典型压力筛的DCS控制设计
1 设备原理
筛选是纸浆制造过程中的重要工段,该工段的作用是除去浆中的泥沙、铁丝、垢块、沉淀物及化学浆中的未蒸解物、粗纤维束等杂物以获取良浆。为了获得高质量的纸浆，除了要有合理的筛选流程，性能良好的筛选设备，还必须有好的控制方案和策略。
压力筛又称立式离心筛，因叶片断面似机翼，又称旋翼筛，基本原理如图1所示。纸浆自上而下进入压力筛，旋翼以365～740r/min的速度旋转，在流动过程中良浆通过筛板排出，粗渣从底部排出。
图1 压力筛的基本原理图
2 基本工艺
汉阳晨鸣纸业公司的10万吨/年苇浆系统的筛选部分工艺合理，设备选用维美德公司的压力筛，控制系统采用北京和利时系统工程股份有限公司的DCS，达到了很好的控制效果。其简易流程如图2所示。蒸煮后的浆液进入喷放槽，由浆泵打入粗晒，粗晒后的尾浆进入跳筛后回到蒸煮。粗晒良浆与一定量的黑液在混和箱混和后打入一段晒；良浆进入真空洗浆机后进入漂白工段，其尾浆去除砂器，经除砂后进入二段晒，二段晒的良浆进入一段晒重新筛选。
图2 压力筛简易流程图
3 控制要点及策略
压力筛的生产能力大，体积小，可以在较高浓度和温度下工作。但筛选系统是密闭的，所以一旦堵塞筛板就要停车处理，控制的重点也就要围绕稳定生产和防止堵塞筛板进行。因粗晒、一段晒、二段晒的控制基本相同，故选取一段压力筛为例来说明其控制方案，如图3所示。
图3 压力筛控制方案
(1) 压力筛的设计有一定的工作压力，只有在合适的压力下才能达到最佳工作状态。故在纸浆进入压力筛以前装有压力变送器，有进口阀实现压力的常规PID控制（图示3回路①）。
(2) 进入压力筛的纸浆的浓度应该保持相对稳定，这样可以保证在一定的流量下，单位时间进入压力筛的绝干浆量是稳定的，同时也防止中间槽内纸浆过浓而导致浆泵无法稳定打浆。浓度计安装在浆泵后，而稀释黑液由浆泵前进入。稀释黑液阀和浓度计构成单回路PID（图示3回路②）。
(3) 进浆流量的控制牵一发而动全身，在前端它直接影响中间槽的液位，它的流量必须和进中间槽的纸浆量相匹配；在后端，它的流量必须和压力筛的处理能力相匹配；所以该方案选择良浆出口阀来控制进浆量。压力筛的进口和出口压力之差反映了压力筛的工作状态，前后压力差保持在0.01~0.02MPa时压力筛正常工作，压力过大则很可能筛孔堵塞，压力过小则没有正向流量，即没有或者有很少的良浆产出；而良浆出口阀又直接影响压力筛的前后压差。综合考虑中间槽液位、进浆流量、压力筛前后压差，其最佳方案为：中间槽液位与进浆流量串级后输出，该输出与处理后的压力筛压差进行减法比较，其较小者输出控制良浆出口阀。这样在压差较稳定时候自动选择控制液位和流量，在液位和流量比较稳定时自动选择控制压差，达到自动兼顾的控制目的（图示3回路③）。
(4) 尾浆的流量非常重要，尾浆率太低会使筛渣浓度过高，造成糊筛甚至挤破筛板；尾浆率太高则降低了压力筛的工作效率。所以尾浆流量要和进浆量按比例控制，尾浆率一般控制在15％～20％的范围内（图示3回路④）。
(5) 稀释黑液量必须和尾浆的排出量相匹配，故在控制上选择稀释黑液量与尾浆排量按比例控制（图示3回路⑤）。
此外，压力筛为贵重易损坏设备，它的保护也非常重要。除了对进浆要严格去除砂子等杂质外还要有很多的停机连锁条件，不同的设备厂家有不同的要求，但要求密封水不可中断。
4 控制效果
该控制方案在汉阳晨鸣纸业10万吨/年苇浆和山东晨鸣12万吨/年苇浆的生产工艺上得到成功实践，使制浆工艺的重点和难点工段成为整个工艺过程的亮点。
