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UW500集散控制系統在制糖行業中的應用

行業方案

摘 要:本文主要以緬甸某公司7000噸/日甘蔗制糖及自備電廠項目為例,首先對甘蔗制糖的工藝進行了簡單的概述,然後對各個工段進行深入分析,結合自動化控制需求,編寫控制策略,突破控制難點,最後對發電過程的控制進行了詳細描述。該項目投運後運行良好,為客戶提高了經濟效益。


一、概 述

食糖是天然甜味劑,是人們日常生活中的必需品,同時也是飲料、糖果、制藥等含糖食品中不可或缺的原料。杭州優穩作為國内領先的自動化設備供應商,能夠很好的滿足甘蔗制糖行業各個工段的監控要求,有效提高制糖企業的生産效率與競争力。下面以緬甸某公司7000噸/日甘蔗制糖及自備電廠項目為例,對UW500 DCS在制糖行業的實際應用進行介紹。


二、工藝簡介
總體來看,甘蔗制糖的基本步驟分為:原料→提汁→澄清→蒸發→煮糖與結晶→分蜜→幹燥→篩分→包裝→貯藏。


三、制糖控制方案

3.1 提 汁

從甘蔗中提取蔗汁主要有壓榨法與滲出法兩種:


1) 壓榨法

在壓榨法提汁生産過程中,為了實現蔗料的平衡輸送和均衡壓榨,需要自動調節的項目包括:

輸蔗帶速度調節

根據第1座高位槽的料位高度,自動調節三級輸蔗帶速度,杜絕空槽或漲槽的現象。各台輸蔗帶的速度将按随動的原理協調調節,保持進蔗量的均衡。

壓榨機轉數自動調節

壓榨機列的自動調節是靠保持各高位槽穩定料位來實現,第1座壓榨機根據榨量要求保持某一固定轉速,由三級帶的調速維持高位槽的料位穩定,保證均衡進榨。2-6座壓榨機是靠自身的瞬時調速來穩定各自高位槽的料位,從而保證通過各榨機的蔗層厚度均勻,達到高榨、高抽出、低負荷的目的。

滲透水比例調節

根據壓榨量及合理的滲透比,調節清水泵出口閥門開度,調節清水流量,使滲透水保持在最佳值。清水箱、混汁箱水位調節分别以調節熱水閥的開度,保持清水箱水位;調節混汁泵出口流量來保持混汁箱的液位。

清水箱水溫自動調節

調節進入清水箱的冷水閥門開度,調節清水箱内水溫,基本保持要求的溫度。

混合汁液位-流量控制

自動根據汁池的液位變化自動調節流量,以保證汁池的液位不至于滿溢或抽空。

連鎖保護系統

各級輸蔗帶、齒耙機、榨機列連鎖關停,保證任何一台設備在任何情況下停機時,前面的齒耙機和輸蔗帶立即随停。


2)滲出法

滲出汁pH值的控制

在滲出過程中,為了防止糖分的轉化,一般要把滲出汁的pH值調整在6.0~6.5範圍。系統根據輸蔗機的蔗量負荷比例控制加灰量,以維持滲出汁的pH值在合适範圍。

滲出汁溫度控制

通過調節蒸汽閥門實現對滲出汁溫度的控制。

滲透水量控制

依據輸蔗量,按比例對滲透水注加量的閥門進行調節。


3.2 澄 清

預加灰控制系統

pH值控制:即按預灰桶出口糖汁的pH值控制加灰量。
預灰比值調節系統:按糖汁流量控制加入石灰乳量。

主加灰自動控制系統

配比自動控制:将預灰過程同主灰過程放在一起考慮,即設計一套公用的配比調節系統。

石灰乳濃度的測量。

蔗汁加熱中和控制系統

蔗汁加熱的溫度控制:通過調節蒸汽閥門開度控制加熱量。

蔗汁的pH值控制:通過控制加入糖汁中的二氧化硫氣體量(或磷酸量)或者控制加入糖汁中的石灰乳量來達到調節糖汁pH值的目的。中和過程純度提高率、色值和過程速度三目标的最優化控制。

