Show simple item record

dc.contributorTampereen teknillinen yliopisto, Systeemitekniikan laitosen
dc.creatorViderholm, Janne
dc.date.accessioned2010-07-05T06:41:41Z
dc.date.available2010-07-05T06:41:41Z
dc.date.issued2010-07-05T06:41:41Z
dc.identifier.urihttp://dspace.cc.tut.fi/dpub/handle/123456789/6668
dc.description.abstractThe objective of this thesis was to study total consistency and ash consistency disturbances caused by disc filter and controlling of these disturbances. Stable thick stock mass flow is important in papermaking process and the consistency variations in the incoming stock to paper machine headbox can be seen in the quality of the paper. Disc filter is said to be one of the dominant disturbance sources, in particular regarding the ash consistency. All the data used in the analyses was collected from a real paper mill. Two KajaaniRM3 analyzers were installed at the case mill to measure the ash content of recovered stock and total and ash consistency of white water. Tracer tests were executed to study the mixing dynamics of the recovered stock chest and blend chest and to study the filler distribution in disc filter. Different methods to control the fibre recovery area were discussed. Two methods were described: current practice at the case mill and Optifeed concept. The analyses on the mixing dynamics of the chests showed that non-ideal phenomena such as channeling and stagnant zones exist in the chests. Therefore the non-ideal chest models should be preferred when studying the disturbance attenuation of industrial chests. Tracer tests showed that half of the filler in white water going to the disc filter propagates to the recovered stock and the other half goes to the filtrated waters during normal operation at the case mill. Analyses showed that 38% of the filler in the machine stock comes from the disc filters at the case mill during normal operation and that the variation in the recovered stock ash is bigger than in the fibre. The recovered stock consistency measurement showed that the variation was in the limit of 0.1% peak to peak but it is insensitive to filler content and thus the real variation bigger. Studies also showed that reliable frequency response can’t be estimated between the white water and recovered stock. /Kir10en
dc.description.abstractDiplomityössä tutkittiin kiekkosuotimen aiheuttamia sakeus- ja tuhkasakeushäiriöitä sekä niiden hallintaa. Tasalaatuisen massan syöttö paperikoneen perälaatikolle on tärkeää, sillä häiriöt siellä näkyvät paperin laadussa. Kiekkosuotimen on sanottu olevan yksi suurimmista näiden häiriöiden lähteistä, varsinkin tuhkan osalta. Massankäsittelyssä säiliöt vaimentavat korkeataajuisia häiriöitä ja säädöt matalataajuisia häiriöitä. Kaikki tutkimuksissa käytetyt mittaustiedot ovat peräisin oikealta paperitehtaalta. Kohdetehtaalla on kaksi kiekkosuodinta toimimassa rinnakkain. Dataa kerättiin 0.2 Hz näytetaajuudella. Analyysit suoritettiin laskemalla ja simuloimalla Matlab/Simulink ympäristössä. Häiriöiden suuruuksien vertailussa käytettiin hyväksi variaatiokerrointa (COV) jolloin eri yksiköllisten suureiden vertailu oli mahdollista. Kaksi KajaaniRM3TM mittaria asennettiin kohdetehtaalle mittaamaan suodosmassan tuhkapitoisuutta sekä nollaveden sakeutta ja tuhkasakeutta. RM3 mittaa vain 2% sakeuteen asti, joten suodosmassa oli laimennettava ennen mittausta. Laimennuksen jälkeen kokonaissakeuden ja tuhkasakeuden suhde pysyi samana, jolloin tuhkaosuus saatiin laskettua. Työssä käytiin läpi eri tapoja toteuttaa säädöt kuidun talteenoton alueella. Kaksi erilaista säätötapaa esiteltiin tarkemmin: nykyinen käytäntö kohdetehtaalla ja Optifeed-konseptin mukainen säätötapa. Mittauksia tutkiessa huomattiin, että kohdetehtaalla oli suodosmassan virtauksen säädön asetusarvo otettu suhteessa apumassan virtauksen mittaukseen. Apumassan virtauksessa oli suurta vaihtelua ja tämä vaihtelu johdettiin