绿液高效澄清器系统自动化控制

1、绿液高效澄清器系统自动化控制碱回收过程的绿液含有悬浮固形物绿泥，其中主要含有Ca、Na、Mg、Mn、Si、Fe等离子和游离碳等，如果澄清不好进入苛化乳液，会影响白液澄清及白泥的沉降性能和过滤性能，最终影响到石灰回收质量。因此绿液澄清非常重要，某公司在常规沉降式绿液澄清器的基础上，研制了绿液高效澄清器。根据设备特点及工艺性质，澄清器的工艺系统全部采用DCS控制，刮泥耙和搅拌速度可调，适应范围广1，已运用到国内多个项目中，运行稳定、可靠，性能指标达到要求。1 绿液高效澄清器工作原理和系统工艺过程1.1工作原理绿液高效澄清器是根据絮凝沉淀的原理研发的新型高效澄清设备，其基本工作原理是在绿液中加入高分

2、子质量有机絮凝剂，使绿液中的分散颗粒及悬浮物的胶体在分子力的相互作用下生成絮状体并互相碰撞凝聚，快速增加絮凝物尺寸和质量，从而加速沉淀速度，以达到理想的固液分离效果，具有沉降速度快、澄清面积小、绿液澄清度高等特点。与传统澄清器相比，该澄清器明显地降低了设备投资和占地面积，且能高效地去除非工艺性元素，获得高澄清度的绿液，为后续白液澄清和白泥洗涤等工艺过程创造有利条件，为苛化系统的高效稳定运行奠定基础。高效绿液澄清器具体工作原理如图1所示。由图1可知，浊绿液进入澄清器后，先在混合室内与絮凝剂充分混合，然后由缓慢旋转的布液管均匀分布到筒体中，絮凝状悬浮物凝聚成较大的颗粒沉降到筒槽底部，形成一层厚厚的

3、泥床，悬浊液里面的大颗粒不断在泥床上沉积，液体则不断向上运动穿过泥层得到澄清绿液，沉积的绿泥被刮泥耙收集到澄清器底部中间的泥坑后被泥泵抽走，从而达到固液分离的目的。澄清过程中，通过连续排泥，不断更新过滤泥层2。图1绿液高效澄清器的工作原理Fig. 1Working principle of green liquor high-efficiency clarifier1.2绿液高效澄清器系统工艺过程图2为绿液高效澄清器系统工艺流程图。燃烧工段送来的绿液首先进入绿液稳定槽，流量与浓度平衡稳定后，泵送至绿液高效澄清器，用计量泵将絮凝剂加到澄清器中间部位的搅拌桶与绿液均匀混合，然后经过缓慢转动的布液管

4、分布绿液并开始絮凝沉淀。经固液分离的清绿液上升到澄清器上部的贮存区，继而溢流到绿液立管，用绿液泵送到绿液真空冷却器冷却降温后送入石灰消化提渣机，与石灰一起进行消化反应；绿泥下沉到澄清器底部，通过绿泥泵送至绿泥洗涤器。图2绿液高效澄清器系统工艺流程图Fig. 2Process flow chart of green liquor high-efficiency clarifier system2 绿液高效澄清器系统的控制绿液高效澄清器控制通过现场按钮箱转换开关设为“远程/就地”控制模式，转换开关打到“就地”控制方式时，DCS操作人员不能操作，现场人员可以进行调试、检修，检修完毕把转换开关打到“远

5、程”控制方式，“DCS备妥指示”显示，DCS操作人员可以在DCS上进行远程操作3。图3为绿液高效澄清器DCS画面。图3绿液高效澄清器DCS画面Fig. 3DCS screen of green liquor high-efficiency clarifier2.1控制检测回路列表2.1.1电气回路表1为高效滤液澄清器系统电机回路清单。智能MCC即变频控制的电机采用智能模块的变频器，采用Profibus-DP与DCS通信，建议采用单独1条DP线控制，不和其他普通智能MCC混用1条线4。表1绿液高效澄清器系统电机回路清单Table 1Motor circuit list of green liqu

6、or high-efficiency clarifier system电机位号功能描述备注431MA101M2大耙电机变频电机431MA101M1搅拌电机变频电机431PU301M绿液喂料泵变频电机431PU302M1#绿泥泵变频电机431PU303M2#绿泥泵变频电机2.1.2仪表回路表2为绿液高效澄清器系统仪表回路清单。变送器及阀门定位器应配带HART协议，信号类型：420 mA。表2绿液高效澄清器系统仪表回路清单Table2Instrument loop list of green liquor high-efficiency clarifier system仪表回路号仪表位号功能描述仪