一碳飽充

I罐按比例控制,II罐按pH值控制。

II罐出口糖汁pH值控制。

pH值串級調節系統:I罐按pH值控制,并且I罐出口的pH值作為副參數、II罐出口pH值作為主參數,串級調節二氧化碳閥門開度,使II罐出口糖汁堿度滿足工藝要求。

二碳飽充

以二碳罐糖汁出口pH值控制飽充過程。

考慮鈣鹽含量的pH控制系統。

飽充罐入口、出口糖汁pH值串級調節。

根據糖汁的電導率控制二碳飽充過程。


3.3 蒸 發

熱水平衡箱液位控制

糖漿平衡箱液位控制

稀汁罐液位控制

三效汁汽壓力控制,四、五效汁汽壓力及真空控制

進蒸發罐稀汁流量控制

一、二、三、四、五效蒸發罐液位控制

五效糖漿濃度控制

蒸發時間控制


3.4 煮 煉

真空度、蒸汽壓力、入料濃度和溫度協調穩定控制

糖膏的對流控制

過飽和度的控制

入料溫度的控制

入料濃度控制

卸糖濃度控制


3.5 幹 燥

熱空氣溫度控制系統

幹燥器内壓力自動控制系統

幹燥控制系統

四、自備電廠控制方案

循環流化床鍋爐的控制軟件

主蒸汽母管壓力控制軟件

建立智能化的負荷分配系統;

以主蒸汽壓力穩定為核心,調節燃料量和風量;

床溫主要依靠煤量和風量來調節;

主蒸汽壓力的偏差對調節回路加以修正。

床層溫度控制軟件

床層壓力控制軟件

主汽壓力控制軟件

一次風量控制軟件


CFB鍋爐一次風至少發揮了4個方面的作用:

(1)流化狀态的建立取決于一次風量;

(2)床溫的高低受到一次風量變化的明顯影響;

(3)床料在密相區内實現良好的流态化燃燒取決于一次風量;

(4)床壓的高低受到一次風量一定程度的影響。


UWNTEK系統對于一次風控制的解決方案是:

(1)根據負荷指令來确保一次風量和給煤量匹配,并且實現雙交叉燃燒控制,即加負荷時先加風後加煤,減負荷時先減煤後減風。

(2)采用專家智能控制系統軟件小範圍内調節床溫(一般為風量的0-5%範圍内),既确保鍋爐穩定燃燒,又确保床溫控制在850-950℃範圍内。


二次風量控制軟件

二次風要确保從密相區逸出的可燃物在稀相區(懸浮段)得到進一步的富氧燃燒。

UWNTEK系統對二次風控制的解決方案是:

(1) 确保煙氣含氧量在3-5%範圍内;

(2) 包括一、二次風在内的總風量應當和料量匹配,同時滿足負荷指令的要求。并且要求二次風以實現雙交叉控制:實現加負荷時先加風後加料,減負荷時先減料後減風。


播煤風風量控制軟件

爐膛壓力控制軟件

石灰石流量控制軟件

啟動點火控制軟件

目前,大多數CFB鍋爐采用了先進的床下點火技術:

在左右一次風室各設置一支油槍;通常設置冷卻風來把油槍出口溫度控制在850°C以下;為了安全,應當設置點火油槍的火焰監視系統。


UWNTEK 系統對CFB鍋爐點火控制的解決方案是:

在保證爐膛負壓為50—100pa的條件下,啟動一次風機,由 UWNTEK 系統控制一次風門開度使得床料逐步流化。然後按照預定的點火溫升曲線,投油燃燒。當爐膛溫度超過500-550°C以上時,可以投料燃燒。

汽包水位控制軟件

主蒸汽溫度控制軟件


實施先進的“信息化帶動工業化”戰略,“全廠一體化”解決方案:

模拟量控制系統(MCS)的控制軟件

順序控制系統(SCS)的控制軟件

數據采集系統(DAS)的控制軟件

爐膛安全監視系統(FSSS)的控制軟件

汽機數字式電液調節系統(DEH)的控制軟件

汽機保護系統(ETS)的控制軟件

電氣控制系統(ECS)的控制軟件


      五 結束語

      浙大優穩UW500 DCS系統采用最新的工業IT技術,以貼近行業用戶的系統優化設計和聚焦行業需求的增值服務,具有高度的可靠性、穩定性、安全性、開放性,十分适合于甘蔗制糖的監視與控制,此項目成功投運,并得到用戶的認可。



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