DE102011077795A1

DE102011077795A1 - Method and system for heat recovery in a dryer section of a machine for producing a material web

Info

Publication number: DE102011077795A1
Application number: DE102011077795A
Authority: DE
Inventors: Marco Popp; Roland Mulzer; Guido Bruns
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20
Also published as: WO2012175461A1; CN103748283A; EP2721212A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie (2) einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder (TZ) und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement (3) mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes (LA) getrocknet wird; wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes (LA) einem im Abluftstrom (LA) des Hochtemperatur-Trockenelementes (3) angeordneten Verdampfungssystem (4) zur Erzeugung von Dampf (D) für wenigstens einen Dampfverbraucher (V) über zumindest einen Wärmetauscher (W1) zugeführt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsfluid (AM) für die Erzeugung von Dampf (D) aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser verwendet wird, welches mittels Abwärme aus dem Abluftstrom (LA) erwärmt in das Verdampfungssystem (4) eingespeist wird und in diesem entweder zumindest teilweise unter Entstehung eines Gemisches aus Dampf und Kondensat (DKW1), vorzugsweise vollständig unter Entstehung von Dampf (D) an dem zumindest einen Wärmetauscher (W1) verdampft wird oder im Wärmetauscher (W1) erhitzt und nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher (W1) entspannt wird.The invention relates to a method for heat recovery in a drying section (2) of a machine for producing a material web, in which the material web is provided with at least one heatable drying cylinder (TZ) and by means of at least one high-temperature drying element (3) with hot air with an exhaust air flow (LA ) is dried; wherein at least part of the waste heat of the exhaust air stream (LA) is an evaporation system (4) arranged in the exhaust air stream (LA) of the high-temperature drying element (3) for generating steam (D) for at least one steam consumer (V) via at least one heat exchanger (W1) is fed. The invention is characterized in that processed feed water or fresh water is used as the output fluid (AM) for the generation of steam (D), which is heated by means of waste heat from the exhaust air flow (LA) and fed into the evaporation system (4) and in this either at least partially with the formation of a mixture of steam and condensate (DKW1), preferably completely with the formation of steam (D) at which at least one heat exchanger (W1) is evaporated or heated in the heat exchanger (W1) and expanded after the exit from the heat exchanger (W1) becomes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes getrocknet wird; wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes einem im Abluftstrom des Hochtemperatur-Trockenelementes angeordneten Verdampfungssystem zur Erzeugung von Dampf für wenigstens einen Dampfverbraucher über zumindest einen Wärmetauscher zugeführt wird.The invention relates to a method for heat recovery in a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web at least with a heated drying cylinder and by means of at least one high-temperature drying element with hot air under Accumulation of an exhaust air stream is dried; wherein at least a portion of the waste heat of the exhaust air stream is supplied to a arranged in the exhaust air stream of the high-temperature drying element evaporation system for generating steam for at least one steam consumer via at least one heat exchanger.

Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn. The invention further relates to a system for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a paper, board or tissue web.

Trockenpartien, umfassend zumindest einen mit Dampf beheizbaren Trockenzylinder und zumindest ein Hochtemperatur-Trockenelement, welches derart ausgeführt und angeordnet ist, die Faserstoffbahn zumindest mittelbar mit Heißluft zu beaufschlagen, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungen vorbekannt. Dabei wird das mit Dampf beheizbare im Trockenzylinder anfallende Dampf-/Kondensatgemisch zumindest einem Kondensatabscheider zugeführt, wobei der Dampf aus dem Kondensatabscheider dem Frischdampf oder einem Frischdampf-/ oder Hochdruckdampfgemisch zugeführt wird und zumindest ein Teil des Kondensats aus dem zumindest einem Trockenzylinder nachgeschalteten Kondensatabscheider einem Wärmetauscher im Abluftstrom des Hochtemperatur-Trockenelementes zugeführt wird. Das Kondensat wird dabei in diesem erhitzt und nimmt die Energie der Abluft auf. Ein derartiges Verfahren beziehungsweise eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift AT 506 077 B1 bekannt. In dieser wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Papiermaschine offenbart, wobei die Papierbahn mit einem dampfbeheizten Trockenzylinder und einer mit Heißluft beaufschlagten Hochtemperaturhaube getrocknet wird. Der Abdampf aus dem Dampfsystem wird einem Dampfabscheider zugeführt. Ein Teil des Kondensats aus dem Dampfabscheider wird in einem separaten Kreislauf über einen Wärmetauscher wieder an den gleichen und einzigen Dampfabscheider zurückgeführt und dem Kondensat über den Wärmetauscher Wärme aus der Abluft des Hochtemperatur-Trockenelementes zugeführt. Dieser Ausführung lag die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem vorherigen Stand der Technik verbessertes und leichter regelbares Wärmerückgewinnungsverfahren zur Verfügung zu stellen. Die Verbesserung wurde dabei darin gesehen, dass die Erwärmung des Kondensats im genannten Wärmetauscher nicht vollständig zur Verdampfung führt, da der Dampf oder auch das Dampf-/Kondensatgemisch zum genannten Kondensatabscheider zurückgeführt wird. Eine aufwendige Regelung des Kondensatflusses durch den Wärmetauscher, um die Verdampfungskapazität des Wärmetauschers zu berücksichtigen, die wiederum von einer gegebenenfalls schwankenden Ablufttemperatur abhängt, kann bei dieser Ausführung entfallen. Drying sections comprising at least one drying cylinder which can be heated by steam and at least one high-temperature drying element which is designed and arranged to at least indirectly apply hot air to the fibrous web are previously known from the prior art in different embodiments. The steam / condensate mixture produced by steam in the drying cylinder is fed to at least one condensate separator, the steam from the condensate separator being fed to the live steam or a live steam or high pressure steam mixture and at least a portion of the condensate from the condensate separator downstream of at least one drying cylinder to a heat exchanger is supplied in the exhaust air stream of the high-temperature drying element. The condensate is heated in this case and absorbs the energy of the exhaust air. Such a method or such a device is for example from the document AT 506 077 B1 known. In this a method and an apparatus for heat recovery in a dryer section of a paper machine is disclosed, wherein the paper web is dried with a steam-heated drying cylinder and a hot-air-acted high-temperature hood. The exhaust steam from the steam system is fed to a steam separator. A portion of the condensate from the steam separator is recycled in a separate circuit via a heat exchanger to the same and single steam separator and fed to the condensate through the heat exchanger heat from the exhaust air of the high-temperature drying element. This embodiment was based on the object to provide a comparison with the previous state of the art improved and easier controllable heat recovery process. The improvement was seen in the fact that the heating of the condensate in said heat exchanger does not completely lead to evaporation, since the steam or the vapor / condensate mixture is recycled to said condensate. An elaborate control of the condensate flow through the heat exchanger to account for the evaporation capacity of the heat exchanger, which in turn depends on an optionally fluctuating exhaust air temperature, can be omitted in this embodiment.

Unter einem Kondensatabscheider wird eine Einrichtung verstanden, die geeignet ist, Dampf von Kondensat zu trennen. Für diese werden auch andere Namen verwendet, wie Dampfabscheider oder Separator. A condensate separator is understood to mean a device which is suitable for separating steam from condensate. For these other names are used, such as steam separator or separator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der zur Wärmerückgewinnung gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern, sodass die angebotene Energie des Abluftstroms des wenigstens einen Hochtemperatur-Trockenelementes thermodynamisch auf höchstmöglichem Niveau genutzt wird. The invention has for its object to improve a method and apparatus for heat recovery over the prior art, so that the offered energy of the exhaust air flow of the at least one high-temperature drying element is used thermodynamically at the highest possible level.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The object of the invention is achieved by the features of claims 1 and 10. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes getrocknet wird; wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes einem im Abluftstrom des Hochtemperatur-Trockenelementes angeordneten Verdampfungssystem zur Erzeugung von Dampf für wenigstens einen Dampfverbraucher über zumindest einen Wärmetauscher zugeführt wird; ist dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsfluid für die Erzeugung von Dampf aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser verwendet wird, welches mittels Abwärme aus dem Abluftstrom vorerwärmt in das Verdampfungssystem eingespeist wird und in diesem entweder zumindest teilweise unter Entstehung eines Gemisches aus Dampf und Kondensat, vorzugsweise vollständig unter Entstehung von Dampf an dem zumindest einen Wärmetauscher verdampft wird oder im Wärmetauscher erhitzt und nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher entspannt wird.An inventive method for heat recovery in a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web at least with a heated drying cylinder and by means of at least one high-temperature drying element with hot air to attack a Exhaust air stream is dried; wherein at least a portion of the waste heat of the exhaust air stream is supplied to a arranged in the exhaust air flow of the high-temperature drying element evaporation system for generating steam for at least one steam consumer via at least one heat exchanger; is characterized in that is used as the starting fluid for the production of steam treated feedwater or fresh water, which is fed by waste heat from the exhaust air flow preheated in the evaporation system and in this either at least partially to form a mixture of steam and condensate, preferably completely under formation steam is evaporated on the at least one heat exchanger or heated in the heat exchanger and is expanded after the exit from the heat exchanger.

