыя часткі прыбора выраблены з нержавеючай сталі 316, матэрыялу, вядомага сваёй каразійнай устойлівасцю, што забяспечвае даўгавечнасць у агрэсіўных хімічных асяроддзях.
Табліца 2: Ланметрвібрацыйны відэльцавы шчыльнамерТэхнічныя характарыстыкі
| Спецыфікацыя | Значэнне | Адзінка |
| Дыяпазон вымярэнняў | 0-2 | г/м³ |
| Дакладнасць вымярэнняў | 0,003 | г/м³ |
| Раздзяляльная здольнасць вымярэння | 0,001 | г/м³ |
| Паўтаральнасць | 0,001 | г/м³ |
| Выхадны сігнал | 4-20 | mA |
| Блок харчавання | 24 | пастаяннага току |
| Рабочы ціск | <1 | МПа |
| Тэмпература працэсу | ад -10 да 120 | °C |
| Дыяпазон глейкасці | <2000 | CP |
Практычнае кіраўніцтва па ўсталёўцы і электрычнай інтэграцыі
Правільная фізічная і электрычная ўстаноўкавібрацыйны відэльцавы шчыльнамермае вырашальнае значэнне для яго прадукцыйнасці і даўгавечнасці. Дэнсітометр прапануе гнуткія варыянты мантажу, у тым ліку мантаж на галоўным або вертыкальным трубаправодзе, гарызантальны або бакавы мантаж, а таксама мантаж на спецыяльны фланец рэзервуара для глейкіх суспензій з асадкам. Для труб меншага дыяметра (DN32 або менш) і высокай хуткасцю патоку вадкасці (больш за 0,5 м/с) рэкамендуецца мантаж з дапамогай хамута.
Электрычная ўстаноўка патрабуе ўважлівай увагі да дэталяў. Корпус прыбора павінен быць эфектыўна зазямлены, каб прадухіліць электрычныя перашкоды. Таксама важна ўсталяваць прыладу далей ад магутных рухавікоў і інвертараў, а таксама выкарыстоўваць экранаваныя сілавыя кабелі, каб прадухіліць знешнія электрычныя перашкоды ад перабояў сігналу. Пасля падключэння вечка электрычнай скрынкі павінна быць шчыльна закручана, каб забяспечыць герметычнасць з дапамогай ушчыльняльнага кольца, прадухіліць трапленне вільгаці і пашкоджанне ўнутраных ланцугоў.
Увод у эксплуатацыю, каліброўка і доўгатэрміновае абслугоўванне
Хоць тэхнічная дакументацыя пастаўшчыка павінна ўтрымліваць вычарпальныя рэкамендацыі па ўводу ў эксплуатацыю і тэхнічным абслугоўванні, прадстаўленае кіраўніцтва длявібрацыйны відэльцавы шчыльнамерадзначаецца як няпоўная, без падрабязных інструкцый па каліброўцы і ліквідацыі непаладак у доўгатэрміновай перспектыве. Гэтая адсутнасць інфармацыі ўяўляе значную рызыку для праектных каманд. Надзейнае рашэнне для аўтаматызацыі залежыць не толькі ад якасці абсталявання, але і ад глыбіні экасістэмы падтрымкі і яснасці яе эксплуатацыйнай дакументацыі. Больш танны датчык, які не мае падрабязнага кіраўніцтва па каліброўцы ў палявых умовах і ліквідацыі непаладак, можа прывесці да больш высокіх доўгатэрміновых эксплуатацыйных выдаткаў, у тым ліку да павелічэння працаёмкасці абслугоўвання і больш высокай рызыкі незапланаваных прастояў.
Пры адсутнасці інструкцый ад пастаўшчыка варта прытрымлівацца агульных рэкамендаваных практык для вібрацыйных відэльцавых денсітометраў. Першапачатковы ўвод у эксплуатацыю часта ўключае каліброўку чыстай вады, калі прыбор усталёўваецца на нуль падчас вымярэння асяроддзя з вядомай шчыльнасцю (напрыклад, чыстай вады). З часам можа спатрэбіцца аднакропкавая або шматкропкавая палявая каліброўка для карэкцыі дрэйфу датчыка або змяненняў умоў працэсу. Неабходна ўлічваць і вырашаць распаўсюджаныя эксплуатацыйныя праблемы, такія як забруджванне датчыка, наяўнасць паветраных бурбалак або празмерная знешняя вібрацыя.