7、表名称431FIC1003431FT1003绿液进料管流量自控电磁流量计431FIC1010431FT1010澄清绿液循环流量自控电磁流量计431FCV1010澄清绿液循环流量自控气动调节阀431FFIC1016431FT1016绿泥流量显示电磁流量计431FCV1016绿泥流量调节气动调节阀431HS1011431HV1011澄清绿液冲洗开关阀气动开关阀431LI1006431LT1006绿液进料箱液位液位变送器431LIC1014431LT1014绿液立管液位自控液位变送器431LCV1014绿液立管液位自控气动调节阀431DI1017431DT1017绿泥密度密度计431WI100943

8、1WT1009大耙扭矩传感器扭矩变送器2.2绿液高效澄清器控制的难点和要点2.2.1绿液进料管流量431FIC1003自控回路由绿液进料流量计与绿液进料控制阀组成，以进料流量设定值为依据的流量自稳定控制回路为431FIC1003。2.2.2澄清绿液循环流量431FIC1010自控回路澄清绿液循环流量计与清绿液循环控制阀组成，以澄清绿液循环流量设定值为依据的流量自稳定控制回路为431FIC1010。绿液循环流量431FIC1010设定值：手动及自动设置，自动设置时根据控制工艺实现与绿液进料管流量比例控制，比例暂定为14，根据实际运行情况调节。2.2.3大耙扭矩431WI1009数值显示：大耙扭矩

9、数值显示及扭矩报警显示。2.2.4清绿液冲洗开关阀431HV1011报警控制：当收到开启与关闭命令后，15 s内检测是否收到对应的关到位与开到位信号，如未收到信号，显示开关阀故障并报警。431HV1011自动连锁控制投入：浊绿液进料流量大于5%；澄清绿液冲洗开关阀431HV1011在自动状态；启动澄清绿液冲洗开关阀431HV1011；开启冲洗定时器，时间设定值为TON1=60 s；冲洗定时器计时完成后关闭澄清绿液冲洗开关阀431HV1011；开启循环等待定时器，TON2=1 h；循环等待定时器动作后，启动澄清绿液冲洗开关阀431HV1011，重复开启定时器；循环重复以上步骤。2.2.5绿泥泵4

10、31PU302M、431PU303M变频速度控制：绿泥流量与绿泥泵速度控制组成以绿泥流量设定值为依据，其速度自稳定控制回路为431FFIC1014。绿泥流量（431FFIC1014）预先设定值为50%。速度限制：设定最小转速为15 Hz；当绿泥密度（431DI1017）大于高报时，设定转速为50 Hz。数值显示：绿泥泵速度数值显示；绿泥泵电流数值显示以及电流报警显示。3 安全连锁3.1大耙电机431MA101M2：变频启停控制3.1.1大耙电机MCC启动连锁以下条件不满足时无法启动：MCC准备就绪；MCC无故障。3.1.2大耙电机运行连锁以下条件不满足时停止：电机控制输出5 s检测是否收到运行

11、信号及散热风扇运行信号；电机控制输出5 s检测是否收到运行零速开关信号；电机电流保护信号。3.1.3大耙电机工艺连锁以下条件不满足时停止：大耙电机431MA101M2运行10 s检测大耙扭矩显示值小于65000N.M（具体值需要工艺参数）。3.2搅拌电机431MA101M1：变频启停控制3.2.1搅拌电机MCC启动连锁以下条件不满足时无法启动：MCC准备就绪；MCC无故障。3.2.2搅拌电机运行连锁以下条件不满足时停止：电机控制输出5 s检测是否收到运行信号及散热风扇运行信号；电机电流保护信号。3.3绿泥泵431PU302M、431PU303M：变频启停控制3.3.1外部启动连锁以下条件不满足时无法启动：绿液进料管流量431FIC101010%；密封水流量开关动作。3.3.2MCC启动连锁以下条件不满足时无法启动：MCC准备就绪；MCC无故障。3.3.3运行连锁以下条件不满足时停止：电机控制输出5 s检测是否收到运行信号。4 逻辑程序根据上述控制描述或逻辑图，由DCS厂家进行编程。图4是用于DCS编程的绿液进料箱液位431LT006的部分逻辑图。图4绿液进料箱液位431LT006的部分逻辑图Fig. 4Partial logic d