Unter einem Dampfverbraucher wird eine Einrichtung verstanden, welcher Dampf zur Funktionsweise zuzuführen ist. Diese kann mit Kondensatrückführung oder frei von einer Kondensatrückführung ausgeführt sein. Unter einem Dampfverbraucher frei von einer Kondensatrückführung wird ein Dampfverbraucher verstanden, an welchem der Dampf lediglich ausgegeben wird, wobei das bei der jeweiligen Anwendung anfallende Kondensat an die Umgebung abgegeben und nicht aufgefangen wird. Derartige Dampfverbraucher sind beispielsweise Dampfbefeuchter, welche Dampf auf die Faserstoffbahn im Endbereich der Trockenpartie aufbringen oder Dampfblaskästen.A steam consumer is understood to mean a device to which steam is to be supplied for operation. This can be with condensate return or free from a Condensate return be executed. A steam consumer free from condensate recirculation means a steam consumer to whom the steam is merely discharged, whereby the condensate accumulating in the respective application is released to the environment and is not collected. Such steam consumers are, for example, steam humidifiers which apply steam to the fibrous web in the end region of the dryer section or steam blower boxes.

Unter aufbereitetem Speisewasser wird Wasser, insbesondere Frischwasser, Flusswasser oder Meerwasser e.t.c. oder ein Gemisch aus diesen verstanden, das zumindest einem Aufbereitungsprozess unterzogen wurde, d.h. zumindest teilweise entsalzt und/oder entgast und/oder entkalkt oder eine Kombination aus diesen wurde. Under treated feed water is water, especially fresh water, river water or seawater e.t.c. or a mixture of these which has undergone at least one conditioning process, i. at least partially desalted and / or degassed and / or decalcified or a combination of these was.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Bereitstellung von Dampf für zumindest einen Dampfverbraucher, der selbst über keine eigenständige Kondensatrückführung oder Aufbereitung verfügen muss, unter optimaler Ausnutzung der Abwärme aus dem Abluftstrom eines Hochtemperatur-Trockenelementes, beispielsweise einer Blashaube. Die Dampfbereitstellung erfolgt unter optimaler Ausnutzung der ohnehin innerhalb der Trockenpartie anfallenden Abwärme, insbesondere zumindest eines Abluftstromes eines Hochtemperatur-Trockenelementes.The advantage of the solution according to the invention is the provision of steam for at least one steam consumer, who himself must have no independent condensate recirculation or treatment, with optimum utilization of the waste heat from the exhaust air flow of a high-temperature drying element, such as a blast hood. The provision of steam takes place with optimum utilization of the waste heat occurring in any case within the dryer section, in particular at least one exhaust air stream of a high-temperature drying element.

Um dem Abluftstrom möglichst viel Energie zu entziehen, wird dieser zusätzlich zur Erwärmung des aufbereiteten Speise- oder Frischwassers vor Einspeisung in das Verdampfungssystem genutzt. Das aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser wird dazu mittels Abwärme aus dem Abluftstrom auf eine Temperatur im Bereich von jeweils einschließlich 50°C bis 150°C, vorzugsweise 80°C bis 120°C vorerwärmt.In order to extract as much energy as possible from the exhaust air stream, it is used in addition to heating the treated feed or fresh water before it is fed into the evaporation system. The treated feedwater or fresh water is preheated by means of waste heat from the exhaust air stream to a temperature in the range of in each case including 50 ° C to 150 ° C, preferably 80 ° C to 120 ° C.

Zur optimalen Energieausnutzung wird das in das Verdampfungssystem einzuspeisende aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser in Strömungsrichtung des Abluftstromes wärmetechnisch mit diesem nach der wärmetechnischen Kopplung des Verdampfungssystems mit dem Abluftstrom gekoppelt. Die Führung des Verdampfungssystems wenigstens mittelbar über den Abluftstrom in Strömungsrichtung erfolgt damit der Führung des einzuspeisenden Ausgangsfluids in Form von aufbereiteten Speisewasser oder Frischwasser vorgeordnet. Der Hauptanteil der Energie kann somit zur Erhitzung beziehungsweise zumindest teilweisen Verdampfung genutzt werden.For optimal energy utilization, the fed into the evaporation system treated feedwater or fresh water in the flow direction of the exhaust air flow thermally coupled with this after the heat engineering coupling of the evaporation system with the exhaust air stream. The leadership of the evaporation system at least indirectly via the exhaust air flow in the flow direction is thus upstream of the leadership of the feed fluid to be fed in the form of treated feedwater or fresh water. The majority of the energy can thus be used for heating or at least partial evaporation.

Die Führung des aufbereiteten Speisewassers oder Frischwassers im Verdampfungssystem erfolgt in einer ersten Ausbildung über zumindest einen Wärmetauscher im Abluftstrom unter zumindest teilweiser Verdampfung, vorzugsweise vollständiger Verdampfung. Durch die Verdampfung im Wärmetauscher ist eine wesentlich geringere Menge an Ausgangsfluid in Form von aufbereitetem Speisewasser oder Frischwasser zur Erzeugung der gleichen Dampfmenge erforderlich als bei den bekannten Lösungen. Aufgrund der bereits im Wärmetauscher erfolgenden Verdampfung und der geringeren erforderlichen Menge an Speisewasser wird ein wesentlich geringerer Druck am Eintritt für das Speisewasser in diesen benötigt, wodurch der erforderliche Energiebedarf für die im Zulauf zum Wärmetauscher angeordneten Pumpen erheblich reduziert werden kann. Geringe erforderliche Drücke erhöhen die Betriebssicherheit. Ferner können Investitionskosten eingespart werden, da die Auslegung der einzelnen Komponenten nur auf die geringeren einzustellenden Drücke erfolgen muss.The leadership of the treated feedwater or fresh water in the evaporation system is carried out in a first training on at least one heat exchanger in the exhaust stream under at least partial evaporation, preferably complete evaporation. Due to the evaporation in the heat exchanger, a much smaller amount of starting fluid in the form of treated feedwater or fresh water to produce the same amount of steam is required as in the known solutions. Due to the already occurring in the heat exchanger evaporation and the lower required amount of feed water a much lower pressure at the inlet for the feed water in these is required, whereby the required energy consumption for the arranged in the feed to the heat exchanger pumps can be significantly reduced. Low required pressures increase operational safety. Furthermore, investment costs can be saved, since the design of the individual components must be made only on the lower pressures to be set.

Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass aufwendige Schalt- und Ventilanordnungen zur zusätzlichen Steuerung des Dampfdruckniveaus vermieden werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist damit durch einen besonders einfachen Aufbau charakterisiert. Die Anzahl der Komponenten zur Steuerung und/oder Regelung beschränkt sich auf ein Minimum. Another advantage of this solution is that expensive switching and valve arrangements for additional control of the vapor pressure level can be avoided. The solution according to the invention is thus characterized by a particularly simple structure. The number of components for control and / or regulation is limited to a minimum.

