李录杰先生工程师；

主要从事造纸制浆、蒸发工段及环保行业的产品设计、研发等工作。

随着造纸行业的高速发展，对大数据、智能化、集成化等有更高的要求，苛化装备及其控制需求不断升级，为了更进一步提高白液品质，汶瑞机械（山东）有限公司研发了白液精细过滤设备，同时为了保证单元操作的稳定性，配套开发了过程自动化控制系统。应用了ABB的DCSXA扩展自动化系统、主控制器ACM系列（苛化全线控制器CPU应用高端的PM）、光纤连接TB与远程模块SI/O。XA是一个综合的工艺自动控制系统，超过了传统的集散控制系统，提供了安全、可靠的控制环境，如报警管理、质量分析和维护信息等。本设备及其控制已推广应用到国外浆线年产万t化学木浆的苛化工段项目中，投产使用后设备性能稳定、可靠、高自动化，达到预期效果，已顺利通过性能测试。

1设备结构及工作原理

1.1设备结构

白液精细过滤机的设备结构如图1所示[1]，由筒体部分及过滤元件组成，筒体是一个立式压力容器，筒体顶部是碟形封头，底部是锥形封头，中间有一个分布板，将筒体分为上下两腔室，下腔室布置过滤元件，工作时筒体下腔室压力高于上腔室，上、下腔压差是介质过滤的动力。

1.2设备工作原理

白液经进液口泵入白液精细过滤器底部，由于喂料泵的正压作用使清白液经滤套进入过滤器上部，溢流到白液贮存槽中，白液中的白泥在通过滤套时被截留在滤套的表面上，当白液精细过滤器的滤套内、外压差大于反冲设定的压差值时，将进行反向冲洗，反冲液回到放空槽，然后泵送入绿液稳定槽；工作一段时间，如果压差达到酸洗设定压差时，将进行水洗和酸洗使滤布过滤能力再生。白液精细过滤器的出口（伸入到储存槽中）不能被淹没，以防倒流[2]。

2控制系统

白液精细过滤机BYG的控制系统分为远程控制和就地控制，通过现场操作箱CB实现转换，自动/手动在DCS上控制，见图2。

当转换到远程模式时，在DCS通过转换开关“AUTO/MANselect”切换手动或自动控制，在手动模式可以单个启、停电机和阀门；当切换到自动模式时，所有电机和阀门都转换为自动状态，通过按钮“FiltrationStart”启动“过滤-反冲-水洗”顺序控制，启动重启按钮“FiltrationRestart”在过滤压差允许的条件下循环往复运行工作过程；当压差PDI超过设定值后，通过按钮“AcidStart”启动酸洗和水洗顺控，所有时间参数都在DCS界面设定，运行状态及模式都有显示。

就地操作模式主要是设备检修时使用，当设备出现故障需要停修时，通过按钮“SeviceMode”转换到服务模式,此时过滤主机停止运转，DCS不能操作，确保现场检修人员的安全。检修完毕，通过按钮“RunMode”转到运行模式，具备条件即可开机。运行过程遇到紧急状况可按下急停按钮“QuickStop”,以防造成不必要的损失。

2.1白液流量控制

控制回路FIC：送白水显示控制回路FIC由流量计和控制阀组成，有自动和手动两种模式，流量计检测值和控制阀开度在控制画面图2显示。当设备启动初期，手动设定控制阀开度；设备正常运行后，FIC控制回路为自动状态，控制阀根据预设值和流量计的检测值自动调整阀开度，控制进白液流量。控制阀最小设定值约30～20L/s。

2.2过滤器压力控制

白液精细过滤器滤套两侧的压力差是保证设备正常运行的关键参数，故在过滤器进出口附近安装有差压变送器PDI，检测进料口和出料口的压力差。

手动：PDI高于～kPa，控制画面显示报警，提醒操作员注意过滤器需进行清洗。

自动：PDI高于～kPa，过滤器自动进入反冲过程。

2.3系统安全联锁

(1）排泥开关阀：破真空开关阀HS关闭的情况下（ZSC=1），排泥开关阀HS禁止打开。

(2）白泥槽液位：白泥槽液位LI低于30%～60%，白泥槽搅拌电机U禁止启动。

(3）酸液槽液位：酸液槽液位LIS低于50%～70%，酸液槽搅拌电机U禁止启动；LIS高于90%，酸液槽进水开关阀HS和热水开关阀HS禁止打开。

(4）酸液槽温度：酸液槽温度TIS高于70～75℃，酸液槽进蒸汽开关阀HS禁止打开。

3顺控程序

白液精细过滤机正常工作程序经“过滤-反冲-水洗”自控程序循环往复运行，运行一段时间后，滤套被白泥堵塞，过滤压差PDI逐渐升高，达到设定值将启动酸洗自动控制程序，见图3。

