DE10160533A1

DE10160533A1 - Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Sortierers für die Papiererzeugung

Info

Publication number: DE10160533A1
Application number: DE2001160533
Authority: DE
Inventors: Samuel Schabel
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Der durch das Verfahren gesteuerte Sortierer (1) dient entweder der Ausscheidung von unerwünschten Schmutzstoffen aus einer Faserstoffsuspension (S) oder der Aufteilung in Fraktionen mit verschiedener mittlerer Faserlänge. Durch das Sieb (2) im Sortierer (1) tritt eine Feinfraktion (F) hindurch, während eine Grobfraktion (G) abgewiesen wird. Von der Feinfraktion (F) wird ein Rücklauf (RC) abgezweigt, welcher in den Einlauf der Nasssiebvorrichtung (1) zurückgeführt und als Stellgröße für die Steuerung oder Regelung des Sortierers dient. Dadurch wird ein zusätzlicher Parameter gewonnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sortierer für die Papiererzeugung dienen dazu, eine Faserstoffsuspension in mindestens zwei Fraktionen aufzuteilen. Die in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern sollen durch die Öffnungen des Siebes hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. In anderen Fällen kann es angestrebt sein, die Faserstoffsuspensionen in Fraktionen aufzuteilen, deren Fasern im Mittel gesehen verschiedene Längen haben. Als Sortieröffnungen werden z. B. runde Löcher oder auch Schlitze verwendet. Es ist bekannt, dass für die Wirkung eines solchen Sortierverfahrens nicht nur die Auswahl der Sortierer und Siebe wichtig ist, sondern auch die Betriebsparameter und die Art, wie diese in der Anlage betrieben und insbesondere geregelt werden.
Man muss nämlich davon ausgehen, dass die in einem Sortierer durchgeführte Nasssiebung als realer technischer Prozess keine vollkommene Trennung gestattet, sondern dass die Feinfraktion auch Grobstoffe und die Grobfraktion auch Feinstoffe enthält. Auf die Entfernung von unerwünschten Schmutzstoffen aus einer Faserstoffsuspension angewendet, bedeutet das, dass sich in der Faserstoffsuspension, welche das Sieb passiert hat, auch ein gewisser Anteil von Schmutzstoffen befindet und dass der Rejekt, also die Fraktion, die zur Abfuhr der Schmutzstoffe gebildet wird, nicht ganz faserfrei ist. Tendenzmäßig wirken die Optimierungsbemühungen zur Verbesserung der Reinheit und zur Reduzierung der Faserverluste gegeneinander.

Beim Betrieb eines Sortierers können eine Anzahl von Parametern gewählt bzw. eingestellt werden. Bei dem folgenden Beispiel wird davon ausgegangen, dass Maschinen-Größe, Räumergeschwindigkeit und Siebform vorgegeben sind, also zunächst unverändert bleiben. Die wichtigsten - einstellbaren - Betriebsparameter sind der Durchsatz durch das Sieb, der die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension in den Sieböffnungen bestimmt und die Überlaufmenge, also die Menge der abgezogenen Grobfraktion. Das Sortierergebnis wird z. B. an Hand der Reinheit des Durchlaufes beurteilt. Üblicherweise wird die Sortierqualität bei laufendem Betrieb durch Verändern der Überlaufmenge eingestellt, wobei im Allgemeinen eine größere Überlaufmenge zu einer höheren Sortierreinheit führt. Der Preis dafür ist ein größerer Faserverlust bzw. größerer Aufwand bei der Verarbeitung des anfallenden Überlaufes (Spuckstoffes). Solche Regelmöglichkeiten sind an sich bekannt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den Wirkungsgrad eines Sortierers dadurch zu verbessern, dass ein Teil des gewonnenen Durchlaufes - also der Feinfraktion - in den Einlauf des Sortierers zurückgeführt wird. Eine solche Lösung ist z. B. aus der DE 198 19 110 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Verfahren zum Regeln eines oder mehrerer Sortierer dadurch zu verbessern, dass die Anzahl der einstellbaren Betriebsparameter möglichst hoch ist. Insbesondere soll durch einen einfachen Regeleingriff auf Schwankungen der Betriebsbedingungen, z. B. Änderung des Störstoffgehaltes im Faserstoff oder Änderung des Fließverhaltens des Faserstoffes, reagiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt die an sich bekannte Möglichkeit, einen Teil der Feinfraktion wieder mit dem Einlaufstrom derselben Siebvorrichtung zu vermischen und erneut einer Sortierung zu unterziehen. Diese Rücklaufströmung der Feinfraktion kann aber als zusätzlicher Betriebsparameter in das Steuerungs- oder Regelungskonzept des Sortierers eingebunden werden. Der besondere Vorteil liegt darin, dass dieser zusätzliche Betriebsparamter einen signifikanten Einfluss auf den Sortierwirkungsgrad hat, aber nur geringen Einfluss auf die übrigen Betriebsparameter. Zwar tritt, wenn bei gleicher Siebgröße der gleiche Gesamtdurchsatz eingestellt wird, entsprechend der Rücklaufmenge eine höhere Durchströmgeschwindigkeit durch das Sieb auf, in den meisten Fällen ist die Auswirkung auf den Wirkungsgrad jedoch gering, zumindest solange keine Extremwerte gefahren werden.