Erfolgt die Führung über den zumindest einen Wärmetauscher gemäß einer zweiten Ausbildung frei von einer Verdampfung, wird das in das Verdampfungssystem eingespeiste aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser in diesem lediglich erhitzt. Dabei wird dieses im Wärmetauscher auf Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 150°C bis 230°C, vorzugsweise 190°C bis 220°C erhitzt und anschließend nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher entspannt.If the guidance via the at least one heat exchanger according to a second embodiment is free of evaporation, the treated feed water or fresh water fed into the evaporation system is merely heated therein. This is heated in the heat exchanger to temperatures ranging from in each case including 150 ° C to 230 ° C, preferably 190 ° C to 220 ° C and then expanded after exiting the heat exchanger.

Der Wärmetauscher ist derart ausgebildet, geeignet zu sein, aus dem über diesen geführten Ausgangsfluid Dampf durch Erzielung des erforderlichen Phasenüberganges zu erzeugen. Der Wärmetauscher kann verschiedenartig ausgeführt sein und der Aufbau und Auslegung dessen kann zur Realisierung der unterschiedlichsten Möglichkeiten der Dampferzeugung erfolgen. Vorzugsweise wird die Wärme eines wärmeabgebenden Massenstromes über zumindest eine Oberfläche auf das zu verdampfende Fluid übertragen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst dieser einen Dampferzeuger wie einen Dampfkessel, insbesondere Abhitzekessel. In Abhängigkeit der Erfordernisse der dem Wärmetauscher zumindest mittelbar, d.h. direkt oder über weitere Übertragungselemente nachgeordneten Dampfverbraucher wird Dampf in Form von Sattdampf oder überhitzen Dampf bereitgestellt. The heat exchanger is configured to be capable of generating steam from the output fluid passing thereinto by obtaining the required phase transition. The heat exchanger can be designed in various ways and the structure and design of which can be carried out to realize a variety of ways of generating steam. Preferably, the heat of a heat-emitting mass flow is transferred via at least one surface to the fluid to be evaporated. According to a particularly advantageous embodiment of this includes a steam generator such as a steam boiler, in particular waste heat boiler. Depending on the requirements of the heat exchanger, at least indirectly, i. Steam, in the form of saturated steam or superheated steam, is provided directly or via further transfer elements downstream steam consumers.

Vorzugsweise wird der am Ausgang aus dem Wärmetauscher vorliegende und aus dem Ausgangsfluid in Form von aufbereiteten Speisewasser oder Frischwasser erzeugte Dampf oder der Dampfanteil eines Gemisches aus Dampf und Kondensat wenigstens einem Dampfverbraucher zumindest mittelbar, d.h. direkt oder über weitere Übertragungswege und/oder das aus dem Wärmetauscher austretende Fluid beeinflussende Funktionselemente und Einheiten zugeführt. Preferably, the present at the output from the heat exchanger and from the Starting fluid in the form of treated feedwater or fresh water produced steam or the vapor content of a mixture of steam and condensate at least one steam consumer at least indirectly, ie fed directly or via further transmission paths and / or exiting the heat exchanger exiting fluid functional elements and units.

Die direkte Zufuhr ist nur bei vollständiger Verdampfung unter Einstellung der erforderlichen, den einem Dampfverbraucher zuzuführenden Dampf charakterisierenden Parametern möglich. Wird ein Gemisch aus Dampf und Kondensat erzeugt, wird der am Ausgang aus dem Wärmetauscher vorliegende und aus dem Ausgangsfluid erzeugte Dampf oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat zumindest über eine Kondensatabscheidestufe geführt. Dadurch wird sichergestellt, dass noch im aus dem Wärmetauscher austretenden Dampf enthaltenes Kondensat sicher abgeschieden wird.The direct supply is only possible with complete evaporation under adjustment of the required, the steam consumers to be supplied steam characterizing parameters. If a mixture of steam and condensate is generated, the steam present at the outlet from the heat exchanger and produced from the starting fluid or the mixture of steam and condensate is guided at least via a condensate separation stage. This ensures that condensate contained in the steam exiting from the heat exchanger is reliably separated.

In der Verbindung des Ausganges aus dem Wärmetauscher oder dem nachgeordneten Kondensatabscheider zum Dampferzeuger können Mittel zur Beeinflussung des austretenden Fluids, insbesondere Dampfes, beispielsweise in Form von Druck beeinflussenden Mittel vorgesehen werden. Diese umfassen im einfachsten Fall zumindest eine Ventileinrichtung. Über diese kann das Druckniveau in der jeweiligen Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat führenden Leitung an die konkreten Erfordernisse des Einsatzfalles schnell und einfach angepasst werden.In the connection of the output from the heat exchanger or the downstream Kondensatabscheider to the steam generator means for influencing the exiting fluid, in particular steam, for example in the form of pressure-influencing means may be provided. In the simplest case, these comprise at least one valve device. About this, the pressure level in the respective steam or a mixture of steam and condensate line leading to the specific requirements of the application can be quickly and easily adjusted.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist das Verdampfungssystem mit einer Mehrzahl von Dampfverbrauchern koppelbar, wobei mit diesem für die einzelnen Dampfverbraucher Dampf mit unterschiedlichem Druckniveau bereitgestellt wird. Dazu wird der am Ausgang aus dem Wärmetauscher vorliegende und aus dem Ausgangsfluid erzeugte Dampf oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat zumindest zwei oder mehreren weiteren Kondensatabscheidestufen unter Erzeugung von Dampfströmen unterschiedlicher Druckniveaus zugeführt. Dadurch können Dampfströme für unterschiedliche Dampfverbraucher mit unterschiedlichen Anforderungen an die Parameter des bereitzustellenden Dampfes in einem Gesamtsystem mit einfachen Mitteln bereitgestellt und diesen zugeführt werden.In a particularly advantageous embodiment, the evaporation system can be coupled to a plurality of steam consumers, with this steam being provided for the individual steam consumers with different pressure levels. For this purpose, the steam present at the exit from the heat exchanger and produced from the starting fluid or the mixture of steam and condensate is fed to at least two or more further condensate separation stages, with the production of vapor streams of different pressure levels. As a result, steam flows for different steam consumers with different demands on the parameters of the steam to be provided in an overall system can be provided by simple means and fed to them.

In vorteilhafter Weise werden die einzelnen Kondensatabscheidestufen zur Realisierung von Dampfströmen mit unterschiedlichem Druckniveau nacheinander durchlaufen. Denkbar ist es jedoch auch, diese parallel anzuordnen und zu durchlaufen, wobei dann der am Wärmetauscher ausgegebene Dampf oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat in entsprechender Weise auf die einzelnen parallelen Zweige aufgeteilt werden muss.Advantageously, the individual Kondensatabscheidestufen be followed for the realization of steam flows with different pressure levels in succession. However, it is also conceivable to arrange and run them in parallel, in which case the steam or the mixture of steam and condensate which is output at the heat exchanger must be distributed in a corresponding manner to the individual parallel branches.

Gemäß einer Weiterentwicklung einer Ausführung mit zumindest einer oder mehreren Kondensatabscheidestufen wird das zumindest in der letzten Kondensatabscheidestufe anfallende und keiner weiteren Kondensatabscheidestufe mehr zugeführte Kondensat jeweils dem Eingang für Ausgangsmedium am Wärmetauscher zugeführt. Dort kann dieses auf einfache Art und Weise erneut erhitzt und verdampft werden.According to a further development of an embodiment with at least one or more condensate separation stages, the condensate produced at least in the last condensate separation stage and no longer supplied to any further condensate separation stage is respectively supplied to the input for the output medium at the heat exchanger. There, this can be reheated and evaporated in a simple manner.

Als separat und kontinuierlich dem Verdampfungssystem zuzuführendes Fluid wird gemäß einer vorteilhaften Ausführung Wasser, insbesondere Frischwasser verwendet, das über ein Frischwasserversorgungssystem kontinuierlich bereitgestellt wird und unter Ausnutzung von Wärme aus dem Abluftstrom vorerwärmt in das Verdampfungssystem eingespeist wird. As separately and continuously supplied to the evaporation system fluid is used according to an advantageous embodiment of water, especially fresh water, which is continuously supplied via a fresh water supply system and preheated using heat from the exhaust air stream is fed into the evaporation system.

