專(zhuān)利名稱(chēng)：用于調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)生產(chǎn)纖維素紙漿的連續(xù)氣相蒸煮器的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料(finely divided cellulose material) 的入口和位于底部的用于經(jīng)蒸煮的紙漿的出口的連續(xù)氣相蒸煮器的現(xiàn)有系統(tǒng)中，氣相蒸煮器總是基于蒸煮器充滿(mǎn)液體的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定尺寸。自從Metso Fiber Karlstad AB(然后以 Kamyr AB的名義)于1950年在Fengerfors安裝產(chǎn)能為50風(fēng)干公噸/ 小時(shí)(ADMT/Mti) 的第一臺(tái)蒸煮器開(kāi)始，直到2007年在印尼的lndah Kiat、Jambi和Lontar Papyrus安裝產(chǎn)能約為4，000風(fēng)干公噸Λ4小時(shí)的氣相蒸煮器以來(lái)，這種確定尺寸的技術(shù)已經(jīng)成為準(zhǔn)則，用于被稱(chēng)為氣相型“卡米爾蒸煮器”的蒸煮器。當(dāng)已經(jīng)建立連續(xù)操作時(shí)，這意味著上述蒸煮器已經(jīng)超尺寸，因?yàn)樵谡２僮髌陂g， 建立的液體水平位處于蒸煮器的頂部之下相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。在大型蒸煮器車(chē)間中，當(dāng)操作已經(jīng)建立時(shí)，液體位于蒸煮器的頂部之下大約IOm處，這對(duì)應(yīng)于蒸煮器殼體上降低1巴靜壓。 蒸煮器的尺寸也相對(duì)于氣相中的公稱(chēng)壓力目標(biāo)值而定，這可以是間隔3-8巴的預(yù)定目標(biāo)值。在高度為100m、氣相中壓力為5巴的蒸煮器中，設(shè)計(jì)壓力將是充有液體的蒸煮器的靜壓與氣相中壓力之和，即15巴。因此，主要基于充有液體的容器和氣相中壓力的相關(guān)目標(biāo)值，其次基于確定蒸煮器容器的熱負(fù)載的相關(guān)溫度，來(lái)確定蒸煮器殼體的尺寸。也可考慮到是否蒸煮器安裝在易受地震的地理帶這樣的事實(shí)。所有這些確定尺寸的標(biāo)準(zhǔn)均使得材料的厚度必須增加，以不但滿(mǎn)足確定尺寸的主要標(biāo)準(zhǔn)，而且還滿(mǎn)足次要標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步增加材料與成本的消耗。如果舉例來(lái)說(shuō)可以影響確定尺寸的主要標(biāo)準(zhǔn)，那么將可以制造材料消耗和投資成本消耗明顯降低的完整的蒸煮器。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的第一個(gè)目的是制造用于預(yù)定操作參數(shù)的連續(xù)蒸煮器，其中蒸煮器的成本能夠降低接近10%的量，同時(shí)仍滿(mǎn)足確定尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。第二個(gè)目的是減少金屬板材的消耗，以便實(shí)現(xiàn)不會(huì)使原材料的可用供應(yīng)負(fù)擔(dān)過(guò)大的蒸煮器的經(jīng)濟(jì)制造。在過(guò)去數(shù)十年間，降低自然資源的負(fù)擔(dān)已變得甚至更為重要。這就要求針對(duì)特定批次滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)設(shè)備的特定需求。第三個(gè)目的是在建立穩(wěn)定操作期間，確保蒸煮器在偏離正常操作條件的極端操作條件下的裕度。發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明涉及一種用以調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器的系統(tǒng)，該連續(xù)氣相蒸煮器具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料的入口和位于底部的用于經(jīng)蒸煮的紙漿的出口。相關(guān)工藝流入(量)，例如木片和關(guān)聯(lián)的蒸煮液體(cooking fluid)的流入(量)由工藝調(diào)節(jié)器根據(jù)當(dāng)前工藝的流出(量)(例如蒸煮液體的流出(量))和經(jīng)蒸煮的紙漿的流出(量)來(lái)調(diào)節(jié)。進(jìn)行這種調(diào)節(jié)為的是至少在建立連續(xù)操作期間，在蒸煮器中的蒸煮液體的水平位之上且在蒸煮器中的木片的位于液體的水平位之上的水平位之上生成氣相(空間)，木片的水平位能夠被調(diào)節(jié)，以便調(diào)整蒸煮器中的木片柱上的指向下方的力。工藝調(diào)節(jié)器具有第一組傳感器；第一組傳感器連接到工藝調(diào)節(jié)器，并用來(lái)控制第一組調(diào)節(jié)器，第一組調(diào)節(jié)器位于細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體至蒸煮器的輸入端。根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)包括獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器的負(fù)荷控制器，負(fù)荷控制器具有第二組傳感器；第二組傳感器連接到負(fù)荷控制器，并用來(lái)控制第二組調(diào)節(jié)器，第二組調(diào)節(jié)器位于細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體至蒸煮器的輸入端。