Die Erfindung wird erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch: Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 und 3 je ein Diagramm zur Darstellung des Sortierwirkungsgrades bei unterschiedlichen Voraussetzungen.
Gemäß dem Schema in der Fig. 1 wird die Faserstoffsuspension S einem Sortierer 1 zugeführt, in dem sich ein Sieb 2 befindet. Das Sieb enthält eine Vielzahl von Öffnungen, welche so gestaltet sind, dass ein Teil der eingeströmten Faserstoffsuspension S als Feinfraktion F die Öffnungen passieren kann, während eine Grobfraktion G abgewiesen wird. Dabei werden die Mengenströme des Sortierers mit Hilfe eines Durchflussreglers 7 für die Feinfraktion F und eines Durchflussreglers 8 für die Grobfraktion eingestellt. Die Feinfraktion F, die entweder von einem großen Teil der enthaltenen Verunreinigungen durch das Siebverfahren befreit ist oder ein bestimmtes gewünschtes Faserlängenspektrum enthält, dessen Faserlängen-Mittelwert kleiner ist als der der zugeführten Faserstoffsuspension S, kann der weiteren Be- und Verarbeitung unterzogen werden. Vorher wird von dieser Feinfraktion F ein einstellbarer Anteil als Rücklauf RC wieder zurückgeführt, d. h. mit der Faserstoffsuspension S vermischt und erneut dem Sortierer 1 zugeführt. Die Mengeneinstellung des Rücklaufes RC erfolgt über ein von einem Regler 3 angesteuertes Stellventil 4, wobei der sich dadurch einstellende Mengenstrom mit einem Istwertsensor 6 gemessen wird, der z. B. ein Durchflussmesser sein kann. Der Regler 3 erhält unter anderem Prozesssignale aus einem Qualitätssensor 5.
Das Diagramm in Fig. 2 zeigt in der Kurve 3 ein angenommenes Beispiel für den Verlauf des Gesamt-Sortierwirkungsgrades E, aufgetragen über dem Anteil A der Menge, welche von der Feinfraktion F abgezweigt und als Rücklauf RC wieder zurückgeführt wird. Dabei ist dieser Anteil A volumetrisch definiert. Von einem exemplarischen Wert mit ca. 75% Gesamt-Wirkungsgrad bei einer Fahrweise ohne Rücklauf, also A = 0% ausgehend, steigt der Gesamt-Wirkungsgrad E mit zunehmendem Anteil des Rücklaufes weiter an. Dabei ist bereits berücksichtigt, dass zur Erhaltung des Gesamtdurchsatzes ein größerer Volumenstrom am Sieb gefahren werden muss, um den Rücklauf-"Verlust" wieder auszugleichen. Die Ermittlung dieses Einflusses ist theoretisch nicht so einfach durchzuführen und wird in der Praxis oft durch Versuche festgestellt. Das Diagramm zeigt eine wichtige Möglichkeit, mit steuerungstechnischen Mitteln auf den Betrieb des Sortierers einzuwirken: Im oft vorkommenden Falle, dass die zu sortierende Faserstoffsuspension S zu verschiedenen Zeiten mit unterschiedlicher Verschmutzung, sei es nun quanitativ oder qualitativ, ankommt, ist es zweckmäßig, den Gesamtwirkungsgrad E zu verändern. Dann ist eine gleichmäßige Qualität der Feinfraktion F sichergestellt. Diese Gleichmäßigkeit ist nicht nur wegen der stoffbeeinflussten Qualität des erzeugten Papiers wichtig; auch die Verfügbarkeit ("runability") der Papiermaschine wird verbessert. Bei diesem Beispiel reagiert der Regler 3 auf die Meldung des Qualitätssensors 5 und verstellt das Stellventil 4, vom alten Sollwert 9 auf den neuen Sollwert 10.
Es kann aber auch sein, dass sich der Gesamtwirkungsgrad E trotz eines zunächst unveränderten Anteils A durch irgendwelche anderen Einflüsse geändert hat, wie das Beispiel der Fig. 3 zeigt. Der Gesamtwirkungsgrad E verläuft dann gemäß Kurve 3' und nicht mehr Kurve 3. Durch Erhöhung des Anteils A lässt sich dann der gewünschte Wert 11 des Gesamtwirkungsgrades E wieder erreichen; der Sollwert 9' wird dabei durch den Sollwert 10' ersetzt.

