[發(fā)明專利]造紙機(jī)干燥部能量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010100848.3
• 申請(qǐng)日: 2010-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101760980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李繼庚;劉煥彬;李玉剛;蔣鵬;陶勁松;李小紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣州造紙集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): D21F5/04
• 分類號(hào): D21F5/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛(wèi)東;梁瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種造紙機(jī)干燥部能量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及其工作方法，特別涉及一種用于全封閉、多組烘缸的造紙機(jī)干燥部的能量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及其工作方法。?

背景技術(shù)

造紙產(chǎn)業(yè)是與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)。據(jù)2004年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)一般大中型造紙企業(yè)能源利用率只有30％，2005年每噸漿紙的綜合能耗高達(dá)1.38噸標(biāo)準(zhǔn)煤(世界先進(jìn)水平僅為0.5噸標(biāo)煤)，造紙工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值綜合能耗高達(dá)2.5～3.0噸標(biāo)準(zhǔn)煤。造紙行業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)高耗能、高污染的重點(diǎn)監(jiān)管行業(yè)之一。在造紙?jiān)O(shè)備中，紙機(jī)干燥部能耗約占全廠生產(chǎn)能耗50％～60％，因此做好紙機(jī)干燥部的節(jié)能十分重要。?

紙頁(yè)干燥是一個(gè)復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞的過(guò)程，多烘缸紙頁(yè)的干燥過(guò)程涉及的物料和能量傳遞復(fù)雜多樣，包括蒸汽加熱烘缸表面紙頁(yè)的干燥，氣罩通風(fēng)和廢氣熱量的回收以及烘缸冷凝水的回收和排放。現(xiàn)在造紙企業(yè)對(duì)紙機(jī)干燥部能量的監(jiān)測(cè)，主要集中在對(duì)某幾個(gè)點(diǎn)的物流參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)上，集散控制系統(tǒng)(DCS)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)由于各種原因并不能有效的整合和分析，而且測(cè)量數(shù)據(jù)的不全面也導(dǎo)致監(jiān)測(cè)不全面，更談不上對(duì)造紙機(jī)干燥部的能量利用率進(jìn)行監(jiān)測(cè)和節(jié)能潛力進(jìn)行分析及優(yōu)化控制了。現(xiàn)在的紙機(jī)控制系統(tǒng)亦不能針對(duì)整個(gè)干燥部的能量利用和回收水平效率進(jìn)行監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于在原有的紙機(jī)干燥部監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提供一種更加實(shí)時(shí)、直觀，可對(duì)整個(gè)干燥部的能量系統(tǒng)進(jìn)行能量利用的監(jiān)測(cè)和診斷、并可在線分析能量利用水平和效率，得出包含節(jié)能潛力數(shù)據(jù)的診斷報(bào)告及優(yōu)化建議并自動(dòng)控制實(shí)施的造紙機(jī)干燥部能量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及其工作方法，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)密閉氣罩、多烘缸紙頁(yè)干燥過(guò)程的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制。?

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案：一種造紙機(jī)干燥部能量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征是，包括：用于將采集到的造紙機(jī)干燥部的物流數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式和單位并存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)預(yù)處理及導(dǎo)入模塊；用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；用于對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的所述物流數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析的能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)；用于調(diào)用和顯示能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)得出的診斷報(bào)告的人機(jī)交互界面；用于根據(jù)能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)的診斷結(jié)果對(duì)干燥部系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的能量系統(tǒng)優(yōu)化方案知識(shí)庫(kù)和優(yōu)化算法庫(kù)；所述造紙機(jī)的DCS、設(shè)置在造紙機(jī)干燥部氣罩內(nèi)的在線數(shù)據(jù)采集儀、設(shè)置在烘缸表面和紙頁(yè)上的便攜式數(shù)據(jù)采集儀和手工錄入系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)預(yù)處理及導(dǎo)入模塊相連接；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理及導(dǎo)入模塊與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相連接；所述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)相互連接；所述能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)與人機(jī)交互界面相互連接；所述能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)與能量系統(tǒng)優(yōu)化方案知識(shí)庫(kù)和優(yōu)化算法庫(kù)相互連接；所述能量系統(tǒng)優(yōu)化方案知識(shí)庫(kù)和優(yōu)化算法庫(kù)與人機(jī)交互界面相互連接；所述能量系統(tǒng)優(yōu)化方案知識(shí)庫(kù)和優(yōu)化算法庫(kù)與造紙機(jī)的DCS信號(hào)連接。?

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述能量系統(tǒng)診斷模型數(shù)據(jù)庫(kù)包括：用于診斷紙頁(yè)干燥過(guò)程進(jìn)出物料平衡的物料平衡模型；用于診斷紙頁(yè)干燥過(guò)程進(jìn)出能量平衡的能量平衡模型；用于診斷紙頁(yè)干燥過(guò)程的單位紙張產(chǎn)量的能源消耗量的能耗診斷模型；用于評(píng)價(jià)造紙機(jī)干燥部能量利用狀況的熱效率診斷模型，所述造紙機(jī)干燥部能量利用狀況的熱效率是指干燥紙張理論需要的熱量與干燥部實(shí)際消耗的熱量之比；用于診斷紙頁(yè)升溫狀況的干燥曲線診斷模型；用于氣罩空氣平衡和空氣參數(shù)的通風(fēng)系統(tǒng)診斷模型；用于熱回收網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的夾點(diǎn)技術(shù)分析模型；用于冷凝水熱回收水平的冷凝水回收診斷模型。?

所述能量系統(tǒng)優(yōu)化方案知識(shí)庫(kù)和優(yōu)化算法庫(kù)包括能量系統(tǒng)優(yōu)化方案知識(shí)庫(kù)和能量系統(tǒng)優(yōu)化算法庫(kù)，其中能量系統(tǒng)優(yōu)化算法庫(kù)包括：?

利用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)干燥部熱空氣預(yù)熱和熱回收子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析的夾點(diǎn)分析與優(yōu)化模型；其中，夾點(diǎn)技術(shù)是以熱力學(xué)為基礎(chǔ)，從宏觀角度分析過(guò)程系統(tǒng)中能量流沿溫度的分布的方法，其基本思想是：利用對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)的換熱器的進(jìn)出物流進(jìn)行劃分熱物流(被冷卻的物流)和冷物流(被加熱的物流)；?根據(jù)冷熱物流的熱負(fù)荷做出換熱網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題表格，并對(duì)問(wèn)題表格的子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行熱量衡算，找出換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)，通過(guò)復(fù)合曲線圖判斷換熱網(wǎng)絡(luò)的合理性，進(jìn)而確定換熱系統(tǒng)最小的公用工程(蒸汽)用量；?