5. SJ-1-PESEMÖU TALOUS
Aiemmin tehty tutkimus Sj-pesun kustannuksista on suuntaa- antava eikä siinä ole tarkasteltu molempia pesemöitä erikseen, joten tämän työn yhteydessä päätettiin selvittää Sj-1-pesemön kustannusten riippuvuus pestyn massan puhtaudesta.
5.1. Kustannusfunktio
Sellun pesiin kokonaiskustannukset muodostuvat pesemön käyttö
kustannuksista, pesuveden lämmityskustannuksista, pesuhäviö- ja kuiva-ainehäviökustannuksista. Käyttökustannuksia lukuunottamatta ovat muut kustannukset riippuvaisia käytetystä pesuvesimäärästä.
Sj-pesemöiden pesuveden lämmityksestä ei aiheudu kustannuksia, sillä pesuvesi lämmitetään puskusäiliöstä purkautuvalla pusku- höyryllä, jonka sisältämä lämpö muutoin menisi hukkaan. Sj-pesemön pesuvesivirtauksesta riippuvat kustannukset lasketaan siten
kaavasta
K = PHK + KAHK + HK,
missä
K on pesuvesivirtauksesta riippuvat kustannukset (mk/tm), PHK on pesuhäviökustannukset (mk/tm),
'KAHK on kuiva-ainehäviökustannukset (mk/tm) ja Ж on haihdutuskustannukset (mk/tm).
-19-Liitteessä L 4 on esitetty kaavat, joiden avulla kustannukset voidaan määrätä kemikaalien ja energian hintojen sekä pesemöstä
\
saatavien tietokonemittausten perusteella. Pesuhävlökustannukset lasketaan kaavasta (liite L 4» kaavat (L 4»1) ja (L 4*2)).
PHK = A1 * (k^PM + k2), (5)
missä
РЖ on pesuhäviökustannukset (mk/tm),
A^ on pesuhäviön kustannuskerroin (A^=0,3186 mk/
kgNa2S04),
PM on puhtausmittarin lukema (mS/cm), k^ = 0,899 (cm*kgNa2S04)/(mS*tm) ja k2 = 2,917 kg Na2S04/tm.
Kuiva-ainehäviökustannukset saadaan kaavasta (liite L 4»
kaavat (L 4-3), (L 4-4) ja (L 4-5)).
on kuiva-ainehäviökustannukset (mk/tm),
on kuiva-ainehäviön kustannuskerroin (A2=0,1008 mk/kg kuiva-ainetta),
on 3* rummulta poistuvan massan sakeus (LSAK=14,8 $), on puhtausmittarin lukema (mS/cm)
=2,05 * 10'2
{f •
om)/mSHaihdutuskustannukset saadaan kaavasta (liite L 4» kaavat
Ж on haihdutuskustannukset (mk/tm),
A3 on haihdutuksen kustannuskerroin (A^= 6,13 • 10-^
R25
mk/kg HgO),
o 3
on mustalipeän tiheys lämpötilassa 25 C (kg/dnr ),
kp2 on vahvalipeän kuiva-ainepitoisuus (K?2= 55
i°)
, LV on mustalipeän haihduttamovirtaus (l/min),TSAK on pesemöön tulevan massan sakeus (TSAK = 4»6
io
), MV on massavirtaus (kg/min),k4 = 0,032 kg/dm5,
Pesuhäviö- ja kuiva-ainehäviökustannukset ovat suoraan verran
nollisia puhtausmittarin lukemaan. Haihdutuskustannusten laskemista varten on tunnettava pesemön massavirtaus, mustalipeän haihduttamo- virtaus ja tiheys. Pesemön ollessa staattisessa toimintatilassa ovat myös mustalipeän tiheys ja haihduttamovirtaus riippuvaisia pestyn massan puhtaudesta.