suoraan säädön välityksellä suodosmassan virtaukseen. Apumassan virtauksessa kiekkosuodin 1:lle todettiin myös jumittuva virtauksensäätöventtiili, joka vaihdettiin. Suodosmassan virtauksen asetusarvolaskennassa käytetty apumassan virtausmittaus korvattiin apumassan virtauksen asetusarvolla, jolloin häiriöt virtauksessa vähenivät neljäsosaan aikaisemmasta. Myös häiriöt suodosmassan sakeudessa vähenivät muutosten johdosta 60 %. Merkkiainekokeita suoritettiin kohdetehtaalla säiliöiden sekoitusolosuhteiden selvittämiseksi. Tutkitut säiliöt olivat suodosmassasäiliö ja sekoitussäiliö. Merkkiainekokeissa mitatut vasteet sovitettiin kolmeen säiliömalliin: ensimmäisen asteen malliin, epäideaaliseen säiliömalliin sekä malliin, jossa epäideaalinen säiliömalli on sarjassa ensimmäisen asteen mallin kanssa. Vasteiden sovituksessa minimoitiin neliöityä kustannusfunktiota mitatun vasteen ja säiliölle simuloidun vasteen välillä. Myös täyteaineen kulkeutumista kiekkosuotimen läpi tutkittiin merkkiainekokeilla. Säiliöiden merkkiainekokeet osoittivat, että säiliöissä on paljon epäideaalisuuksia, kuten säiliöön sisään menevän virtauksen kanavoituminen suoraan ulostuloon kulkeutumatta sekoitusalueen läpi. Sekoitussäiliössä noin 10% säiliöön sisään menevästä virtauksesta kulkeutuu lähes sekoittumatta suoraan ulostuloon ja suodosmassasäiliössä kiekkosuodin 2:lta tulevasta virtauksesta tämä osuus on jopa noin 20%. Säiliöissä todettiin myös suuria pysähtyneitä alueita, jotka eivät sekoittuneet. Sekoitussäiliössä ideaalisesti sekoittuneen alueen osuudeksi saatiin noin 83-87% ja suodosmassasäiliössä tämä osuus oli vielä huomattavasti pienempi. Täten säiliöiden epäideaalisia malleja tulisi käyttää kun tutkitaan niiden häiriönvaimennuskykyä. Suodosmassasäiliössä todettiin olevan pitkiä viiveitä, jotka viittaisivat siihen, että säiliön sisäänmenon syöttö ei osu sekoitusalueelle. Merkkiainekokeilla myös osoitettiin, että normaalissa ajotilanteessa kohdetehtaalla puolet kiekkosuotimelle nollaveden mukana tulevasta täyteaineesta kulkeutuu suodosmassaan ja puolet talteen otettuihin suodosvesiin. Analyysit osoittivat, että normaalissa ajotilanteessa kohdetehtaalla 38% konemassan täyteaineesta tulee suodosmassasta ja täten siis kiekkosuotimilta. Tutkimukset osoittivat myös, että häiriöt suodosmassan tuhkasakeudessa ovat suuremmat kuin häiriöt suodosmassan kuitusakeudessa. Suodosmassan sakeusmittaus näyttäisi, että sakeus pysyy 0,1% putkessa, mutta kohdetehtaalla oleva sakeusmittari ei havaitse täyteainetta ja täten todellinen vaihtelu on arviolta noin 4,5 kertaa suurempaa. Nollaveden ja suodosmassan sakeuden ja tuhkaosuuden välillä katsottujen ristikorrelaatioiden ja koherenssien perusteella voidaan päätellä, että luotettavaa taajuusvastetta näiden välille ei voida laskea joten siirtofunktion estimointi ei ole tarpeellista. Koherenssien estimoinnissa tarvittavien tehospektrien estimaattien laskenta toteutettiin käyttämällä Welchin menetelmää 50 prosentin limityksellä ja ikkunafunktiona käytettiin Blackman-Harris ikkunaa.fi
dc.format.extent54
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.language.isoen
dc.rightsThis publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.en
dc.titleConsistency disturbances due to disc filter and their controlen
dc.title.alternativeKiekkosuotimen aiheuttamat sakeushäiriöt ja niiden hallinta
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:tty-201007051223
dc.contributor.laitosSysteemitekniikan laitos
dc.contributor.tiedekuntaAutomaatio-, kone- ja materiaalitekniikan tiedekunta
dc.contributor.yliopistoTampereen teknillinen yliopistofi
dc.programmeAutomaatiotekniikan koulutusohjelmaen
dc.date.published2010-04-07
dc.contributor.laitoskoodiase
dc.contributor.thesisadvisorRisto, Ritala
dc.contributor.degreesupervisorRisto, Ritala
dc.type.ontasotDiplomityö - Master's thesis


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record