In besonders vorteilhafter Weise ist der Druck im Strom des Ausgangsfluids am Eingang zum Wärmetauscher und/oder im Dampfstrom oder dem Strom eines Gemisches aus Dampf und Kondensat nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher und/oder zwischen den einzelnen Kondensatabscheidestufen und/oder diesen nachgeordnet steuer- und/oder regelbar. Durch die Vielfältigkeit der Möglichkeiten der Beeinflussung der einzelnen Massenströme im Verdampfungssystem kann dieses trotz einfacher Ausführung mit geringstem Aufwand einer Vielzahl von unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden.In a particularly advantageous manner, the pressure in the flow of the output fluid at the entrance to the heat exchanger and / or in the steam flow or the flow of a mixture of steam and condensate after the exit from the heat exchanger and / or between the individual Kondensatabscheidestufen and / or this downstream tax and / or controllable. Due to the diversity of the possibilities of influencing the individual mass flows in the evaporation system, this can meet a variety of different requirements despite the simple design with minimal effort.

Die erfindungsgemäße Lösung, insbesondere mit kontinuierlicher Zufuhr von aufbereitetem Speisewasser oder Frischwasser eignet sich in besonders vorteilhafter Weise zur Bereitstellung von Dampf für zumindest einen Dampfverbraucher in Form einer Dampfblaseinheit, die keine Kondensatrückführung besitzt.The solution according to the invention, in particular with continuous supply of treated feed water or fresh water, is particularly suitable for providing steam for at least one steam consumer in the form of a steam blow unit which has no condensate return.

Vorrichtungsmäßig ist das System zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend zumindest einen beheizbaren Zylinder und wenigstens ein Hochtemperatur-Trockenelement zur zumindest mittelbaren Beaufschlagung der Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn mit Heißluft mit einem diesem zugeordneten Abluftsystem, zumindest einem Verdampfungssystem zur Erzeugung von Dampf für wenigstens einen Dampfverbraucher, welches über zumindest einen im Abluftsystem angeordneten Wärmetauscher mit diesem wärmetechnisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfungssystem mit zumindest einer Bereitstellungseinheit für Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser verbunden ist, wobei die Verbindung wärmetechnisch mit dem Abluftsystem des Hochtemperatur-Trockenelementes gekoppelt ist.In terms of apparatus, the system for heat recovery in a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, comprising at least one heatable cylinder and at least one high-temperature drying element for at least indirectly loading the material web, in particular fibrous web with hot air with an associated exhaust air system, at least one evaporation system for generating steam for at least one steam consumer, which is thermally coupled via at least one arranged in the exhaust air heat exchanger with this, characterized in that the evaporation system with at least one supply unit for Fresh water or treated feed water is connected, wherein the connection is thermally coupled to the exhaust system of the high-temperature drying element.

Unter wärmetechnischer Kopplung werden alle Möglichkeiten der Wechselwirkung zwischen zwei miteinander zu koppelnden Systemen verstanden, welche einen Einfluss auf die Wärmekapazität der einzelnen Systeme haben, wie beispielsweise Wärmeüber- und Wärmedurchgänge, Wärmespeicherung e.t.c.Thermoelectric coupling means all possibilities of interaction between two systems to be coupled to one another, which have an influence on the heat capacity of the individual systems, such as heat transfer and heat transfer, heat storage e.t.c.

Zur optimalen Ausnutzung der über den Abluftstrom bereitstellbaren Wärme ist die wärmetechnische Kopplung zwischen dem Abluft- und dem Verdampfungssystem in Strömungsrichtung im Abluftsystem betrachtet der wärmetechnischen Kopplung der Verbindung des Verdampfungssystems mit zumindest einer Bereitstellungseinheit für Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser vorgeordnet. Dazu wird das Ausgangsfluid vor dem Einlauf in den Wärmetauscher über eine im Abluftstrom angeordnete Vorerwärmungseinrichtung geführt, wobei die Vorerwärmungseinrichtung dem Wärmetauscher im Abluftstrom nachgeschaltet ist.For optimum utilization of the available via the exhaust air heat, the heat technology coupling between the exhaust and the evaporation system in the flow direction in the exhaust air system considered upstream of the heat engineering coupling the connection of the evaporation system with at least one unit for fresh water or treated feedwater. For this purpose, the starting fluid is passed before the inlet into the heat exchanger via a pre-heating device arranged in the exhaust air flow, wherein the preheating device is connected downstream of the heat exchanger in the exhaust air flow.

Bezüglich der Dampferzeugung unter Ausnutzung von Abwärme aus dem Abluftsystem bestehen grundsätzlich folgende Möglichkeiten:
Gemäß einer ersten Ausführung ist der zumindest eine Wärmetauscher zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftsystem und Verdampfungssystem derart ausgeführt und angeordnet, geeignet zu sein, das im Verdampfungssystem über diesen geführte Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser zumindest teilweise zu verdampfen. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist dazu der Wärmetauscher als Abhitze- beziehungsweise Abgaskessel ausgeführt, umfassend Mittel zur Dampferzeugung aus Kondensat unter Ausnutzung von Abluft als Wärmeträger. Bezüglich der Vorteile wird auf die Ausführungen zum Verfahrensanspruch verwiesen.With regard to the generation of steam by utilizing waste heat from the exhaust air system, there are basically the following possibilities:
According to a first embodiment, the at least one heat exchanger for heat-technical coupling between the exhaust air system and the evaporation system is designed and arranged to be suitable for at least partially evaporating it in the evaporation system via this guided fresh water or treated feed water. In a particularly advantageous embodiment, the heat exchanger is designed as a waste heat or exhaust gas boiler, comprising means for generating steam from condensate by using exhaust air as the heat carrier. With regard to the advantages, reference is made to the comments on the method claim.

Gemäß einer zweiten Ausbildung ist der zumindest eine Wärmetauscher zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftsystem und Verdampfungssystem derart ausgeführt und angeordnet, geeignet zu sein, das im Verdampfungssystem über diesen geführte Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser nur zu erhitzen. In diesem Fall sind dem Wärmetauscher Mittel zur Entspannung des erhitzten Frisch- oder aufbereiteten Speisewassers nachgeordnet. According to a second embodiment, the at least one heat exchanger for heat-technical coupling between the exhaust air system and evaporation system is designed and arranged to be suitable to heat only in the evaporation system via this guided fresh water or treated feed water. In this case, the heat exchanger downstream means for relaxing the heated fresh or treated feedwater.

In einer vorteilhaften Ausführung sind dem Ausgang für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe zueinander geschalteten Kondensatabscheidestufen, umfassend zumindest jeweils einen Kondensatabscheider nachgeordnet, deren Dampfausgang wenigstens mittelbar mit jeweils zumindest einem Dampfverbraucher gekoppelt ist. Über die Kondensatabscheidestufen kann aus noch nicht vollständig verdampftem Kondensat Dampf und Kondensat abgeschieden werden, wobei das Kondensat erneut dem Wärmetauscher zuführbar ist. Auf zusätzliche Einrichtungen zur Kondensataufbereitung kann verzichtet werden. Des Weiteren können Dampfströme mit unterschiedlichem Druckniveau bereitgestellt werden.In an advantageous embodiment, the output for steam or a mixture of steam and condensate at the heat exchanger at least one, preferably a plurality of parallel or series-connected Kondensatabscheidestufen, comprising at least in each case downstream of a Kondensatabscheider whose steam outlet at least indirectly coupled to at least one steam consumer is. About the Kondensatabscheidestufen steam and condensate can be separated from not yet completely evaporated condensate, the condensate can be fed to the heat exchanger again. Additional facilities for condensate treatment can be dispensed with. Furthermore, steam flows with different pressure levels can be provided.