-21-Pesemön toiminnan tutkimista varten mitattiin tietokoneella viiden minutin välein edellälueteltujen suureiden lisäksi myös
t
pesuvesivirtaus ja mittaustulokset talletettiin kokonaisluku-muodossa levytiedostoon. Tiedoston sisältö tulostettiin kerran vuorokaudessa rivikirjoittimene insinööriyksiköiksi muutettuna.
Muunnoksen yhteydessä poistettiin sellaiset mustalipeän tiheyden mittaustulokset, jotka oli otettu refraktometrin lasin höyryhuuh- telun toimiessa, ja korvattiin edellisellä mittaustuloksella, sillä huuhtelun vaikutuksesta on refraktometrin mittausviesti aina 20 minuutin välein alarajansa tuntumassa ja huuhtelu kestää noin 10 s ajan.
Mittaustulosten keskiarvot kolmen tunnin ajalta laskettiin silloin, kun pesuvesivirtaus ja pesemön massavirtaus olivat tätä.
. ennen olleet vakioita vähintään 20 tunnin ajan. Mustalipeän haihduttamovirtauksen keskiarvo laskettiin riittävän tarkkuuden saavuttamiseksi kahdeksan tunnin ajalta, sillä suovan pumppaus 1. suodossäiliöstä aiheuttaa haihduttamovirtauksen värähtelyä.
Näin lasketut keskiarvot on esitetty taulokossa 1.
Taulukko 1
V
Tietokonemittausten keskiarvot pesemön tasapainotiloissa.
Massan
l/min l/min mS/cm l/min kg/dm5
1343 760 5,73 796 1,0512
1356 751 6,79 782 1,0568
1365 779 7,05 . 797 1,0809
1358 735 9,13 771 1,0835
1364 705 10,58 734 1,08?2
1371 673 13,50 684 1,0916
Haihdutuskustannusten (kaava (5)) laskemiseksi muutettiin taulukon 1 massavirtaukset yksiköihin kg/min kaavalla (liite L 4, kaavat. (L 4«ö) ja (L 4*13))
1oo . . ( r 25 -'k4)
MV = _____________________________________ . MTV, (6) (100 - TSAK) . + TSAK . (R - k^)
on pesemön massavirtaus (kg/min), on kuitujen tiheys (R^ = 0,4.2 kg/dm^),
on mustalipeän tiheys 25°C lämpötilassa (kg/dm^),
I
on pesemöön tulevan massan sakeus (TSAK = 4,6
Í°)
, on massan tilavuusvirtaus pesemöön (l/min) ja= 0,032 kg/dm5.
-23-Pe s emon kustannukset laskettuna kaavoista (2), (3)» (4) ja (5), on esitetty puhtausmittarin lukeman funktiona liitteen
v
L 4 kuvassa L 4»1• Taulukon 1 tasapainotiloja vastaavat haihdutus- kustannukset on merkitty kuvaan ristillä. Haihdutuskustannukset alenevat pesemön tuotannon pienentyessä ja kustannuskäyrän muoto pysyy samana (/4/).
Pesuhäviön ylärajana pidetään Sj-1-pesemöllä normaalisti noin 14 kg Na^SO^/tm. Johtokykypaperiksi valmistettavan sellun pesu- häviö saa olla korkeintaan 7 kg Ha^SO^/tm. Vastaavat puhtausmitta
rin lukemat ovat liitteen L 3 kuvan L 3*5 perusteella 4»6 ja
12,4 mS/cm. Mikäli sellu pestään niin likaiseksi kuin mahdollista, ovat johtokykypaperiksi valmistettavan sellun pesukustannukset Sj-1-pesemöllä noin 16 mk/tm suuremmat kuin sellun normaalipesussa.
6 .
SJ-1-PESEMÖN TIETOKONEOHJAUSJÄRJESTELMÄ6
.
1.
TietokonelaitteistoPesemön ohjaus on toteutettu IBM 1800-tietokoneella, jota käytetään myös paperikoneen, eräkeittämön ja sahajauhokeiton
ohjaukseen sekä eräissä kaupallishallinnollisissä sovellutuksissa.