Інтэграцыя датчыка ў адзіную экасістэму аўтаматызацыі
Сапраўдная каштоўнасцьвымяральнік шчыльнасці пульпырэалізуецца, калі яго даныя бесперашкодна інтэграваны ў агульную архітэктуру аўтаматызацыі фабрыкі.
Ад палявой прылады да прадпрыемства: роля сістэм кіравання сістэмай кіравання сістэмай кіравання (DCS) і ПЛК
Размеркаваная сістэма кіравання (DCS) або ПЛК (праграмуемы лагічны кантролер) служыць цэнтральнай нервовай сістэмай завода. Сучасныя платформы DCS, такія як Valmet DNA і Emerson DeltaV, выйшлі за рамкі базавага кіравання працэсамі і сталі інтэграванымі платформамі, якія кіруюць усімі функцыямі завода, уключаючы якасць, прывады і маніторынг стану. Гэтыя сістэмы прызначаны для апрацоўкі складаных цыклаў кіравання для бесперапынных працэсаў, такіх як лінія па вытворчасці паперы, шляхам выкарыстання дадзеных датчыкаў для зніжэння зменлівасці працэсу і аптымізацыі вытворчасці. Для многіх заводаў гэта дае магчымасць мадэрнізаваць састарэлыя сістэмы DCS або ПЛК, якія цяжка абслугоўваць, і інтэграваць іх з новымі тэхналогіямі.
Стратэгія камунікацыйнага пратаколу: Modbus супраць OPC UA
Выбар пратаколу сувязі мае фундаментальнае значэнне для ўзаемадзеяння сістэмы і будучай маштабаванасці. Два найбольш распаўсюджаныя пратаколы ў прамысловай аўтаматызацыі - гэта Modbus і OPC UA.
Modbus: прастата і надзейнасць для традыцыйных архітэктур:
Modbus — гэта паважаны, шырока распаўсюджаны пратакол, вядомы сваёй прастатой і лёгкасцю рэалізацыі. Ён працуе па архітэктуры «галоўны-падпарадкаваны», дзе цэнтральная прылада апытвае падлучаныя падпарадкаваныя прылады для атрымання дадзеных. Гэты прамы падыход робіць яго надзейным выбарам для простай кропкавай сувязі ў традыцыйных сістэмах кіравання, асабліва для невялікіх прыкладанняў, дзе прастата і эканамічная эфектыўнасць з'яўляюцца галоўнымі прыярытэтамі.
OPC UA: Фонд бяспечнай і маштабаванай лічбавізацыі:
У адрозненне ад гэтага, OPC UA — гэта сучасны, незалежны ад платформы пратакол, прызначаны для бяспечнага і ўзаемадзеяння з дадзенымі. Ён працуе па мадэлі кліент-сервер, што дазваляе выкарыстоўваць больш гнуткія стратэгіі сувязі. Яго ключавымі перавагамі з'яўляюцца надзейныя функцыі бяспекі, у тым ліку шыфраванне і аўтэнтыфікацыя, а таксама здольнасць апрацоўваць складаныя тыпы дадзеных і метададзеныя. Гэта робіць OPC UA ідэальным пратаколам для сучасных прамысловых асяроддзяў, дзе сістэмы розных пастаўшчыкоў павінны быць бяспечна і надзейна інтэграваны. Выбар паміж імі — гэта крытычна важны кампраміс паміж прастатой і доўгатэрміновымі мэтамі стратэгіі лічбавай трансфармацыі.