Die Kopplung der Kondensatabscheidestufen mit dem Dampfverbraucher kann bei vollständiger Verdampfung direkt, bei nur teilweiser Verdampfung über zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe zueinander geschalteten Kondensatabscheidestufen, umfassend zumindest jeweils einen Kondensatabscheider, erfolgen. Über diese kann aus noch nicht vollständig verdampftem Kondensat Dampf und Kondensat abgeschieden werden, wobei das Kondensat erneut dem Wärmetauscher zuführbar ist. Auf zusätzliche Einrichtungen zur Kondensataufbereitung kann verzichtet werden. Des Weiteren können Dampfströme mit unterschiedlichem Druckniveau bereitgestellt werden.The coupling of the Kondensatabscheidestufen with the steam consumer can, with complete evaporation directly, with only partial evaporation via at least one, preferably a plurality of parallel or in series with each other switched Kondensatabscheidestufen, comprising at least one Kondensatabscheider done. About this can be separated from not yet completely evaporated condensate steam and condensate, the condensate can be fed to the heat exchanger again. Additional facilities for condensate treatment can be dispensed with. Furthermore, steam flows with different pressure levels can be provided.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind zwischen dem Ausgang für Kondensat eines Kondensatabscheiders und dem Wärmetauscher und/oder dem Ausgang für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher und einem Kondensatabscheider und/oder einem Dampfverbraucher Mittel zur Beeinflussung der Ströme, insbesondere Dampfströme angeordnet. Die einzelnen Dampfströme können somit entsprechend den Anforderungen für unterschiedliche, diese abnehmende Verbraucher bereitgestellt werden.In an advantageous further development, means for influencing the streams, in particular vapor streams, are arranged between the outlet for condensate of a condensate separator and the heat exchanger and / or the outlet for steam or a mixture of steam and condensate on the heat exchanger and a condensate separator and / or a steam consumer. The individual steam flows can thus be provided according to the requirements for different, these decreasing consumers.

Vorzugsweise sind vor dem Eingang für Ausgangsfluid am Wärmetauscher und/oder dem Ausgang für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher und einem Kondensatabscheider und/oder einem Dampfverbraucher Mittel zur Beeinflussung der Ströme, Dampfströme, insbesondere Mittel zur Drucksteuerung und/oder Druckregelung angeordnet. Die einzelnen Ströme, insbesondere Dampfströme können somit entsprechend den Anforderungen für unterschiedliche, diese abnehmende Verbraucher bereitgestellt werden.Preferably, upstream of the input for output fluid at the heat exchanger and / or the outlet for steam or a mixture of steam and condensate on the heat exchanger and a condensate and / or a steam consumer means for influencing the streams, steam streams, in particular means for pressure control and / or pressure control are arranged , The individual streams, in particular vapor streams can thus be provided in accordance with the requirements for different, these decreasing consumers.

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand einer Figur erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt: The solution according to the invention is explained below with reference to a figure. It details the following:

1 zeigt in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Grundfunktion eines erfindungsgemäßen Systems zur Wärmerückgewinnung für einen Dampfverbraucher frei von einer Kondensatrückführung. 1 shows a schematic highly simplified representation of the basic structure and the basic function of a system according to the invention for Heat recovery for a steam consumer free of condensate return.

Die 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Grundfunktion eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie 2 einer hier im Einzelnen nicht dargestellten Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in welchem die Erzeugung von Dampf aus einem Ausgangsfluid AM für wenigstens einen Dampfverbraucher V innerhalb der Trockenpartie 2 oder eines anderen Bereiches der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn über ein im Abluftstrom eines Hochtemperatur-Trockenelementes angeordnetes Verdampfungssystem 4 erfolgt. In diesem wird Sattdampf, d.h. gesättigter Dampf erzeugt, welcher kein Fluid mehr aufnehmen kann.The 1 illustrates in schematic highly simplified representation of the basic structure and the basic function of a system according to the invention 1 for heat recovery for a dryer section 2 a machine, not shown here in detail, for producing a material web, in particular fibrous web, in the form of a paper, board or tissue web, in which the generation of steam from an output fluid AM for at least one steam consumer V within the dryer section 2 or another region of the machine for producing a fibrous web via an evaporation system arranged in the exhaust air flow of a high-temperature drying element 4 he follows. In this saturated steam, ie saturated steam is generated, which can no longer absorb fluid.

Die Trockenpartie 2 umfasst zumindest einen Trockenzylinder TZ, der von einem Hochtemperatur-Trockenelement in Form einer Hochtemperaturhaube 3 wenigstens teilweise unter Ausbildung eines Abstandes über einen Teilbereich seines Außenumfanges umschlungen wird. Die Hochtemperaturhaube 3 dient dabei dem Aufbringen von Heißluft zumindest mittelbar gegen eine um den Außenumfang des Trockenzylinders TZ wenigstens mittelbar, d.h. direkt oder an einer Bespannung geführten Faserstoffbahn. Das hier nicht dargestellte Luftsystem für die Heißluft der Hochtemperaturhaube 3 ist vorzugsweise, jedoch nicht zwingend als Umluftsystem ausgeführt und weist in der Regel ein hier nicht dargestelltes Umluftgebläse mit einem anschließenden Gasbrenner zum Erwärmen der durchgeführten Umluft auf. Dabei zirkuliert ein großer Teil der Umluft, die durch die Hochtemperaturhaube 3 geführt wird, direkt in diesem Umluftsystem. Da die Umluft jedoch nur einen endlichen Grad an Wasser aufnehmen kann, wird zirkulierende Umluft teilweise über ein Abluftsystem 5 entnommen und durch Zuluft ersetzt. Das Abluftsystem 5 kann verschiedenartig ausgeführt sein. Dieses ist hier im Einzelnen nicht weiter dargestellt. Entscheidend ist, dass zumindest ein Teil, vorzugsweise die gesamte aus dem Luftsystem abzugebende Abluft LA über zumindest einen Wärmetauscher W1 geführt wird, der je nach Dampferzeugungsart derart ausgeführt und ausgelegt ist, geeignet zu sein, Dampf DW1 oder zumindest ein Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 aus dem Ausgangsfluid AM für die Dampferzeugung zu erzeugen oder zumindest zu erhitzen. Im erst genannten Fall ist der Wärmetauscher W1 dazu vorzugsweise in Form einer Dampferzeugungseinrichtung ausgeführt, wobei in diesem Wärme aus der Abluft LA an das Ausgangsfluid AM unter zumindest teilweiser Verdampfung übertragen wird. Der Wärmetauscher W1 liegt im Abluftstrom LA. Die Abluft LA wird über zumindest einen Eingang 7 dem Wärmetauscher W1 zugeführt. Am Ausgang 8 wird der nach Wärmeabgabe an das Ausgangsfluid AM zur Dampferzeugung vorliegende Abluftstrom LA` ausgegeben. Das Ausgangsfluid AM wird dazu zumindest einem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 zugeführt, in diesem erwärmt und zumindest teilweise verdampft. Der Dampf DW1 oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 wird an zumindest einem Ausgang 11 des Wärmetauschers W1 ausgegeben.The dryer section 2 comprises at least one drying cylinder TZ, that of a high-temperature drying element in the form of a high-temperature hood 3 is wrapped at least partially forming a distance over a portion of its outer periphery. The high temperature hood 3 serves here the application of hot air at least indirectly against an around the outer circumference of the drying cylinder TZ at least indirectly, ie directly or on a fabric guided fibrous web. The air system, not shown here, for the hot air of the high-temperature hood 3 is preferably, but not necessarily designed as a recirculation system and generally has a circulating air fan not shown here with a subsequent gas burner for heating the circulating air carried out. It circulates a large part of the circulating air through the high-temperature hood 3 is guided, directly in this air circulation system. However, since the circulating air can absorb only a finite degree of water, circulating circulating air is partially via an exhaust air system 5 removed and replaced by supply air. The exhaust system 5 can be performed in various ways. This is not shown here in detail. It is crucial that at least a part, preferably the entire exhaust air LA to be discharged from the air system is guided via at least one heat exchanger W1, which is designed and designed to be suitable depending on the steam generation type, steam DW1 or at least a mixture of steam and condensate DKW1 from the output fluid AM for generating steam or at least to heat. In the former case, the heat exchanger W1 is preferably designed in the form of a steam generating device, wherein in this heat heat is transferred from the exhaust air LA to the output fluid AM under at least partial evaporation. The heat exchanger W1 is located in the exhaust air LA. The exhaust LA is via at least one input 7 fed to the heat exchanger W1. At the exit 8th the exhaust air stream LA 'present after heat release to the output fluid AM for generating steam is output. The output fluid AM is at least one input 10 supplied to the heat exchanger W1, heated in this and at least partially evaporated. The steam DW1 or the mixture of steam and condensate DKW1 is at least one output 11 of the heat exchanger W1 output.