Claims

1. Verfahren zum Steuern oder Regeln von mindestens einem Sortierer (1), der zum Sortieren einer Faserstoffsuspension (S) dient und bei dem die zu sortierende Faserstoffsuspension (S) durch ein im Sortierer vorhandenes Sieb (2) in mindestens zwei Fraktionen aufgeteilt wird, derart, dass eine Feinfraktion (F) die Öffnungen des Siebes (2) passiert, während eine Grobfraktion (G) an den Öffnungen des Siebes abgewiesen wird,
wobei ein Anteil (A) der Feinfraktion (F) als Rücklauf (RC) dem Sortierer (1) wieder zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des Rücklaufes (RC) einstellbar ist und als Stellgröße zur Steuerung des Sortierers verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine größere Menge des Rücklaufes (RC) zur Verbesserung der Trennwirkung des Sortierers (1) eingestellt wird oder eine kleinere Menge zur Erhöhung des nach Abzug des Rücklaufes (RC) verbleibenden Gesamtdurchsatzes.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil (A) mindestens 20% der Feinfraktion (F), volumetrisch betrachtet, umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf (RC) in die zu sortierende Faserstoffsuspension (S) unmittelbar vor Einlauf in die Siebvorrichtung (1) zugegeben wird.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobfraktion (G) einen überwiegenden Anteil von unerwünschten Faserfremdbestandteilen der Faserstoffsuspension (S) enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Grobfraktion (G) vorhandenen Fasern eine mittlere Faserlänge haben, die signifikant größer ist als die mittlere Faserlänge der in der Feinfraktion (F) vorhandenen Fasern.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Rücklaufes (RC) durch einen Regler (3) bestimmt wird, der zumindest in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen einem vorgebbaren Sollwert und einem Rücklauf-Istwert ein im Rücklauf vor oder nach einem Istwert-Sensor (6) angeordnetes Stellventil (4) steuert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Rücklaufes (RC) über den Regler (3) zumindest ergänzend durch ein Signal von einem Qualitätssensor (5) beeinflusst wird, der die Sortierqualität der Feinfraktion (F) misst.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Grobfraktion (G) unabhängig von der Menge des Rücklaufes (RC) einstellbar ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der einstellbaren Grobfraktion (G) als weitere Eingangsgröße dem Regler (3) zugeführt wird.