Автоматизация целлюлозно-бумажной промышленности.
Развитие науки и техники в области автоматизации целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) идет в ногу с разработкой эффективных технологических процессов и высокопроизводительных аппаратов для варки целлюлозы, производства бумаги и регенерации химикатов. Высокая производительность технологических агрегатов целлюлозно-бумажной промышленности, сложность физико-химических явлений производства бумаги требуют применения эффективных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) целлюлозно-бумажной промышленности.
Процесс получения целлюлозы может быть организован одним из трех методов, каждый из которых требует автоматизации и оптимизации технологических режимов целлюлозно-бумажного производства на должном уровне:
автоматизация и оптимизация процесса химической варки целлюлозы;
автоматизация и оптимизация процесса тепломеханической варки целлюлозы;
автоматизация и оптимизация процесса варки целлюлозы на основе вторичного волокна.
В современных условиях конкуренции технологический процесс варки целлюлозы должен проходить на наивысшем уровне и соответствовать требованиям местных и общегосударственных нормативов по охране окружающей среды. По части взаимодействия с автоматизированными системами управления процесс переработки целлюлозы обладает широкими возможностями, что позволяет оптимизировать каждый участок технологического процесса целлюлозно-бумажной промышленности отдельно, но во многих случаях не приводит к оптимизации технологического процесса в целом. Современные решения автоматизации целлюлозно-бумажной промышленности на базе высокоэффективной микропроцессорной техники делают общую оптимизацию технологического процесса получения целлюлозы возможной. В основе таких решений лежат надежные, гибкие технологии автоматизации, что дает возможность отдельному целлюлозно-бумажному предприятию оперативно вносить изменения в рабочий цикл для реализации необходимых эксплуатационных корректировок (т. е. оптимизировать сроки, стоимость продукции, качество и т.д.).
Автоматизация технологических процессов целлюлозно-бумажного производства обеспечивает точное и оптимальное управление, предоставляя возможности получения целлюлозы с высоким уровнем качества, увеличения производительности работы целлюлозно-бумажного предприятия, сокращения расхода пара и снижения потребления химических веществ. Автоматизированная система непрерывной варки целлюлозы стабилизирует и оптимизирует основные технологические параметры процесса: время варки, температура, концентрация щелока. Повышение качества целлюлозной массы предоставляет возможности дополнительной экономии в течение последующих процессов целлюлозно-бумажной технологии и увеличивает количество конечного продукта.
Современные АСУ ТП варки целлюлозы в случае непрерывного производства широко применяют сочетание прогрессивных методов обеспечения наилучших праметров однородности целлюлозы на выходе варочного котла, а также стабилизации параметров технологических процессов целлюлозно-бумажного предприятия на протяжении всего производственного цикла. Среди них методы управления технологическими процессами на базе теории математической статистики, классическое регулирование на основе динамической обратной связи и многопараметрические системы управления, обеспечивающие точное регулирование числа Каппа.
В случае периодической варки целлюлозы выполняются задачи оптимизации работы варочного котла периодического действия и стабилизации его основных параметров. Важной функцией системы автоматизации при этом является обеспечение координации автоматической работы всех подсистем целлюлозно-бумажного предприятия, предохранительных и защитных блокировок, а также организация правильной последовательности технологических операций и режимов целлюлозно-бумажного производства. Автоматизированная система управления технологическим процессом периодической варки целлюлозы в автоматическом режиме выполняет наполнение варочного котла и поддержку всех необходимых технологических режимов, оптимизацию и правильное планирование его работы, жесткий контроль производства и качества.
Производство бумаги является сложным технологическим процессом, условия выполнения которого крайне высокие. Для обеспечения повышенных требований к качеству конечной продукции, использование комплексной автоматизированной системы управления процессом изготовления бумаги является обязательным, начиная от обработки природного сырья.
Для достижения поставленных целей необходимым условием организации эффективного и экономичного технологического процесса бумажного производства является грамотная автоматизация и оптимизация режимов его работы:
автоматизация и оптимизация процессов формования и обезвоживания в производстве бумаги;
автоматизация и оптимизация процесса прессования в производстве бумаги;
автоматизация и оптимизация процессов нанесения покрытия и сушки бумаги;
автоматизация и оптимизация процесса отделки в производстве бумаги.
Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) целлюлозно-бумажной промышленности широко внедряются на всех стадиях производства, среди них:
автоматизация сульфатцеллюлозного производства целлюлозно-бумажной промышленности:
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) варки сульфатной целлюлозы в варочных котлах периодического действия;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) варки сульфатной целлюлозы в вертикальном аппарате непрерывного действия «КАМЮР»;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) варки целлюлозы в многотрубном аппарате;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) промывки сульфатной целлюлозы;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) сушки целлюлозы;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) регенерации извести из шлама во вращающихся печах;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) выпаривания черных сульфатных щелоков;
автоматизация сульфитцеллюлозного производства целлюлозно-бумажной промышленности:
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) производства сырой сульфитной кислоты;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) варки сульфитной целлюлозы;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) регенерации сернистого газа;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) очистки и обезвоживания целлюлозы;
автоматизация бумажного производства целлюлозно-бумажной промышленности:
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) композиции бумажной массы;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) размола бумажной массы;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) напуска бумажной массы на сетку бумагоделательной машины;
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) сушки бумажного сырья.
1. Совершенствование целлюлозно-бумажного производства неразрывно связано с его автоматизацией. Автоматизация производственных процессов является в настоящее время одним из основных направлений технического прогресса в ЦБП, так как она способствует решению всего комплекса вопросов совершенствования производства.
Предложенная в диссфтации классификация процессов в ЦБП по степени их автоматизации с учетом опыта передовых отечественных предприятий позволяет дать оценку фактическому состоянию автоматизации в целом и выявить основные направления внедрения автоматических средств на различных производствах.
2. Проведенный анализ оценки степени автоматизации производства в ЦБП позволил выявить недостатки в учете автоматического оборудования на предприятиях, которые приводят к неправильной оценке уровня автоматизации по отраслям промышленности, по отдельным предприятиям. В отчетных данных ЦСУ СССР по форме № II годового отчета "Отчет о наличии и движении основных средств (фондов) и амортизационного фонда" необходимо включать стоимость бумагоделательных, картоноделательных машин, пресспатов, непрерывно действующих варочных установок в стоимость автоматического оборудования.
В учете на предприятиях необходимо выделять стоимость контрольно-измерительных приборов и автоматики в стоимости самого оборудования. Это позволит дать более объективную оценку автоматизации производства на предприятиях.
3. Метод расчета уровня автоматизации труда и производства на бумагоделательных машинах на основе трудозатрат прост и надежен в употреблении.
Он может быть использован для оценки технико-экономического уровня при разработке направлений автоматизации и определения экономической эффективности совершенствования производства.
4. При анализе методов расчета экономической эффективности установки АСУТП на бумагоделательных машинах выяснено, что на предприятиях учитываются далеко не все источники эффективности. Выявление основных составляющих экономического эффекта при автоматизации позволило сделать более точные расчеты от установки автоматизированных систем управления технологическим процессом на бумагоделательных машинах.
На эффективность автоматизации влияет увеличение производительности машины от сокращения времени холостого хода, оптимизации производственного процесса и увеличения скорости бумагоделательной машины, снижения времени на пуски машины после простоев, а также снижения себестоимости вырабатываемой продукции.
5. Применение в расчетах экономической эффективности установки АСУТП на бумагоделательных машинах методики определения оптимальной массы квадратного метра позволило установить ту ее величину, которую необходимо поддерживать при производстве бумаги, а также при расчетах экономической эффективности сравнение производить не с фактическими данными, а с оптимальным их значением.
6. При расчетах экономической эффективности автоматизации необходимо учитывать эффект, получаемый в смежных отраслях, для которых можно рассчитать этот эффект.
7. Методика расчета экономической эффективности установки автоматизированных систем управления технологическим процессом на бумагоделательных машинах может быть использована в практических расчетах при определении эффективности установки систем на различных бумагоделательных машинах.
8. Расчеты экономической эффективности установки микропроцессорной техники на бумагоделательных машинах средней и малой производительности позволяют сделать выводы о целесообразности автоматизации этих машин.