1 zeigt beispielhaft eine Ausführung zur Dampferzeugung aus einem, dem Prozess von außen kontinuierlich zuzuführenden Ausgangsfluid AM in Form von aufbereiteten Speisewasser oder Frischwasser, welches nach Umwandlung und Zuführung zu einem Dampfverbraucher V beispielhaft auch nicht nur teilweise rückführbar ist. Derartige Dampfverbraucher V, bei welchen bei der Betriebsweise kein Kondensat auffangbar ist und somit nicht rückführbar ist, können beispielsweise in Form eines Dampfblaskastens mittels welchem Dampf D direkt auf eine Faserstoffbahn geblasen wird, ausgeführt sein. 1 shows by way of example a design for generating steam from a, the process from the outside to be supplied continuously output fluid AM in the form of treated feedwater or fresh water, which after conversion and supply to a steam consumer V by way of example not only partially traceable. Such steam consumers V, in which no condensate is trappable during operation and is therefore not traceable, can be embodied, for example, in the form of a steam blow box by means of which steam D is blown directly onto a fibrous web.

Dem Verdampfungssystem 4 wird als Ausgangsfluid AM aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser FS zur Dampferzeugung aus einer im einzelnen nicht dargestellten Bereitstellungseinheit 6 zugeführt, die derart ausgeführt und ausgelegt ist, geeignet zu sein, Frischwasser FS kontinuierlich bereitzustellen. Das Frischwasser FS wird vorzugsweise vor der Verdampfung am Wärmetauscher W1 vorerwärmt, wobei die Vorerwärmung vorzugsweise ebenfalls unter Ausnutzung der Wärme eines Massenstromes erfolgt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird dazu die Wärme des Abluftstromes LA des Abluftsystems 5 verwendet. Zu diesem Zweck wird das zur Dampferzeugung eingesetzte Ausgangsfluid AM, insbesondere Fluid in Form von Frischwasser FS über einen Vorerhitzer in Form einer Wärmeübertragungseinrichtung 9 geführt. Ferner wird auch der Abluftstrom LA über die Wärmeübertragungseinrichtung 9 geführt. Die Wärmeübertragungseinrichtung 9 ist dazu ebenfalls im Abluftstrom LA des Abluftsystems 5 angeordnet. Vorzugsweise sind der Wärmetauscher W1 und die Wärmeübertragungseinrichtung 9 in Reihe im Abluftstrom angeordnet, wobei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung die Anordnung des Wärmetauschers W1 der Anordnung der Wärmeübertragungseinrichtung 9 vorgeordnet erfolgt, da zur Vorerwärmung wesentliche geringere Wärmemengen erforderlich sind, als zur Verdampfung. Auch kann am Wärmetauscher W1 der Abluft LA mehr Wärme entnommen werden als im Bereich der als Vorerwärmer fungierenden Wärmeübertragungseinrichtung 9. Dazu wird der Abluftstrom LA zuerst über den Wärmetauscher W1 geführt und tritt am Ausgang als Abluftstrom LA´, welchem Wärme zur Verdampfung entzogen wurde aus. Dieser weist ein geringeres Energiepotential als der am Eingang 7 des Wärmetauschers W1 eintretende Abluftstrom LA auf. LA´ tritt zumindest an einem Eingang 12 in die Wärmeübertragungseinrichtung 9 Vorerwärmung am Ausgang 13 aus diesem als Abluftstrom LA´´ aus, welcher in die Umgebung abgelassen werden kann.The evaporation system 4 is treated as output fluid AM processed feedwater or fresh water FS for steam generation from a supply unit, not shown in detail 6 supplied, which is designed and designed to be suitable to provide fresh water FS continuously. The fresh water FS is preferably preheated before evaporation on the heat exchanger W1, wherein the preheating is preferably also carried out by utilizing the heat of a mass flow. According to a particularly advantageous embodiment, the heat of the exhaust air flow LA of the exhaust air system 5 used. For this purpose, the output fluid used for generating steam AM, in particular fluid in the form of fresh water FS via a preheater in the form of a heat transfer device 9 guided. Furthermore, the exhaust air flow LA via the heat transfer device 9 guided. The heat transfer device 9 is also in the exhaust air LA of the exhaust air system 5 arranged. Preferably, the heat exchanger W1 and the heat transfer device 9 arranged in series in the exhaust air flow, wherein according to a particularly advantageous embodiment, the arrangement of the heat exchanger W1 of the arrangement of the heat transfer device 9 upstream takes place, since the preheating essential lower amounts of heat are required, as for evaporation. Also, more heat can be removed from the heat exchanger W1 of the exhaust air LA than in the region of the heat transfer device acting as a preheater 9 , For this purpose, the exhaust air LA is first passed through the heat exchanger W1 and exits at the exit as exhaust air LA ', which heat was removed for evaporation. This has a lower energy potential than that at the entrance 7 entering the heat exchanger W1 Exhaust air flow LA on. LA' at least occurs at an entrance 12 in the heat transfer device 9 Preheating at the exit 13 from this as exhaust air LA 'out, which can be discharged into the environment.

Die Führung des Ausgangsfluids AM über die Wärmeübertragungseinrichtung 9, insbesondere den Vorerhitzer erfolgt durch Zufuhr über zumindest einen Eingang 14 und die Ausgabe des vorerwärmten Ausgangsfluids AM´ an zumindest einem Ausgang 15.The guidance of the output fluid AM via the heat transfer device 9 , in particular the preheater is effected by supply via at least one input 14 and the output of the preheated output fluid AM 'at at least one output 15 ,

Die Wärmeübertragungseinrichtung 9 ist dazu im einfachsten Fall als Wärmetauscher ausgeführt. Diesbezüglich ist eine Vielzahl von Ausführungen denkbar, bei denen die wärmetechnisch miteinander in Wirkverbindung bringbaren Medien im Gleich-, Gegen- oder Kreuzstrom zueinander geführt werden können. Die Erwärmung des Ausgangsfluids AM erfolgt dabei in Abhängigkeit der Temperatur des Abluftstromes auf Temperaturen im Bereich zwischen 70°C und 110°C. Das an der Wärmeübertragungseinrichtung 9 ausgegebene und derart vorerwärmte Ausgangsfluid AM´ wird dem Verdampfungssystem 4 im Zulauf zum Wärmetauscher W1 zugeführt. The heat transfer device 9 is in the simplest case designed as a heat exchanger. In this regard, a variety of designs is conceivable in which the heat technically can be brought together in operative connection media in the DC, counter or cross-current to each other. The heating of the starting fluid AM takes place as a function of the temperature of the exhaust air flow to temperatures in the range between 70 ° C and 110 ° C. That at the heat transfer device 9 output and thus preheated output fluid AM 'is the evaporation system 4 supplied in the inlet to the heat exchanger W1.

