制浆蒸煮过程纸浆卡伯值软测量技术研究与应用

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1、摘要摘要蒸煮是制浆过程中的一个重要环节，是复杂的化学工业过程，在蒸煮过程中稳定纸浆的Kappa值是稳定纸浆质量的关键，而且有助于减少蒸汽和化学品的消耗，减少环境污染，提高生产效益。要控制纸浆的Kappa值，需要对其进行在线测量或者估计，但是至今国内外尚未开发出准确、可靠、价廉的蒸煮过程在线、商用纸浆Kappa值测量仪表，因此研究纸浆Kappa值的软测量技术具有很大的理论意义和实用价值。软测量技术是一门新兴的工业技术，发展前景广阔。它利用易测过程变量(辅助变量)以及这些变量与难以直接测量的待测变量(主导变量)之间的关系(软测量模型)，通过各种计算和估计方法实现对主导变量的测

2、量。从广义的信息获取角度来看，软测量技术也是一种信息利用和发现规律的方法，在软测量建模过程中要综合利用各种理论、方法，充分挖掘数据中的有用信息，以达到软测量的目的并为进一步设计基于软测量的先进控制打下基础。本论文就以下主要内容进行了深入的研究并取得了以下结果：在分析硫酸盐间歇蒸煮过程机理和生产实际情况的基础上，强调了脱木素过程是一个分段线性化的过程，指出整个蒸煮过程的单一模型具有很多局限性，在Hatton简化模型的基础上，提出了分段机理回归模型的预测方法。2)在分析了软测量模型预测误差构成的基础上．结合制浆蒸煮数据样本的特点，给出了一种综合判别异常样本数据的方法。该方法基

3、于聚类分析和工艺机理发掘矛盾数据组，并结合回归分析和统计分析，定位异常样本数据并解释这些异常样本对建模的影响大小。把该方法用于来自于工厂的实际数据分析，收到了良好效果。来自于实际生产的测量数据存在着复杂性与准确性等问题，特别是一定数量的矛盾数据和异常数据的存在，有必要考察数据产生的背景，通过对生产过程的其他信息的分析，获得校正模型或补偿模型预测残差的方法。3)通过对蒸煮过程的工艺流程分析，将小波变换引入升温过程分析中，采用Daubechies小波变换来获得样本数据所对应的升温过程的特征向量，构造了一个简化的五维特征向量。根据五维特征向量可以对样本的大量脱木素的主要阶段的升

4、温过程进行特征描述，并可以进一步用来进行工况的分类研究。4)在分析了实际工业过程中经验模型预测精度下降的可能原因的基础华毒理互大学工学簿圭逢文上，提出了利用过程工况特征情息米进行经验模型残差{}偿蚋方法，给出了这稀混合模型酌精掏槿圈，并撬出了混合模型鹪长期校正帮愆期棱正的簿法。穗锋对纸浆Kappa悠软测量建摸的应用中，分{厅了嬲种残菠补偿模型：主元圈归模型和RBF神经网络模型瓣混合模型建穗方法，{冀工厂实鼯数据势应霆对象，瀑合模型瓷分段模型魏罄毯上，综台指标脊所提商。5》舒瓣囊静我国造纸厂过程鑫韵纯现犊，蘩合律糟参与实麓魏嚣个疆露，其僖介绍了如俺在两种典黧蒸煮工段DCS基

5、础上，开发蒸煮终点预报系统。又针对我国大部分工厂自动仡水平编低的糯状，提出了耐彝生产过穗靛技术支持慕统设诗愚戆，著绘出了系统静凌楚稻结梅掇图。绦合制浆蒸煮工段，具体介绍了生产过程小型技术支持系统的结擒与臻箍，希望麓够在实际痘爱孛褥剽受鲟酌究瞢。总而言之，本论文以硫酸盐法间歇蒸煮过穰纸浆Kappa值软测量技术作为主要磷究疼容，舆髂在较嚣量模型、蒸煮鼗攥预然瑷、嚣强过程工漉势拆、滢含蠛型研究、蒸煮终点预报系统的实施铸方面，进行了深入的研究，墩褥了一些有觳熬残暴。逮鳖成暴对较瓣量鼓零，褥裁枣利浆迄穰貔Kappa蓬懿较瓣量攘零，怒到了键进、丰塞与深他的费粥。本文戆方法鼹络谂慰予其

6、窀工蝗辩象的软溅量媳其有～定懿参考秘毽。关键逶：软测麓；割浆蒸煮：Kappa毽；数攥颈处理；枣渡分辑本研究课题得到蔺家自然科学麓金(60274033与69874014)岛国家高技术研突袭焱诗蠢(863诗划)经费炎鬟(2001AA4131t0)熬姿勋tAbstractCookingisanimportantstageinKraftpulpingprocess．Itisalsoavery"complicatedchemicalindustrialprocess．DuringthecookingprocesstOstabilizetheKappanumberisthekeytO

7、stabilizethequalityofpaperpulp．Thesteady'KappanumberisalsohelpfultOdecreasetheconsumptionofstreamandchemicalproducts，todecreasetheenvironmentpollutionandenhanceproductionefficiencyInordertOcontroltheKappanumberofpulp，itmustbemeasuredorestimatedonline．Regrettably，unt