衛生紙造紙機造紙過程中步驟的控制

在衛生紙從漿板原料到原紙的造紙過程中,有些關鍵的工藝參數必須要控制好,才能生產出質量合格的原紙。在造紙過程中,主要分流送部分與抄紙部分,其中流送部分有碎漿、磨漿、配漿、上漿等內容,抄紙部分有成形、壓榨、干燥、壓光、卷取等內容,其他與之配套有真空、白水、損紙等系統。如何控制好這些過程中各步驟的關鍵工藝參數,直接影響到所生產出來原紙質量的好壞。下面我將根據實際的工作經驗詳細討論對幾個造紙過程步驟的控制。

1、碎漿

碎漿過程要控制的主要工藝參數為碎漿的濃度、時間和抽漿濃度。碎漿的濃度、時間決定漿料的疏解程度,抽漿濃度是下一步驟磨漿的基本條件。當碎漿過程開始加水時,把流量計所測量的流量就開始累加計算,根據/加水量=(漿板重量x漿板絕干量)/濃度-漿板重量0的公式計算確定碎漿與抽漿的加水量。當漿板下到開動的碎漿槽里且累加流量等于碎漿的加水計算量時,關閉加水自動閥,開始計算碎漿時間,這用定時器或在DCS程序中都可輕易實現。達到所設定的時間后,打開自動閥加水,直到累加流量等于抽漿的加水計算量,同時進行抽漿,這樣便可在漿池內得到穩定濃度的漿料。

2、 磨漿

磨漿過程要控制的主要工藝參數有漿料通過量、磨漿功率與磨漿濃度。因為實時配漿使長短纖維的用量常常變化較大,同時影響到磨漿機的出口壓力,這就需要改變回流量,控制漿料在磨漿機通過量,來穩定磨漿機的出口壓力。通過流量計測量出配漿所需的漿流量與回流量,而兩者之和便是漿料在磨漿機通過量。設定漿料通過量,控制回流閥,讓回流量隨配所需的漿流量的變化而反向變化,這樣便可得到穩定的漿料通過量。對測量出的瞬間濃度與濃度設定值的比較,通過PID調節稀釋自動閥來控制磨漿濃度。

對雙盤磨而言,控制磨漿功率即控制它的進刀深度。以磨漿功率的設定值為中線設定一個在工藝允許范圍內的偏離區,磨漿功率在偏離區內,不進刀也不退刀;若向上超出偏離區則退刀,反之向下超出偏離區則進刀。為了保護盤磨,控制進退刀的電機有快速與慢速兩檔,又以磨漿功率的設定值為中線設定一個大于偏離區的區域,磨漿功率在這個區域內慢速進退刀,反之磨漿功率在區域外則快速進退刀。這樣在所設的漿料通過量與磨漿功率都穩定的情況下,可得到打漿度符合工藝要求的良漿。

3、配漿

現在高速衛生紙機的工藝流程都是實時配漿,一般分上層漿料與下層漿料,上層漿料由長纖、短纖配成,短纖居多,使上層紙面手感較滑;下層漿料由長纖、短纖、損紙配成,長纖與損紙居多,使生產出來的衛生紙有較好的拉力。配漿過程要控制的主要工藝參數是每條配漿線路的流量。每條配漿線路都配有流量計,配漿池有液位傳感器,根據配漿池的液位測量值與設定值進行PID控制,把其輸出值結合配漿時每條漿料線路所占百分比的設定值及實際濃度,通過公式/瞬間流量=配漿池的液位PID控制輸出值@配漿百分比@系數/濃度0便可計算出每條線路所需的瞬間流量,即流量的設定值。根據流量的設定值與流量計的輸入值,對每條線路流量計前的自動閥進行PID調節,則流量的實際值接近設定值,從而使上下層的漿料達到工藝要求的穩定狀態。

4、上漿

上漿過程要控制的主要工藝參數有上漿濃度、上漿流量。其上漿濃度的控制是一個典型的PID控制，通過對稀釋自動閥的調節達到接近設定濃度的目的。而對上漿流量的控制相對就比較復雜了,在卷取部中配有掃描架測量紙頁的定量與水份,為了達到定量穩定的目的,以掃描架測量的定量為輸入值,每種紙工藝要求的定量為設定值,進行反應較慢的PID調節;而它的輸出值參與一定的算式計算,得到上下層的上漿流量的設定值;再結合現場流量計測量的流量為輸入值進行動作較快的PID控制,把輸出值賦予上下層定量閥的步進電機,調節定量閥的開度。經過雙層的PID控制,在卷取部得到的定量基本趨于設定值。