工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于工藝調(diào)節(jié)器中的第一組目標(biāo)值，調(diào)節(jié)氣相(空間)中的壓力、 木片的水平位和液體水平位；而負(fù)荷控制器相對(duì)于負(fù)荷控制器中的第二組閾值，監(jiān)控氣相 (空間)中的壓力、木片的水平位和液體水平位；與工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于當(dāng)前目標(biāo)值進(jìn)行的控制相比，氣相(空間)中的壓力、木片的水平位和液體的水平位的相互作用對(duì)蒸煮器給出更高的負(fù)荷值。當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，負(fù)荷控制器利用連接到負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器關(guān)閉至少一個(gè)相關(guān)流入。連接到負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器優(yōu)選由在正常建立操作期間常開(kāi)式的流量閥 (open flow valve)組成，這種閥在超過(guò)負(fù)荷控制器的閾值時(shí)關(guān)閉。這些流量閥獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器對(duì)蒸煮器的流入量和流出量施加的調(diào)節(jié)。連接到負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器可選地由助流機(jī)(flow-promoting machine) 的電流控制器組成，助流機(jī)用于運(yùn)送蒸煮器的流入物或流出物。這些電流控制器在超過(guò)負(fù)荷控制器的閾值時(shí)中斷助流機(jī)的操作動(dòng)力。這些電流控制器也獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器對(duì)蒸煮器的流入量和流出量施加的調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的方法涉及對(duì)連續(xù)汽相蒸煮器的調(diào)節(jié)，該連續(xù)汽相蒸煮器具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料的入口和位于底部的用于經(jīng)蒸煮的紙漿的出口。相關(guān)工藝流入量，例如木片和關(guān)聯(lián)的蒸煮液體的流入量，由工藝調(diào)節(jié)器根據(jù)當(dāng)前工藝的流出量(例如蒸煮液體的流出量和經(jīng)蒸煮的紙漿的流出量)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)行這種調(diào)節(jié)為的是至少在建立連續(xù)操作期間，在蒸煮器中的蒸煮液體的水平位之上且在蒸煮器中的木片的位于液體水平位之上的水平位之上生成氣相。能夠調(diào)節(jié)木片的水平位，以便調(diào)整蒸煮器中的木片柱上指向下方的力。根據(jù)該方法，相對(duì)于第一專(zhuān)用工藝調(diào)節(jié)器的多個(gè)第一工藝參數(shù)來(lái)控制細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體的輸入，同時(shí)通過(guò)獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器的負(fù)荷控制器來(lái)監(jiān)控蒸煮器的容器上的負(fù)荷。工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于工藝調(diào)節(jié)器中的第一組目標(biāo)值，調(diào)節(jié)氣相中的壓力、木片的水平位和液體水平位；而負(fù)荷控制器相對(duì)于負(fù)荷控制器中的第二組閾值，監(jiān)控氣相中的壓力、木片的水平位和液體水平位。與工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于當(dāng)前目標(biāo)值進(jìn)行的控制相比，氣相中的壓力、木片的水平位和液體的水平位的相互作用對(duì)蒸煮器給出更高的負(fù)荷值；并且當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，負(fù)荷控制器獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器施加在該流入上的調(diào)節(jié)，關(guān)閉對(duì)蒸煮器的至少一個(gè)流入。可按工藝調(diào)節(jié)器和負(fù)荷控制器的形式，利用這種劃分方式劃分出兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，每一個(gè)系統(tǒng)具有獨(dú)立的傳感器和調(diào)節(jié)器，以相對(duì)于工藝調(diào)節(jié)器中的當(dāng)前目標(biāo)值來(lái)操作蒸煮器車(chē)間，并具有用于負(fù)荷控制器的獨(dú)立的安全系統(tǒng)，這允許采用蒸煮器中可能的最高總壓力負(fù)荷來(lái)確定完整蒸煮器的尺寸。