Wie bereits ausgeführt kann der Wärmetauscher W1 als Dampferzeuger konzipiert sein. Der Druck in diesem kann über eine Pumpeinrichtung P1 vor dem Eingang 10 gesteuert und/oder geregelt werden. Vorzugsweise ist zumindest eine Pumpeinrichtung P1 im Zulauf zu diesem angeordnet, über die das Druckniveau des eintretenden und der Dampferzeugung zugrunde liegenden vorerwärmten Ausgangsfluids AM´ in den Wärmetauscher W1 eingestellt wird. Verdampft innerhalb des Wärmetauschers W1 nur ein Teil des Ausgangsfluids AM´ entsteht ein Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1, welches einer weiteren Aufbereitung bedarf, bis der in diesem enthaltenen Dampfanteil dem Dampfverbraucher V zugeführt werden kann. Dazu ist dem Wärmetauscher W1 am Ausgang 11 zumindest eine Kondensatabscheidestufe, umfassend zumindest einen Kondensatabscheider S1 nachgeordnet. Dieser ist derart in das System 1 zur Wärmerückgewinnung eingebunden, dass das abgeschiedene Kondensat K1 ebenfalls dem Wärmetauscher W1 zugeführt wird und verdampft. Dazu ist zumindest ein Eingang 16 des Kondensatabscheiders S1 mit dem Ausgang 11 für das aus dem Ausgangsfluid AM´ bei Verdampfung innerhalb des Wärmetauschers W1 entstehende Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 verbunden. Ein Ausgang 18 für das Kondensat K1 ist mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 wenigstens mittelbar, hier über die Kopplung der Zufuhrleitung des Ausgangsfluids AM mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 verbunden.As already stated, the heat exchanger W1 can be designed as a steam generator. The pressure in this can via a pumping device P1 in front of the entrance 10 controlled and / or regulated. Preferably, at least one pumping device P1 is arranged in the inlet to this, via which the pressure level of the incoming and the steam generation underlying preheated output fluid AM 'is set in the heat exchanger W1. Evaporates within the heat exchanger W1 only a portion of the output fluid AM 'is formed a mixture of steam and condensate DKW1, which requires further processing until the vapor content contained in this steam consumer V can be supplied. For this purpose, the heat exchanger W1 at the output 11 at least one Kondensatabscheidestufe comprising at least one Kondensatabscheider S1 downstream. This is so in the system 1 integrated for heat recovery, that the separated condensate K1 is also supplied to the heat exchanger W1 and evaporated. This is at least one entrance 16 the Kondensatabscheiders S1 with the output 11 for the mixture of steam and condensate DKW1 formed from the starting fluid AM 'during evaporation within the heat exchanger W1. An exit 18 for the condensate K1 is connected to the input 10 the heat exchanger W1 at least indirectly, here via the coupling of the supply line of the output fluid AM with the input 10 the heat exchanger W1 connected.

Durch die Druckverhältnisse innerhalb des Kondensatabscheiders S1 kann dabei das Kondensat verdampfen und als so genannter Brüdendampf aufsteigen, der separierte Dampf und der Brüdendampf ergeben dann den Dampf D, der am Ausgang 17 des Kondensatabscheiders S1 ausgegeben wird und vorzugsweise einem Dampfverbraucher V, insbesondere Dampfblaskasten direkt zugeführt wird.Due to the pressure conditions within the condensate separator S1, the condensate can evaporate and rise as so-called Brüdendampf, the separated steam and the Brüdendampf then yield the steam D, the output 17 the Kondensatabscheiders S1 is output and preferably a steam consumer V, in particular steam blower box is fed directly.

Innerhalb der Verbindung zwischen Wärmetauscher W1 und Kondensatabscheider S1, insbesondere dem Eingang 16 für das Gemisch aus Dampf und Kondensat DWK1 sind Mittel 19 zur Beeinflussung zumindest eines das Gemisch charakterisierenden Parameters, insbesondere zur Druckbeeinflussung vorgesehen. Diese umfassen zumindest ein oder eine Vielzahl von Ventileinrichtungen, insbesondere Steuer- und/oder Regelventileinrichtungen.Within the connection between heat exchanger W1 and condensate separator S1, in particular the input 16 for the mixture of steam and condensate DWK1 are means 19 for influencing at least one parameter characterizing the mixture, in particular for influencing the pressure. These include at least one or a plurality of valve devices, in particular control and / or regulating valve devices.

Wie bereits ausgeführt kann der Wärmetauscher W1 in einer ersten Ausführung als Dampferzeuger konzipiert sein. Gemäß einer zweiten Ausführung dient dieser lediglich der Erwärmung frei von einer Verdampfung des Ausgangsfluids. Das erwärmte Ausgangsfluid wird in diesem Fall nach Austritt aus dem Wärmetauscher unter Entstehung von Dampf entspannt, wobei dazu die Mittel 19 verwendet werden können.As already stated, the heat exchanger W1 can be designed as a steam generator in a first embodiment. According to a second embodiment, this merely serves to heat free from evaporation of the starting fluid. The heated starting fluid is relaxed in this case after exiting the heat exchanger to form steam, in addition to the means 19 can be used.

Der Druck im Wärmetauscher W1 kann hier über eine Pumpeinrichtung P1 vor dem Eingang 10 gesteuert und/oder geregelt werden. Vorzugsweise ist zumindest eine Pumpeinrichtung P1 im Zulauf zu diesem angeordnet, über die das Druckniveau des eintretenden Ausgangsfluids AM in den Wärmetauscher W1 eingestellt wird. Verdampft nur ein Teil des Ausgangsfluids AM entsteht ein Gemisch aus Dampf und Kondensat, welches einer weiteren Aufbereitung bedarf, bis der in diesem enthaltenen Dampfanteil dem Dampfverbraucher V oder weiteren zugeführt werden kann. Dazu ist dem Wärmetauscher W1 am Ausgang 11 zumindest eine Kondensatabscheidestufe, umfassend zumindest einen Kondensatabscheider S1 nachgeordnet. Dieser ist derart in das System 1 zur Wärmerückgewinnung eingebunden, dass das abgeschiedene Kondensat K1 ebenfalls dem Wärmetauscher W1 zugeführt wird und verdampft. Dazu ist zumindest ein Eingang 16 des Kondensatabscheiders S1 mit dem Ausgang 11 für das aus dem Ausgangsfluid AM bei Verdampfung innerhalb des Wärmetauschers W1 entstehende Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 verbunden. Ein Ausgang 18 für das Kondensat K1 ist mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 wenigstens mittelbar, hier über die Kopplung der Zufuhrleitung des Ausgangsfluids AM mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 verbunden.The pressure in the heat exchanger W1 can here via a pumping device P1 in front of the entrance 10 controlled and / or regulated. Preferably, at least one pump device P1 is arranged in the inlet to this, via which the pressure level of the incoming output fluid AM is set in the heat exchanger W1. If only part of the starting fluid evaporates, a mixture of steam and condensate is formed which requires further processing until the vapor content contained in it can be supplied to the steam consumer V or further. For this purpose, the heat exchanger W1 at the output 11 at least one Kondensatabscheidestufe comprising at least one Kondensatabscheider S1 downstream. This is so in the system 1 integrated for heat recovery, that the separated condensate K1 is also supplied to the heat exchanger W1 and evaporated. This is at least one entrance 16 the Kondensatabscheiders S1 with the output 11 for the mixture of steam and condensate DKW1 formed from the starting fluid AM upon evaporation within the heat exchanger W1. An exit 18 for the condensate K1 is connected to the input 10 the heat exchanger W1 at least indirectly, here via the coupling of the supply line of the output fluid AM with the input 10 the heat exchanger W1 connected.

Durch die Druckverhältnisse innerhalb des Kondensatabscheiders S1 kann dabei das Kondensat verdampfen. Der am Ausgang 17 des Kondensatabscheiders S1 ausgegebene Dampf D wird dem Dampfverbraucher V mit dem geforderten Druck zugeführt.Due to the pressure conditions within the Kondensatabscheiders S1 can thereby Evaporate condensate. The one at the exit 17 of the condensate S1 discharged steam D is supplied to the steam consumer V with the required pressure.

Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die in der Figur dargestellte Ausführung beschränkt. Vorteilhafte Weiterentwicklungen, den gleichen Erfindungsgedanken betreffend, sind ebenfalls mit eingeschlossen. Entscheidend ist, dass die Wärme eines Abluftstromes, welche ohnehin bei einer Hochtemperaturhaube anfällt, zumindest teilweise zur Dampferzeugung in einem Verdampfungssystem 4 genutzt wird, wobei der dabei entstehende Dampf Dampfverbrauchern entweder in der Trockenpartie selbst oder anderen Abnehmern zugeführt werden kann. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt die Dampfbereitstellung für Dampfblaseinheiten, insbesondere Dampfblaskästen. The solution according to the invention is not limited to the embodiment shown in the figure. Advantageous further developments, concerning the same inventive concept, are also included. It is crucial that the heat of an exhaust air stream, which occurs anyway in a high-temperature hood, at least partially for steam generation in an evaporation system 4 is used, wherein the resulting steam can be supplied to steam consumers either in the dryer section itself or other customers. According to a particularly advantageous embodiment, the steam supply for steam blow units, in particular steam blow boxes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: System zur Wärmerückgewinnung System for heat recovery
22: Trockenpartie drying section
33: Hochtemperaturhaube High-temperature hood
44: Verdampfungssystem Evaporation system
55: Abluftsystem exhaust system
66: Bereitstellungseinheit Providing unit
77: Eingang Abluft am Wärmetauscher Input exhaust air at the heat exchanger
88th: Ausgang Abluft am Wärmetauscher Exit exhaust air at the heat exchanger
99: Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer Heat transfer device, preheater
1010: Eingang Ausgangsfluid am Wärmetauscher Input output fluid at the heat exchanger
1111: Ausgang Dampf oder Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher Output steam or mixture of steam and condensate on the heat exchanger
1212: Eingang Abluft an Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer Input exhaust air to heat transfer device, preheater
1313: Ausgang Abluft an Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer Exhaust air outlet to heat transfer device, preheater
1414: Eingang Ausgangsfluid an der Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer Input output fluid at the heat transfer device, preheater
1515: Ausgang Ausgangsfluid an der Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer Output output fluid at the heat transfer device, preheater
1616: Eingang Kondensatabscheider S1 Input condensate separator S1
1717: Ausgang für Dampf am Kondensatabscheider S2 Output for steam at condensate separator S2
1818: Ausgang für Kondensat am Kondensatabscheider S1 Condensate outlet on condensate separator S1
1919: Mittel medium
AMAT THE: Ausgangsfluid starting fluid
AM´AT THE: vorerwärmtes Ausgangsfluid preheated starting fluid
FSFS: Frischwasser fresh water
D, D1D, D1: Dampf steam
DW1DW1: Dampf steam
DKW1DKW1: Gemisch aus Dampf und Kondensat Mixture of steam and condensate
KK: Dampf-/Kondensatgemisch Steam / condensate mixture
K1K1: Kondensat condensate
LALA: Abluft exhaust
LA´La': Abluft nach Durchlaufen des Wärmetauschers Exhaust air after passing through the heat exchanger
P1P1: Pumpeinrichtung pumping device
S1S1: Kondensatabscheider condensate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

AT 506077 B1 [0003]

Claims

Process for heat recovery in a dryer section ( 2 ) a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web at least with a heated drying cylinder (TZ) and by means of at least one high-temperature drying element ( 3 ) is dried with hot air under attack of an exhaust air stream (LA), wherein at least part of the waste heat of the exhaust air stream (LA) in the exhaust air flow (LA) of the high-temperature drying element (LA) 3 ) arranged evaporation system ( 4 ) is supplied for generating steam (D) for at least one steam consumer (V) via at least one heat exchanger (W1); characterized in that as starting fluid (AM) for the production of steam (D) processed feedwater or fresh water is used, which by means of waste heat from the exhaust air stream (LA) preheated in the evaporation system ( 4 ) is fed and in this either at least partially with the formation of a mixture of steam and condensate (DKW1), preferably completely with the formation of steam (D) in at least one heat exchanger (W1) is evaporated or heated in the heat exchanger (W1) and after the output is released from the heat exchanger (W1).

A method according to claim 1, characterized in that the treated feedwater or fresh water before being fed into the evaporation system ( 4 ) is preheated by means of waste heat from the exhaust air stream (LA) to a temperature in the range of from 50 ° C to 150 ° C, preferably 80 ° C to 120 ° C.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the material is introduced into the evaporation system ( 4 ) is heated in the heat exchanger (W1) to temperatures in the range of 150 ° C to 230 ° C, preferably 190 ° C to 220 ° C heated.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fed into the evaporation system treated feedwater or fresh water in the flow direction of the exhaust air flow (LA) thermally after the thermoelectric coupling of the evaporation system ( 4 ) is coupled to the exhaust air stream (LA).

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at the output ( 11 ) from the heat exchanger (W1) present steam (D) or the vapor content of a mixture of steam and condensate (DKW1) or after the exit from the heat exchanger (W1) relaxed fluid at least one Kondensatabscheidestufe (S1) is supplied, the output ( 17 ) for steam (D) is at least indirectly coupled to the at least one steam consumer (V).

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at the output ( 11 ) from the heat exchanger (W1) present steam (D) or the vapor content of a mixture of steam and condensate (DKW1) at least two other connected in series or parallel Kondensatabscheidestufen to produce vapor streams of different pressure levels is supplied, the respective output ( 17 ) this for steam (D) is at least indirectly coupled to a steam consumer (V).

Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that in the individual Kondensatabscheidestufen (S1) deposited condensate (K1) respectively the input ( 10 ) of the heat exchanger (W1) for treated feed water or fresh water is supplied.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pressure in the flow of the evaporation system ( 4 ) guided fluid in front of the entrance ( 10 ) in the heat exchanger (W1) and / or in the steam flow (DW1) or mixture of steam and condensate (DKW1) after the outlet ( 11 ) is controlled and / or regulated from the heat exchanger (W1).

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the steam (D) for at least one steam consumer (V in the form of a steam blower box (V) is provided.

System ( 1 ) for heat recovery in a dryer section ( 2 ) a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, comprising at least one heatable cylinder (TZ) and at least one high-temperature drying element ( 3 ) for the at least indirect admission of the material web, in particular fibrous web with hot air, with an associated exhaust air system ( 5 ), at least one evaporation system ( 4 ) for generating steam (D) for at least one steam consumer (V), which via at least one in the exhaust system ( 5 ) arranged heat exchanger (W1) is thermally coupled with this; characterized in that the evaporation system ( 4 ) is connected to at least one supply unit for treated feed water or fresh water, the connection being thermally connected to the exhaust air system ( 5 ) of the high-temperature drying element ( 3 ) is coupled.

System ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the heat technology coupling between the exhaust and evaporation systems ( 4 ) in the flow direction in the exhaust air system ( 5 ) considers the thermo-technical coupling of the connection of the evaporation system ( 4 ) is arranged upstream with at least one supply unit for treated feedwater or fresh water.

System ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the at least one heat exchanger (W1) for thermo-technical coupling between the exhaust air system ( 5 ) and evaporation system ( 4 ) is designed and arranged to be suitable in the evaporation system ( 4 ) at least partially evaporate over this guided treated feedwater or fresh water.

System ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the at least one heat exchanger (W1) for thermo-technical coupling between the exhaust air system ( 5 ) and evaporation system ( 4 ) is designed and arranged to be suitable in the evaporation system ( 4 ) to heat over this guided fresh water or treated feed water free of evaporation and the heat exchanger (W1) means for relaxing the heated fresh or treated feed water are downstream.

System ( 1 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that the output ( 11 ) on the heat exchanger (W1) at least one, preferably a plurality of parallel or in series with each other switched Kondensatabscheidestufen, comprising at least in each case a Kondensatabscheider (S1) are arranged downstream, whose steam outlet ( 17 ) is at least indirectly coupled to at least one respective steam consumer (V).

System ( 1 ) according to any one of claims 10 to 14; characterized in that in front of the entrance ( 10 ) for output fluid (AM) at the heat exchanger (W1) and / or the outlet ( 11 ) for steam (DW1) or a mixture of steam and condensate (DKW1) at the heat exchanger (W1) and a condensate separator (S1) and / or a steam consumer (V, V1, V2, V3) means / devices ( 19 . 25 . 26 ) are arranged to influence the vapor streams, in particular means / devices for pressure control and / or pressure control.