5、成形

在定量閥開度、上漿濃度、流漿箱唇板開度等參數確定后,成形部要控制的主要工藝參數只剩漿網速比了。因為網速基本等于紙機的速度,所以要控制漿網速比,就要調節噴漿速度。先從成形輥的傳動電機的編碼器處得到瞬時轉速,結合成形輥的周長算出線速度,即網速;再通過公式/漿速=漿網速比@網速0計算出在工藝要求的漿網速比下的漿速,通過系數把它轉換成所要求上下層沖漿泵的轉速,這樣計算出來的轉速為設定值,從沖漿泵傳動電機的編碼器處得到瞬時轉速為輸入值,經過比較不斷修正給沖漿泵的輸出值,達到控制漿速的目的。

6、壓榨

壓榨過程要控制的主要工藝參數有壓榨輥與烘缸的壓力及烘缸電機、壓榨輥電機、成形輥電機這三個傳動點的負荷分配。壓榨輥與烘缸的接觸是靠壓縮空氣維持的,在壓榨輥兩邊的氣囊引出氣路安裝壓力傳感器,監測瞬間的氣壓,并為PID控制的輸入值;以設定的總氣壓乘以兩邊設定的百分比,便得到兩邊氣壓的設定值;再把輸出值送給各自的壓力比例調節器,控制氣囊的氣壓。這樣便完成了一個PID控制過程。 烘缸電機、壓榨輥電機、成形輥電機的三點傳動負荷分配也會影響到紙頁的質量,先以烘缸的速度為基準,根據負荷分配確定壓榨輥與成形輥的基本速度;再以壓榨輥為基準,經過二次負荷分配確定成形輥的速度。

7、干燥

干燥系統包括烘缸的蒸氣系統和氣罩的熱風系統。蒸氣系統主要是把烘缸均勻加熱和排走烘缸內的冷凝水。所以它的主要工藝參數是進缸的蒸氣壓力及通過烘缸的蒸氣流量?？刂七M缸的蒸氣壓力是以二次蒸發氣的循環熱泵為主,補充新蒸氣的自動閥為輔。在烘缸的蒸氣進口處附近安裝壓力傳感器,所測量的壓力作為輸入值,結合其設定值進行PID控制,把輸出值乘以2,再把所得的計算值與100比較,取較小的值賦給二次蒸發氣的循環熱泵的自動閥;同時把所得的計算值減去100,再把它與0比較,取較大的值賦給補充新蒸氣的主輔功能。通過烘缸的蒸氣流量即二次蒸發氣的流量,由再用蒸氣與排放蒸氣兩條氣路組成。以烘缸的蒸氣出口處附近安裝的流量傳感器所測量的瞬時流量作為輸入值,結合其設定值進行PID控制,通過上述的同樣方法對輸出值進行處理后,再送給再用蒸氣自動閥與排放蒸氣自動閥,做到先調節再用蒸氣自動閥,待它的開度達到100%后,再調節排放蒸氣自動閥。這樣穩定了通過烘缸的蒸氣流量,有利于烘缸冷凝水的排出。

氣罩的熱風系統的主要工藝參數有熱風風速與熱風溫度。熱風風速由調節干濕部的循環風機的轉速決定,并通過電流反饋不斷修正其輸出值,使它的轉速接近設定值。熱風溫度是由天然氣與空氣的比例調節閥的開度控制,在進氣罩的熱風管上安裝溫度傳感器,測量熱風溫度并以它為輸入值,通過PID控制輸出調節天然氣與空氣的比例調節閥的開度,使熱風溫度接近設定值。而熱風溫度的設定值又是由卷取部處的掃描架所測量的水份決定,測量出的水份為輸入值,工藝要求的水份為設定值,通過反應較慢的PID控制,輸出值便是熱風溫度的設定值。同樣有兩層PID控制,水份也在生產過程中得到穩定的控制。

8、卷取

卷取過程要控制的主要工藝參數是起皺率。起皺率的大小關系到生產出來的紙的厚薄及皺紋,起皺率的控制主要通過改變抄速差來實現的。設定抄速差后,以烘缸的線速度為基準,計算出卷紙缸的線速度,根據卷紙缸的直徑,把線速度轉化成轉速,送給傳動部分的卷紙缸起動控制單元,加上從卷紙缸傳動電機的編碼器處得到瞬時轉速的反饋,對輸出信號進行修正,從而使卷紙缸的轉速不斷接近設定值,達到控制抄速差的目的。

只要認清控制的目的,在多種控制思路中選取能合適、穩定的達到工藝所要求的參數,就一定能造出好紙來