在該方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，工藝控制器相對(duì)于液體水平位和蒸煮器頂部壓力的第一目標(biāo)值控制工藝，其中源自當(dāng)前工藝參數(shù)的蒸煮器容器上的總壓力負(fù)荷由液體水平位的靜態(tài)高度與蒸煮器頂部氣相中的壓力之和給出；并且負(fù)荷控制器具有總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)預(yù)定閾值，總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)預(yù)定閾值由蒸煮器中液體的水平位的至少一個(gè)預(yù)定固定閾值以及氣相中的壓力的固定的預(yù)定閾值限定。在該變型中，蒸煮器的底部的負(fù)荷的閾值可對(duì)應(yīng)于在5巴的氣相中的壓力條件下，在蒸煮器的頂部之下IOm的液體水平位的負(fù)荷；并且如果超過(guò)這些固定閾值中的任一個(gè)，負(fù)荷控制器將啟動(dòng)。在該方法的第二優(yōu)選實(shí)施例中，工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于液體水平位和蒸煮器頂部的壓力的第一目標(biāo)值來(lái)控制工藝，其中源自當(dāng)前工藝參數(shù)的蒸煮器容器上的總壓力負(fù)荷由液體水平位的靜態(tài)高度與蒸煮器頂部氣相中的壓力之和給出；并且負(fù)荷控制器具有總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值，總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值由蒸煮器底部的負(fù)荷的至少一個(gè)預(yù)定固定閾值限定、由蒸煮器中液體水平位的負(fù)荷與氣相中的壓力之和給出。在該變型中，蒸煮器的底部的負(fù)荷的閾值可對(duì)應(yīng)于在5巴的氣相中的壓力條件下，在蒸煮器頂部之下IOm的液體水平位的負(fù)荷，但是如果氣相中的壓力降低，則液體水平位的閾值升高對(duì)應(yīng)的程度。在本發(fā)明的針對(duì)連續(xù)氣相蒸煮器的一個(gè)應(yīng)用方案中(其中液體的安全水平位在蒸煮器頂部之下Ilm處，總建筑高度為72. 5m，底部直徑大于12m，并且相對(duì)于頂部壓力、容量、溫度具有預(yù)定的操作參數(shù))，可將總成本(采用2008年4月的材料價(jià)格)從約23. 5百萬(wàn)瑞典克朗(SEK)降低到21. 2百萬(wàn)瑞典克朗，這就是說(shuō)因此而節(jié)省了 2. 3百萬(wàn)瑞典克朗，對(duì)應(yīng)地節(jié)省了約10%。


圖1示出原理上根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)連續(xù)蒸煮器的系統(tǒng)；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的替換性的或補(bǔ)充性的負(fù)荷控制器；而圖3示出圖2的變型。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述中將使用“目標(biāo)值”和“閾值”的概念。術(shù)語(yǔ)“目標(biāo)值”在此用來(lái)表示工藝參數(shù)的目標(biāo)值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)照目標(biāo)值來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便維持該值，但是實(shí)際工藝參數(shù)可能從這些目標(biāo)值偏離或大或小的程度。術(shù)語(yǔ)“閾值”在此用來(lái)表示在調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)期間，工藝參數(shù)的相對(duì)于上述目標(biāo)值不會(huì)超過(guò)的閾值。因此，閾值對(duì)于蒸煮器的調(diào)節(jié)而言是安全極限。系統(tǒng)圖1示出用于調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器50的系統(tǒng)，其具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料的入口 51以及位于底部的用于蒸煮后紙漿的出口 52。入口 51在此由具有向上進(jìn)料部的頂部分離器組成。蒸煮器按傳統(tǒng)方式包括具有回收過(guò)濾器60/63、泵61/64和中心回流管 62/65的許多蒸煮器流路，但是這些流路本身不構(gòu)成本發(fā)明的任一部分。然而，這些流路中的任何回收流路可作為來(lái)自蒸煮器的部分流出管路而與其他回收流路一起被監(jiān)控。工藝調(diào)節(jié)器PC根據(jù)當(dāng)前工藝的流出量，例如蒸煮液體的流出量LIQket和經(jīng)蒸煮的紙漿的流出量CHott，來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)工藝的流入量，例如木片的流入量CHin和關(guān)聯(lián)的蒸煮液體 ST、WL、DL。應(yīng)理解，木片的流入量CHin可利用流量計(jì)31、通過(guò)工藝調(diào)節(jié)器PC來(lái)測(cè)量，可選地通過(guò)入口管路中的泵或流槽監(jiān)控器(sluice monitor)來(lái)測(cè)量，并且這種流量的調(diào)節(jié)可由工藝調(diào)節(jié)器利用閥13進(jìn)行控制。蒸煮液體ST、WL, DL的流入量(分別為蒸汽、白液和稀釋液體)可由工藝調(diào)節(jié)器 PC分別利用閥12、11和10進(jìn)行控制。通過(guò)工藝調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)是為了至少在建立連續(xù)操作期間，在蒸煮器中的蒸煮液體的水平位LIQm之上以及在蒸煮器中處于液體水平位之上的木片的水平位(leVel)CHOT 之上生成氣相(空間)STP，能夠調(diào)節(jié)木片的水平位，以便調(diào)整蒸煮器中木片柱上的指向下方的力。