3.1正常工作过程（过滤—反冲—水洗）

运行条件：各个泵及阀门均设定自动模式，且都在关闭和停止状态，各参数设定完毕，现场开机条件都具备，启动按钮“FiltrationStart”自动运行以下各步：

(1）自动打开白液精细过滤器进料开关阀HS和出料开关阀HS。

(2）自启白液泵U或U(备用)，自动给定调节阀FCV开度50%，同时启动定时器T，2min后，将FIC控制回路转为自动状态，流量设定值为约76L/s。

(3）当下列条件满足其中之一时，关闭开关阀HS和HS,白液精细过滤器进入反冲过程。①PDI测量值到达设定值；②定时器T到达设定值；③强制反冲洗信号为1；④停机信号为1。

(4）开启开关阀HS和HS,同时启动定时器T。

(5）定时器T达到设定值，关闭破真空阀HS和排泥阀HS。

(6）打开白液精细过滤器顶部进水阀HS，过滤器开始水洗。

(7）当PDI测量值达到一设定值,关闭白液精细过滤器顶部进水阀HS,开启破真空开关阀HS和排泥开关阀HS,同时启动定时器T。

(8）定时器T达到设定值，开启底部进水开关阀HS，同时启动定时器T。

(9）定时器T达到设定值，关闭底部进水开关阀HS，同时启动定时器T。

(10）定时器T达到设定值，关闭排泥阀HS和破真空阀HS，水洗完成。

(11）操作员通过按钮“FiltrationRestart”选择白液精细过滤器继续正常过滤还是停机，如果继续过滤，启动按钮“FiltrationRestart”重新执行过滤—反冲—水洗流程,这样循环往复，否则白液精细过滤器停机。

3.2酸洗-冲洗控制流程

运行条件：各阀门关到位且都在自动状态，酸液槽液位LIS大于60%；若不满足，查找原因并排除。满足条件后启动按钮“AcidStart”自动运行以下各步:

(1）自动开启白液精细过滤器底部进酸开关阀HS和顶部排酸开关阀HS。

(2）开启酸液槽出口开关阀HS，启动酸液泵U，延时5s自动打开去过滤器酸液开关阀HS。

(3）当酸洗槽液位LIS低于5%，关闭HS，启动定时器T；同时开启碱液阀HS，向酸液槽内加碱液。

(4）当液位LIS高于设定值时，关闭酸液槽进碱液阀HS。

(5）定时器T达到设定值，关闭酸液去白液精细过滤器开关阀HS和进酸液开关阀HS，停止酸液泵U，打开底部排酸开关阀HS和HS。

(6）当酸液槽液位LIS高于约70%～80%，关闭白液精细过滤器底部排酸阀HS和顶部排酸阀HS，启动搅拌电机U，同时启动定时器T。

(7）定时器T计时完成，停止搅拌电机U，开启阀HS，启动酸液泵U，开启阀HS。

(8）当酸液槽液位LIS低于5%～8%，停止酸液泵U，关闭HS，打开HS。

(9)当酸液槽液位LIS高于约70%～75%，关闭HS，延时5s启动酸液泵U，打开HS、HS和HS，启动定时器T。

(10）定时器T计时完成，打开HS和HS，关闭HS、HS和HS，启动定时器T。

(11）定时器T计时完成，停止泵U，关闭HS、HS和HS，酸洗—冲洗完成。

4逻辑程序

本系统应用ABBIndustrialITxA系统，采用诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性，其范围包括主机、网络、电源、控制器、I/O卡件直至I/O点，应用高性能的ACM控制器，I/O从站通过Profibus-DP网络可靠地与控制器进行数据通信，其软件的POU编辑器需要以逻辑控制程序做为编程基础，即通过逻辑符号“与”、“或”、“非”等把复杂的工艺流程及要求表达出来作为DCS编程依据，本系统逻辑程序如图4和图5。

5结语

白液精细过滤机BGY是汶瑞机械（山东）有限公司研发设计的新一代产品，配套自动化控制，可对已经澄清或过滤过的白液更进一步提高品质的精细过滤，白液品质高，浊度在20g/L以下，单台运行产能m3/d,在印尼某浆厂已经平稳运行三年，主要特点无减速机传动结构、自动化程度高、操作维护简单、降低能耗、减少人力。先进的控制理念和安全、可靠的控制方式，有效地提高了自动化控制精度和准确度，保证了系统的稳定性及其快速的生产能力。

李录杰程文业李建波孟令启姚秀旗徐怡萍汶瑞机械（山东）有限公司

来源：《中华纸业》1年第8期

中华纸业传媒

浆纸技术

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/18.html