Tietokoneen muistin koko on 56 ksanaa sananpituuden ollessa 16 bittiä. Muistijakson pituus on 2,25ytis• Käyttöjärjestelmänä on IBM 1800 Multiprogramming Executive Operating System (MPX), jonka avulla kone suorittaa prosessinohjaukset reaaliaikaisina ja tausta- ajot eräkäsittelynä. Oheislaitteisiin kuuluu kaksi IBM 2311-levy- yksikköä, IBM 1443-rivikirjoitin, IBM 1442-kortinlukija/lävistäjä,
11 kpl IBM 1053-kirjoituskoneita, viisi prosessinhoitajan ja tietokoneen välistä yhteydenpitolaitetta (INFO-asemaa) sekä viisi
tiedonsyöttölaitetta. Erilaisia prosessiliitäntöjä on lähes 900 kpl, joista osa ei kuitenkaan ole käytössä.
v
INSKEL
Käyttöjärjestelmä
Alue 1
Alue 2
Alue 3 Alue 4
Alue 5 (VCORE)
Kuva 4* IBM 1800:n muistin jako
Tietokoneen keskusmuisti on jaettu osiin kuvan 4 osoittamalla tavalla. Osa käyttöjärjestelmän vaatimasta muistitilasta on
varattu COMMON/lNSKEL-alueeksi, jota käytetään tietokoneen muis
tissa jatkuvasti olevan tiedon tallentamiseen. Osa prosessiohjel- mista on sellaisia, että ne haetaan toteutuksen ajaksi levyltä tietokoneen muistiin jollekin alueista I...3 tai VCORE:een.
Pysyvästi muistissa olevat prosessiohjelmat sijaitsevat alueella SPAR. Kaikista ohjelmista voidaan päästä käsiksi määrätyllä INSKEL- alueella sijaitseviin tietoihin.
-25-То inen levy-yksiköistä toimii ns. systeemipakkana, jossa
sijaitsevat mm. kaikki prosessiohjelmien tiedostot eokä sellaiset v
prosessiohjelmat, jotka eivät jatkuvasti ole tietokoneen muistissa.
Prosessiohjelmat käynnistyvät kellokutsusta, prosessista tulleesta keskeytyksestä tai jonkun muun ohjelman kutsumana. Taustaohjelmat käynnistetään komentokorteilla, jotka syötetään tietokoneeseen kortinlukijan välityksellä. Ohjelmien suoritusjärjestys on toteu
tettu prioriteettitasoja käyttäen. Ohjelmointikielinä ovat IBM 1130/I800 Assembler ja IBM II30/I8OO Basic Fortran IV.
•Prosesseista saatavat mittaukset välittyvät tietokoneelle joko 4...20 mA:n virta- tai O...5O mV:n jänniteviesteinä. Kunkin mitta
uspisteen viesti siirtyy tietokoneelle ns. lentävän kondensaattorin välityksellä. Jänniteviestien käytöstä on suurelta osin luovuttu, koska ne on havaittu häiriöherkiksi. IBM 1800:n digitaalisissa tuloissa ja lähdöissä on jännite joko 0 tai 24 V. Digitaalisten tulojen kautta voidaan mm. käynnistää tietokoneohjelmia. Osaan digitaalisista tuloista on kytketty myös pulssilaskurit.
Digitaalisina lähtöinä toimivat pulssijonot ja pulssinpituudet.
Näillä ohjataan mm. prosessin toimilaitteiden sähkömoottoreita ja erilaisia merkkilamppuja.
6.2. Pesemön tietokoneliitännät
Tämän työn yhteydessä oli määriteltävä pesemön ohjausjärjestel
mässä käytettävät tietokoneliitännät. Tarvittavat mittarit oli
jo valmiiksi asennettu pestyn massan puhtausmittaria lukuunottamatta.
Liitännät suunniteltiin yksityiskohtaisesti tehtaan teknisen osas
ton mittarisuunnittelussa ja ne toteutettiin sähkökorjaamon ja mittarikorjaamon toimesta. Pesemön tietokoneliitännät on esitetty kuvassa 5.