應(yīng)理解，木片的水平位由工藝調(diào)節(jié)器通過(guò)木片水平位傳感器(chip level sensor) 43 來(lái)檢測(cè)。工藝調(diào)節(jié)器PC具有第一組傳感器40、41、43 ；第一組傳感器連接到工藝調(diào)節(jié)器，并用來(lái)控制第一組調(diào)節(jié)器10、11、12、13，第一組調(diào)節(jié)器位于細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體至蒸煮器的輸入端。傳感器40、41、43分別由蒸煮器中的壓力傳感器、溫度傳感器和液體水平位傳感器組成。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)器10、11、12、13為調(diào)節(jié)閥，這些調(diào)節(jié)閥對(duì)稀釋液體或清潔液體DL、白液WL、蒸汽SL的流入量和木片的流入量CHin進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)包括獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器PC的負(fù)荷控制器LC，該負(fù)荷控制器具有第二組傳感器42 ；第二組傳感器連接到負(fù)荷控制器，并用來(lái)控制第二組調(diào)節(jié)器20、21、22、 23，第二組調(diào)節(jié)器位于細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體至蒸煮器的輸入端。工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于工藝調(diào)節(jié)器中的第一組目標(biāo)值對(duì)氣相中的壓力、木片的水平位以及液體的水平位進(jìn)行調(diào)節(jié)，而負(fù)荷控制器相對(duì)于負(fù)荷控制器中的第二組閾值對(duì)氣相中的壓力、木片的水平位以及液體的水平位進(jìn)行監(jiān)控；與工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于相關(guān)目標(biāo)值進(jìn)行的控制相比，氣相中的壓力、木片的水平位以及液體的水平位的相互作用對(duì)蒸煮器給出了更高的負(fù)荷值。當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，負(fù)荷控制器利用連接到負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器20、21、 22、23來(lái)關(guān)閉至少一個(gè)相關(guān)流入。連接到負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器20、21、22、23由超過(guò)負(fù)荷控制器的閾值時(shí)關(guān)閉的常開(kāi)式流量閥組成，并且這些流量閥獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器執(zhí)行的對(duì)蒸煮器的流入量和流出量的調(diào)節(jié)。連接到負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器20、21、22、23也可由促進(jìn)蒸煮器的流入或流出的助流機(jī)的電流控制器組成，當(dāng)超過(guò)負(fù)荷控制器的閾值時(shí)，電流控制器中斷助流機(jī)的操作動(dòng)力，并且這些電流控制器獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器對(duì)蒸煮器的流入量和流出量的調(diào)節(jié)。工藝調(diào)節(jié)器PC和負(fù)荷控制器LC中的傳感器40、41、42、43正常安裝為成對(duì)的至少多組傳感器，以便在調(diào)節(jié)和負(fù)荷控制方面達(dá)到更高的安全度。然而，在圖中僅明示出一個(gè)位置，同時(shí)每個(gè)位置可布置幾個(gè)傳感器，以便實(shí)現(xiàn)這種冗余度。例如，通常安裝3-5個(gè)傳感器用于檢測(cè)木片43的水平位，以便獲得可靠指示并檢查傳感器是否正確工作。為了增加第二水平位的冗余度，還可以通過(guò)相對(duì)于信號(hào)(這些信號(hào)通過(guò)如圖中 “X”所示合適的信號(hào)傳送來(lái)自工藝調(diào)節(jié)器)對(duì)負(fù)荷控制器LC的傳感器42進(jìn)行的確認(rèn)，來(lái)檢查負(fù)荷控制器LC的傳感器42是否正在正確工作。方法根據(jù)本發(fā)明的方法調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器50，連續(xù)氣相蒸煮器50具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料的入口 51和位于底部的用于經(jīng)蒸煮的紙漿的出口 52。工藝調(diào)節(jié)器PC 根據(jù)當(dāng)前工藝的流出量，例如蒸煮液體LIQket的流出量和經(jīng)蒸煮的紙漿的流出量CHout，來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)工藝的流入量，例如木片CHin的流入量和相關(guān)的蒸煮液體ST、ffL、DL。這種調(diào)節(jié)以公知的方式進(jìn)行，以便至少在建立連續(xù)操作期間，在蒸煮器中的液體水平位LIQm和在蒸煮器中位于液體水平位之上的木片的水平位CHot之上生成氣相STP?？