[00104409]制浆蒸煮过程纸浆Kappa值的软测量技术及应用

本课题组从硫酸盐法蒸煮脱木素动力学出发，推导出了不依赖于初始脱木素阶段的初始条件的Kappa值软测量模型。该模型避开蒸煮初始条件（木片含水量等）难于做到准确测量的难点，其特点是在线测量参数少，只有蒸煮过程中温度T、大量脱木素开始点的有效碱值EAb和硫化度S，把难于测量和控制的影响因素归结到一个测量值（EAb）上，避开了由于蒸煮初始条件波动而影响模型精度的难点。同时，为了提高该Kappa值软测量模型在各种工况下的预测精度，本课题进一步研究采用了许多软测量模型的智能在线校正方法，如采用经验回归模型与人工神经网络模型组成的混合模型、基于误差估计器的校正方法、基于模型的模糊推理方法、基于粗糙集理论与人工神经网络的方法等。在此基础上，以福建南平造纸厂蒸煮车间的六台蒸煮锅为对象，开发了“南纸化浆车间蒸煮终点预报系统”，实现制浆蒸煮过程的放锅指导。该系统已在福建南纸运行近二年，效果良好，提高了纸浆得率和质量，降低蒸汽消耗和碱耗，减少环境污染。 　　“南纸化浆车间蒸煮终点预报系统”包括在Kappa值软件测量核心模型的基础上开发的Kappa值能软测量专用软件包以及相应的硬件系统，可实现对福建南纸股份有限公司化浆车间16号锅的指导放锅。 　　该系统嵌入蒸煮过程集散控制系统（DCS系统）的上位机，通过以太网与南纸化浆车间原有的蒸煮控制系统相连接，构成蒸煮终点预报、蒸煮控制系统。硬件含：IPC-820工控机（PⅡ350，64M/6．4G），10M以太网卡，多媒体音箱等。该软件是在西门子（Siemens）工控组态软件WinCC4．01平台上开发。操作系统为Window95和中文之星97。系统完成了以下主要功能： 　　1．Kappa值的在线软测量，并按软测量预报值通过声音提示指导放锅； 　　2．多幅窗口画面切换显示，包括6台蒸煮锅全貌图、单锅图、生产日记和温度、压力及循环泵电流趋势图； 　　3．多媒体声音报警； 　　4．利用放大镜按钮可放大各趋势图中的任何部分，用鼠标移动温度、压力及循环泵电流趋势图中的数据线可显示任一时刻数值； 　　5．在本机上可查询4天的历史数据，包括生产日记和温度、压力及循环泵电流的历史趋势图。 　　通过管理机可查询和打印生产日记的所有记录和统计报表； 　　测试小组于2002年4月1日至2002年4月2日对“南纸化浆车间蒸煮终点预报系统”的运行情况进行了测试，共测取了30锅数据。经过测试认为，该系统软、硬件运行正常，操作人员对初始有效碱浓度、硫化度以及放锅后粗浆Kappa值等人工测量数据的化验测量其操作规范，检测仪器符合标准定要求。从实测数据分析统计可知，在工艺条件稳定的情况下，该系统所预测的粗浆Kappa值与实测目标Kappa值绝对误差在±3以内，合格率达85%以上，粗浆合格率也在85%以上。 　　本项目的创新之处及先进性在于：首先开发了能可靠用于工业实践的制浆煮过程的智能Kappa值集成模型。