[发明专利]一种造纸机烘缸关键工艺参数的在线监测方法

说明书

本发明是申请号为202010752659.8的分案申请。本发明公开了造纸机烘缸关键工艺参数的一种在线监测方法，该方法通过干燥过程中的物料和能量守恒，建立以干燥部监测部位的纸张温度(Tsubgt;p/subgt;)和湿度(u)、监测部位处袋区空气的温度(Tsubgt;a/subgt;)和湿度(AHsubgt;a/subgt;)为未知量的四元偏微分方程组过程模型，然后以实际造纸干燥生产过程中容易实时采集的过程数据作为已知量、初值及边界条件，通过求解本发明建立的四元偏微分方程组过程模型，获得造纸干燥部关键工艺参数的实时数据，从而实现了对纸张干燥过程的在线监测，避免了“黑箱”操作，可以准确的掌握造纸机干燥部的运行状况，也为造纸机干燥部干燥能力和能效水平的评估提供可能。

本发明是申请号为202010752659.8，申请日为2020年07月30日，发明创造名称为“造纸机干燥部能效的一种在线监测方法”，申请人为“衢州学院”的中国申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种造纸机烘缸关键工艺参数的在线监测方法，属于造纸工业技术领域。

背景技术

造纸是能耗密集型产业，属世界四大高能耗产业之一。在我国，造纸工业能耗居轻工业能耗之首，节能任务十分迫切。干燥部是造纸机能耗最高的工序，约占造纸机总能耗的60%，是造纸行业节能工作的重点。干燥部是一个涉及多物料（蒸汽、空气、纸张等）、多过程（传热过程和传质过程）相互耦合的复杂系统，复杂的机理以至于需要对其运行状态实行全面监控才能更好的帮助企业实现更高效的生产管理。

企业现有的信息系统对干燥部只能实现部分监测功能，如DCS（DistributedControl System，集散控制系统）能监测干燥部蒸汽状态、气罩通排风状态等信息；QCS（Quality Control System，质量控制系统）能监测纸张离开干燥部时的定量和水分信息。以上系统对纸张在干燥部运行过程中的每个烘缸的烘缸表面温度、烘缸出口处纸张温度和湿度、烘缸袋区空气温度和湿度等工艺人员关心的关键工艺参数，以及烘缸出力、干燥部蒸汽单耗、干燥部热效率、通风与余热回收子系统电单耗、通风与余热回收子系统热回收效率等管理人员最关心的干燥能力和能源效率指标都没有监测。主要原因有两个：（1）纸张在干燥部干燥是一个在高温、高湿环境下的连续高速运动过程，有些参数的测量比较困难，传感器价格也相当昂贵；（2）干燥部是一个相对紧凑的系统，受安装空间的限制，有些参数也没有测量。

因此，干燥部纸张干燥过程在行业内常常被称为“黑箱”过程，生产调节全凭人的经验，其能效水平普遍偏低，有较大的节能潜力。干燥部的干燥过程是通过干燥部烘缸实现的，因此实现对造纸机烘缸关键工艺参数的在线监测，能让“黑箱”变得可见，对指导生产调节，实现节能减排具有重要意义。

发明内容

为解决造纸机干燥部纸张干燥过程中难以在线监测的问题，本发明的目的是提供一种造纸机烘缸关键工艺参数的在线监测方法。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种造纸机烘缸关键工艺参数的在线监测方法，包括如下步骤：

（1）纸张在干燥部干燥过程中遵守物料和能量守恒定律，以此为基础建立以干燥部监测部位处的纸张温度T_p和湿度u、监测部位处袋区空气的温度T_a和绝对湿度AH_a为未知量的四元偏微分方程组过程模型；