烧{(diào)節(jié)木片的水平位，以便調(diào)整蒸煮器中木片柱上的指向下方的力。根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于第一專(zhuān)用工藝調(diào)節(jié)器PC的許多第一工藝參數(shù)，來(lái)控制細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體的輸入量，同時(shí)蒸煮器容器上的負(fù)荷則由獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器的負(fù)荷控制器LC來(lái)監(jiān)控。工藝調(diào)節(jié)器PC相對(duì)于工藝調(diào)節(jié)器的第一組目標(biāo)值調(diào)節(jié)氣相中的壓力、木片的水平位和液體的水平位。負(fù)荷控制器相對(duì)于負(fù)荷控制器中的第二組目標(biāo)值監(jiān)控氣相中的壓力、木片的水平位和液體的水平位，與工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于相關(guān)目標(biāo)值進(jìn)行的控制相比，氣相中的壓力、木片的水平位和液體水平位的相互作用對(duì)蒸煮器給出更高的負(fù)荷值。當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，負(fù)荷控制器獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器對(duì)該流入施加的流入調(diào)節(jié)，關(guān)閉蒸煮器的至少一個(gè)流入。關(guān)于液體水平位和壓力的固定閾值的方法根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于液體水平位和蒸煮器頂部的壓力的第一目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)工藝，其中根據(jù)當(dāng)前工藝參數(shù)施加在蒸煮器容器上的總壓力負(fù)荷由液體水平位的靜態(tài)高度加上蒸煮器頂部的壓力給出。在此實(shí)施方案中，負(fù)荷控制器具有總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值，其中該總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值由氣相中的壓力的一個(gè)預(yù)定固定閾值和蒸煮器中液體水平位的至少一個(gè)預(yù)定固定閾值限定。在蒸煮器高度為IOOm的實(shí)施方案的示例中，工藝調(diào)節(jié)器可相對(duì)于液體水平位處于蒸煮器頂部之下15m的目標(biāo)值和氣相中5巴的目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)工藝。由此對(duì)蒸煮工藝的流入量和流出量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到這些目標(biāo)值，但是在調(diào)節(jié)期間允許這些工藝參數(shù)的相關(guān)值偏離。然而，在此情況下，負(fù)荷控制器可具有液體水平位處于蒸煮器頂部之下IOm的預(yù)定閾值和氣相中8巴的閾值。一旦超過(guò)這些閾值中的任一個(gè)，負(fù)荷控制器就啟動(dòng)強(qiáng)制關(guān)閉至少一個(gè)流入。通過(guò)這種方式可以獨(dú)立于蒸煮工藝的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)蒸煮器容器的負(fù)荷安全。關(guān)于總負(fù)荷的固定閾值的方法根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例，工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于液體水平位和蒸煮器的頂部的壓力的第一目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)工藝，其中根據(jù)當(dāng)前工藝參數(shù)施加在蒸煮器容器上的總壓力負(fù)荷由液體水平位的靜態(tài)高度加蒸煮器頂部的壓力給出。在此實(shí)施方案中，負(fù)荷控制器具有總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值，該總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值由蒸煮器底部的負(fù)荷的至少一個(gè)預(yù)定固定閾值限定、由蒸煮器的液體的水平位與氣相中的壓力的負(fù)荷之和給出。在蒸煮器高度為IOOm的實(shí)施方案的示例中，工藝調(diào)節(jié)器可相對(duì)于液體水平位在蒸煮器的頂部之下15m的目標(biāo)值和氣相中5巴的目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)工藝。由此對(duì)蒸煮工藝的流入量和流出量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到這些目標(biāo)值，但是在調(diào)節(jié)期間允許這些工藝參數(shù)的相關(guān)值偏離。然而，在此情況下，負(fù)荷控制器可具有總壓力負(fù)荷的預(yù)定閾值，該總壓力負(fù)荷的預(yù)定閾值對(duì)應(yīng)于液體的水平位處于蒸煮器頂部之下IOm和氣相中的(壓力)閾值為8巴的情況。然而，蒸煮器底部的負(fù)荷是由蒸煮器中液體水平位與氣相中的壓力的負(fù)荷之和給出的， 在此情況下蒸煮器底部的負(fù)荷對(duì)應(yīng)于高度為90m的液體柱和氣相中8巴的壓力，即9巴加 8巴，給出17巴的總和。