Табліца 3: Параўнанне Modbus і OPC UA
| Асаблівасць | Modbus | OPC UA |
| Архітэктура | Гаспадар-Раб | Кліент-сервер |
| Апрацоўка дадзеных | Толькі простыя тыпы дадзеных | Складаныя структуры дадзеных, метададзеныя |
| Бяспека | Абмежавана да адсутнасці; не ўбудавана абаронена | Надзейная бяспека (шыфраванне, аўтэнтыфікацыя) |
| Маштабаванасць | Абмежавана архітэктурай | Высокая маштабаванасць і гнуткасць |
| Найлепшы варыянт выкарыстання | Невялікія, традыцыйныя сістэмы, дзе прастата і кошт з'яўляюцца галоўнымі прыярытэтамі | Бяспечныя, узаемадзеяннездольныя і складаныя прамысловыя сеткі з сістэмамі розных пастаўшчыкоў |
Наступны рубеж: пашыраны кантроль і інтэлект, заснаваны на дадзеных
Сапраўдная аддача ад інвестыцый увымяральнік шчыльнасці пульпыраскрываецца шляхам выхаду за рамкі базавага кантролю з зваротнай сувяззю і выкарыстання дадзеных для прыняцця інтэлектуальных рашэнняў.
Па-за межамі цыклаў зваротнай сувязі: Уводзіны ў пашыранае кіраванне працэсамі (APC)
Пашыранае кіраванне працэсамі (APC) уяўляе сабой удасканаленне базавай архітэктуры кіравання DCS/PLC. Замест таго, каб проста рэагаваць на адхіленне ад зададзенага значэння, APC выкарыстоўвае прагназуючыя алгарытмы на аснове мадэлі для аптымізацыі працэсу на аснове такіх бізнес-фактараў, як кошт, прапускная здольнасць і якасць. Дзякуючы інтэграцыі...шчыльнасць пульпыНа аснове дадзеных сістэма APC можа праактыўна карэктаваць такія зменныя, як дазоўка хімікатаў або хуткасць патоку, тым самым ліквідуючы вузкія месцы і павышаючы энергетычную і хімічную эфектыўнасць.
Прагнастычная аналітыка і ранняе папярэджанне аб няспраўнасцей
Дадзеныя высокадакладных датчыкаў, атрыманыя сістэмай збору дадзеных аб эксплуатацыі абсталявання, могуць быць выкарыстаны для прагнастычнай аналітыкі, каб прадбачыць і прадухіліць паломкі абсталявання. Аналізуючы тэндэнцыі вібрацыі, тэмпературы і іншых зменных працэсу, завод можа перайсці ад рэактыўнай да праактыўнай стратэгіі тэхнічнага абслугоўвання, пазбягаючы дарагіх незапланаваных прастояў. Гэты падыход асабліва каштоўны ў галіне, дзе незапланаваныя спыненні могуць прывесці да значных фінансавых страт.
Дзейсныя рэкамендацыі
Стратэгічнае рэзюмэ
Дакладнае вымярэнне і кантрольшчыльнасць пульпыне з'яўляюцца асобнымі тэхнічнымі праблемамі; яны з'яўляюцца стратэгічным імператывам для сучасных аперацый па вытворчасці паперы. Невялікія мэтанакіраваныя інвестыцыі ў высакаякаснуювымяральнік шчыльнасці пульпыможа служыць каталізатарам для лічбавай трансфармацыі ўсяго завода, што прынясе значную аддачу ў выглядзе зніжэння зменлівасці працэсаў, зніжэння эксплуатацыйных выдаткаў і павышэння якасці прадукцыі. Пераход ад ручных, рэактыўных працэсаў да аўтаматызаванага кіравання, заснаванага на дадзеных, мае важнае значэнне для захавання канкурэнтаздольнасці і прыбытковасці на патрабавальным сусветным рынку.
Выбар добра падтрымоўванага, надзейнага прыбора з выразна прадуманым шляхам інтэграцыі — значна больш каштоўная інвестыцыя, чым недарагая альтэрнатыва, якая можа прывесці да схаваных эксплуатацыйных рызык і больш высокіх доўгатэрміновых выдаткаў на абслугоўванне. Канчатковая мэта — стварыць сістэму, якая з'яўляецца не толькі інструментам вымярэння, але і фундаментальным кампанентам шляху завода да больш эфектыўнай, надзейнай і інтэлектуальнай будучыні.Contact нашангл.ініrs to дляАдміністратар па продажах метэrs.