因此這17巴將是典型的閾值。在這些調(diào)節(jié)下，只要負(fù)荷不超過(guò)17巴，則如果氣相中的壓力同時(shí)降低的話(huà)，蒸煮器容器中的液體水平位就能夠稍微升高。例如，如果氣相中的壓力下降0.5巴到7.5巴，則能夠允許液體水平位升高到處于蒸煮器頂部之下5m的液體水平位?？蛇x地，在這些條件下，只要負(fù)荷不超過(guò)17巴，如果蒸煮器的液體水平位同時(shí)降低，氣相中的壓力就能夠稍微升高。例如，如果氣相中的壓力升高0.5巴到8. 5巴，就不能允許液體水平位升高到處于蒸煮器頂部之下15m的液體水平位。只要超過(guò)17巴的閾值，負(fù)荷控制器就啟動(dòng)至少一個(gè)流入的強(qiáng)制關(guān)閉。通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)蒸煮器容器的獨(dú)立于蒸煮工藝調(diào)節(jié)的負(fù)荷安全。調(diào)節(jié)措施當(dāng)超過(guò)相關(guān)閾值時(shí)，可使用多種調(diào)節(jié)策略。一種簡(jiǎn)單的實(shí)施方案是，只要超過(guò)閾值，就同時(shí)實(shí)施執(zhí)行所有調(diào)節(jié)措施。在系統(tǒng)安裝期間，這種安全策略常常最易生效。這可能意味著，立即關(guān)閉所有能夠被關(guān)閉的流入。例如，木片CHin流、白液WL流、稀釋液體DL流和蒸汽ST流均可被立即關(guān)閉?？蛇x地，可按階段并取決于超過(guò)閾值的裕度(或者如果在一定啟動(dòng)時(shí)期內(nèi)調(diào)節(jié)作用未啟動(dòng)的話(huà))增加關(guān)閉的流入的數(shù)量。第一個(gè)這類(lèi)階段可以是關(guān)閉木片流CHIN，接下來(lái)按順序是白液WL流、稀釋液體DL流和蒸汽ST流。如果超過(guò)氣壓的預(yù)定固定閾值，則對(duì)氣壓具有主要影響的參數(shù)/流入例如蒸汽ST 流、木片流CHin和白液WL流可即刻地或按順序地關(guān)閉。如果超過(guò)液體水平位的預(yù)定固定閾值，則對(duì)液體水平位具有主要影響的參數(shù)/流入例如白液WL流、稀釋液體DL流、木片流CHin和蒸汽ST流可即刻地或按順序地關(guān)閉。除關(guān)閉流入之外，可按上述調(diào)節(jié)措施增加蒸煮器的流出量，例如經(jīng)蒸煮的紙漿的流出量CHqut,也可同樣地增加來(lái)自蒸煮器的流出物的回收流量REC?！癛EC”在此用來(lái)表示蒸煮器中消耗的蒸煮液體的回收部分，該回收部分可直接送至回收工藝部或可經(jīng)過(guò)位于蒸煮器之前的黑液浸漬部(black liquor impregnation)送至回收工藝部。補(bǔ)充性或替換性的負(fù)荷控制圖2示出一種負(fù)荷控制器，該負(fù)荷控制器可補(bǔ)充性地加至圖1所示的系統(tǒng)，或者可完全代替圖1所示的負(fù)荷控制器。在該變型中出現(xiàn)用于蒸煮液體的排泄管路70，該管路通過(guò)正常關(guān)閉的閥71來(lái)控制。在圖中，此排泄管路連接到位于過(guò)濾器段74之后的回收室73，以保護(hù)管路的入口免于被木片阻塞?；厥帐?3可以是現(xiàn)有的蒸煮器流路的一部分，并且回收室73可在有規(guī)則的間隔基礎(chǔ)上或間歇的基礎(chǔ)上通過(guò)反向沖洗而能夠得到補(bǔ)充。該變型中的閥由壓力傳感器42 控制，并且當(dāng)壓力超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，負(fù)荷單元DP2能夠打開(kāi)閥71。管路70中也可安裝有泵72，以便促進(jìn)排泄流，該泵的啟動(dòng)與閥71的打開(kāi)并聯(lián)。管路70可被置于蒸煮車(chē)間中的合適位置，例如將液體注入到在前的IMPBIN 型浸漬容器；或者可將液體送到閃急槽(flash tank)，并隨后送到回收工藝部。圖2的替換方案在圖3示出。在負(fù)荷控制的這個(gè)變型中，用于蒸煮液體的排泄管路70連接到腔75，腔75與蒸煮器的內(nèi)部空間直接連通，優(yōu)選地通過(guò)此腔在蒸煮器的壁中的過(guò)濾器段與蒸煮器的內(nèi)部空間連通。此變型中壓力傳感器42也連接到該腔75。通過(guò)這種方式能夠保護(hù)上述管路和壓力傳感器42 二者的入口不被木片阻塞。在圖2和圖3的負(fù)荷控制器的最簡(jiǎn)化形式中，閥71可被機(jī)械式安全膜(rupture disc)代替，該安全膜在壓力超過(guò)預(yù)定水平時(shí)破裂。在此情況下對(duì)應(yīng)于之前的壓力傳感器， 可設(shè)置平行的多組壓力傳感器42、排泄管路70和閥71，以便增加安全系統(tǒng)的可靠性。在所有解釋的實(shí)施例中，優(yōu)選將壓力測(cè)量用的傳感器42定位于盡可能靠近對(duì)應(yīng)于液體水平位的目標(biāo)值的高度，如圖2所示定位在對(duì)應(yīng)于液體水平位的目標(biāo)值的高度之上 0-5m的區(qū)域中，或者如圖3所示定位在對(duì)應(yīng)于液體水平位的目標(biāo)值的高度之下0-5m的區(qū)域中。如果壓力測(cè)量在距蒸煮器頂部距離過(guò)大處進(jìn)行，則產(chǎn)生蒸煮器中的木片形成懸浮塞的風(fēng)險(xiǎn)，這種懸浮塞隔絕了壓力差并使蒸煮器的上部和蒸煮器的下部分開(kāi)，為此使得蒸煮器的深處的壓力檢測(cè)值不能代表在蒸煮器的頂部建立的壓力水平。應(yīng)理解，當(dāng)蒸煮器頂部的氣壓為氣壓相關(guān)目標(biāo)值時(shí)，負(fù)荷控制器的所有實(shí)施例中的液體水平位的閾值對(duì)應(yīng)于蒸煮器的頂部之下至少5m的水平位。例如若該閾值設(shè)定為蒸煮器的頂部之下10m，而且氣壓目標(biāo)值為4巴，則如果氣壓下降至目標(biāo)值之下0. 5巴，則能夠允許液體水平位在蒸煮器的頂部之下升高5m。本發(fā)明可在專(zhuān)利保護(hù)范圍的框架內(nèi)以許多方式變化。關(guān)鍵特征是負(fù)荷控制器獨(dú)立執(zhí)行安全功能。
權(quán)利要求
1.一種用以調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器(50)的系統(tǒng)，所述連續(xù)氣相蒸煮器具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料的入口(51)和位于底部的用于經(jīng)蒸煮的紙漿的出口(52)；其中工藝調(diào)節(jié)器(PC)根據(jù)當(dāng)前工藝的流出量，例如蒸煮液體的流出(LIQket)和經(jīng)蒸煮的紙漿的流出 (CHott),來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)工藝的流入，例如關(guān)聯(lián)的蒸煮液體(ST、ffL、DL)和木片(CHin)的流入，以便至少在建立連續(xù)操作期間，在所述蒸煮器中的蒸煮液體的水平位(LIQm)之上、且在所述蒸煮器中的木片的位于所述液體的水平位之上的水平位(CHev)之上生成氣相(STp)；所述木片的水平位能夠被調(diào)節(jié)，以便調(diào)整所述蒸煮器中的木片柱上的指向下方的力，其特征在于所述工藝調(diào)節(jié)器包括第一組傳感器00、41、4；3)；所述第一組傳感器連接到所述工藝調(diào)節(jié)器，并用來(lái)控制第一組調(diào)節(jié)器(10、11、12,13)，所述第一組調(diào)節(jié)器位于所述細(xì)分纖維素材料和所述蒸煮液體至所述蒸煮器的輸入端，而且所述系統(tǒng)包括獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器的負(fù)荷控制器(LC)，所述負(fù)荷控制器具有第二組傳感器(42)， 所述第二組傳感器連接到所述負(fù)荷控制器，并用來(lái)控制第二組調(diào)節(jié)器O0、21、22、23、71)， 所述第二組調(diào)節(jié)器影響所述蒸煮器中的液體的體積，調(diào)節(jié)器優(yōu)選位于細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體流入和流出所述蒸煮器的流路中；而且，所述工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于所述工藝調(diào)節(jié)器中的第一組目標(biāo)值，調(diào)節(jié)氣相中的壓力、 木片的水平位和液體的水平位；并且所述負(fù)荷控制器相對(duì)于所述負(fù)荷控制器中的第二組閾值，監(jiān)控所述蒸煮器中的負(fù)荷；與所述工藝控制器對(duì)相關(guān)目標(biāo)值進(jìn)行的控制相比，所述第二組閾值的相互作用對(duì)所述蒸煮器的容器給出更高的負(fù)荷；并且當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，所述負(fù)荷控制器利用連接到所述負(fù)荷控制器的第二組調(diào)節(jié)器O0、21、22、23、71)來(lái)影響蒸煮液體的至少一個(gè)相關(guān)流動(dòng)，使得所述蒸煮器中液體的凈體積減少。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，連接到所述負(fù)荷控制器的所述第二組調(diào)節(jié)器O0、21、22、23)由超過(guò)所述負(fù)荷控制器的閾值時(shí)關(guān)閉的常開(kāi)式流量閥組成，并且所述流量閥獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器執(zhí)行的對(duì)所述蒸煮器的流入和流出的調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，連接到所述負(fù)荷控制器的所述第二組調(diào)節(jié)器(71)由超過(guò)所述負(fù)荷控制器的閾值時(shí)打開(kāi)的常閉式流量閥組成，并且所述流量閥獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器執(zhí)行的對(duì)所述蒸煮器的流入和流出的調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，連接到所述負(fù)荷控制器的所述第二組調(diào)節(jié)器O0、21、22、23)也由促進(jìn)所述蒸煮器的流入和流出的助流機(jī)的電流控制器組成，當(dāng)超過(guò)所述負(fù)荷控制器的閾值時(shí)，所述電流控制器中斷所述助流機(jī)的操作動(dòng)力，并且所述電流控制器獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器對(duì)所述蒸煮器的流入和流出的調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，連接到所述負(fù)荷控制器的所述第二組調(diào)節(jié)器包括排泄管路(70)，所述排泄管路連接到所述蒸煮器的殼體上并位于所述蒸煮器中蒸煮液體的水平位(LIQot)之下的位置，所述排泄管路(70)能夠當(dāng)超過(guò)所述負(fù)荷控制器的閾值時(shí)被閥裝置(71)打開(kāi)，并且所述閥裝置(71)獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器執(zhí)行的對(duì)所述蒸煮器的流入和流出的調(diào)節(jié)。
6.一種用以調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器(50)的方法，所述連續(xù)氣相蒸煮器具有位于頂部的用于細(xì)分纖維素材料的開(kāi)口(51)和位于底部的用于經(jīng)蒸煮的紙漿的出口(52)；其中工藝調(diào)節(jié)器(PC)根據(jù)當(dāng)前工藝的流出，例如蒸煮液體的流出(LIQket)和經(jīng)蒸煮的紙漿的流出(CHott),來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)工藝的流入，例如關(guān)聯(lián)的蒸煮液體(ST、ffL、DL)和木片的流入(CHin), 以便至少在建立連續(xù)操作期間，在所述蒸煮器中的蒸煮液體的水平位(LIQm)之上、且在所述蒸煮器中的木片的位于所述液體的水平位之上的水平位(CHev)之上生成氣相(STp)；所述木片的水平位能夠被調(diào)節(jié)，以便調(diào)整所述蒸煮器中的木片柱上指向下方的力，其特征在于相對(duì)于第一專(zhuān)用工藝調(diào)節(jié)器(PC)的多個(gè)第一工藝參數(shù)，來(lái)控制向所述蒸煮器細(xì)分纖維素材料和蒸煮液體的輸入；以及通過(guò)獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器的負(fù)荷控制器，來(lái)監(jiān)控所述蒸煮器的容器上的負(fù)荷；而且，所述工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于所述工藝調(diào)節(jié)器中的第一組目標(biāo)值，調(diào)節(jié)氣相中的壓力、 木片的水平位和液體的水平位；并且所述負(fù)荷控制器相對(duì)于第二組閾值，監(jiān)控所述蒸煮器中的負(fù)荷；與所述工藝控制器對(duì)相關(guān)目標(biāo)值進(jìn)行的控制相比，所述第二組閾值的相互作用對(duì)所述蒸煮器的容器給出更高的壓力負(fù)荷；并且當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，所述負(fù)荷控制器獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器執(zhí)行的調(diào)節(jié)，影響至少一個(gè)對(duì)所述蒸煮器的流入或流出，使得所述蒸煮器中液體的凈體積減少。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述工藝調(diào)節(jié)器相對(duì)于所述液體的水平位和所述蒸煮器的頂部壓力的第一目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)工藝，其中由所述液體的水平位的靜態(tài)高度與所述蒸煮器的頂部壓力之和給出當(dāng)前工藝參數(shù)施加在所述蒸煮器的容器上的總壓力負(fù)荷；而且所述負(fù)荷控制器具有總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值，所述總壓力負(fù)荷的至少一個(gè)閾值由所述蒸煮器中液體的水平位的至少一個(gè)預(yù)定固定閾值以及一個(gè)氣相中的壓力的預(yù)定固定閾值限定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于當(dāng)超過(guò)至少一個(gè)閾值時(shí)，所述負(fù)荷控制器利用獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器來(lái)關(guān)閉所述蒸煮器的至少一個(gè)液體流入。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于當(dāng)超過(guò)所述負(fù)荷控制器的至少一個(gè)閾值時(shí)，通過(guò)獨(dú)立于所述工藝調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器，將蒸煮液體的一部分經(jīng)由否則的話(huà)關(guān)閉的管路引離所述蒸煮器。
全文摘要
本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)連續(xù)氣相蒸煮器的系統(tǒng)和方法。工藝調(diào)節(jié)器(PC)根據(jù)當(dāng)前工藝的流出(LIQRET、CHOUT)調(diào)節(jié)相關(guān)工藝的流入(CH、ST、WL、DL)，以在蒸煮器中蒸煮液體水平位(LIQLEV)和蒸煮器中的液體水平位之上的木片水平位(CHLEV)之上生成氣相(STP)。工藝調(diào)節(jié)器具有第一組傳感器(40、41、43)以相對(duì)于第一組目標(biāo)值控制輸入端的第一組調(diào)節(jié)器(10、11、12、13)；且[原文，句法]系統(tǒng)包括獨(dú)立于工藝調(diào)節(jié)器的負(fù)荷控制器，其具有第二組傳感器(42)以相對(duì)于第二組閾值控制輸入端的第二組調(diào)節(jié)器(20、21、22、23)。當(dāng)超過(guò)這些閾值時(shí)，負(fù)荷控制器關(guān)閉至少一個(gè)相關(guān)流入。可選地，負(fù)荷控制器可打開(kāi)否則關(guān)閉的管路以減少蒸煮器中液體體積。
文檔編號(hào)D21C7/12GK102449233SQ201080024334
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者克拉斯·呂森, 約翰·哈格貝里, 肯尼斯·佩爾松 申請(qǐng)人:美卓造紙機(jī)械(瑞典)公司