DE19514725C1 - Verfahren zum Regeln der Trockenleistung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Trockenleistung eines Trockenzylin­ ders einer Papiermaschine, wobei dem in den Troc­ kenzylinders eingeleiteten Dampf Luft zugemischt wird, beziehungsweise eine Vorrichtung zum Ausfüh­ ren dieses Verfahrens.

Papiermaschinen herkömmlicher Art umfassen mindestens einen Trockenzylinder (US 2 879 039), um den die Papierbahn herumgeführt wird und dabei mit Bereichen von dessen Umfangsfläche in flächigen Kontakt kommt.

Um die Papierbahn während dieser Kontaktphase zu erwärmen und damit zu trocknen, wird das Innere des Trockenzylinders mit Dampf beschickt, der die Zy­ linderoberfläche erhitzt. Die erreichbare Papier­ qualität hängt dabei entscheidend von einer gleich­ mäßigen Erhitzung mit vorwählbaren Temperaturen ab.

Die gewünschte Temperatur des Trockenzylinders er­ zielt man beispielsweise durch entsprechendes Ein­ stellen des Innendrucks des Trockenzylinders.

Andererseits wird im Stand der Technik dem Trocken­ zylinder ein Gemisch aus Luft und Dampf zugeführt, wobei die zugemischte Luft den Partialdruck des Dampfes im Zylinder und entsprechend auch die Kon­ densationstemperatur, die ihrerseits direkten Ein­ fluß auf die Temperaturverhältnisse im Trockenzy­ linder hat, vermindert. Die Einstellung der zuge­ führten Luftmenge erfolgt dabei per Hand und abhän­ gig von der gemessenen Luftmenge.

Nachteilig dabei ist, daß die Einstellung per Hand umständlich ist und daß auf schnelle Veränderungen der Temperaturverhältnisse im Trockenzylinder nicht genügend schnell reagiert werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht des­ halb darin, ein Verfahren zum Einstellen der Troc­ kenleistung eines Trockenzylinders beziehungsweise eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens vorzusehen, die die oben genannten Nachteile ausräumen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 beziehungsweise des Patentanspruchs 6 gelöst. Dadurch, daß die dem Dampf zugemischte Luftmenge abhängig von der Temperatur des aus dem Trockenzylinder ausströmenden Gemisches geregelt wird, ist in einfacher Weise das Einstellen der ge­ wünschten Temperaturverhältnisse im Trockenzylinder direkt und geregelt möglich.

Bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem die zuvor ge­ nannte Regelung dann einsetzt, wenn der im Trocken­ zylinder herrschende Druck einen vorgebbaren Wert, der unterhalb von 1 bar liegt, vorzugsweise zwi­ schen 0,2 und 0,97 bar, insbesondere zwischen 0,7 und 0,9 bar. In diesem Betriebsbereich liegt die Kondensationstemperatur unter 100°C.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das vorgenannte Regelverfahren dann nicht mehr eingesetzt, wenn der Druck im Trockenzylinder über dem vorgegebenen Minimaldruck liegt. Dann findet eine Druckregelung im Trockenzylinder statt, wobei die Luftzufuhr vollständig unterbrochen wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der ein­ zigen Figur, die schematisch ein Blockschaltdia­ gramm eines Trockenzylinders mit den entsprechenden Leitungen und Regeleinrichtungen zeigt, erläutert.

In der Figur ist schematisch ein Trockenzylinder 1 dargestellt, der Bestandteil einer Trockengruppe einer Trockenpartie ist. Der Trockenzylinder 1 ist über eine Zuführleitung 3 mit einer Frischdampf­ quelle 5 verbunden, so daß das Innere des Trocken­ zylinders mit Dampf beschickbar ist. Um den Dampf­ strom zu steuern, ist in der Zuführleitung 3 ein steuerbares Ventil 7 vorgesehen. Stromabwärts des Ventils 7 mündet eine Leitung 9 in die Zuführlei­ tung 3. Das andere Ende dieser Leitung 9 ist mit einer Luftquelle 11 verbunden, so daß dem Dampf­ strom an der Mündungsstelle 13 Luft zugemischt wer­ den kann. In der Leitung 9 ist ein weiteres Ventil 15 vorgesehen, das den Luftstrom einstellbar macht. Darüber hinaus verhindert ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) in der Leitung 9 ein Abströmen des Dampfs hin zur Luftquelle.

Der Trockenzylinder 1 ist des weiteren mit einer Abführleitung 17 verbunden, durch die der im Inne­ ren befindliche Dampf als sogenannter Schlupfdampf zusammen mit Kondensat entweichen kann. In dieser Abführleitung 17 ist ebenfalls ein weiteres Ventil 19 vorgesehen.

Jedes der erwähnten Ventile 7, 15, 19 ist jeweils an ein Regelglied 21, 23 beziehungsweise 25 ange­ schlossen, das abhängig von einstellbaren und ge­ messenen Parametern ein Auf- beziehungsweise Zudre­ hen der Ventile veranlaßt.

Üblicherweise wird jedes Regelglied 21, 23, 25 je­ weils mit einem Sollwert S, der beispielsweise von außen eingebbar ist, und einem Istwert I gespeist.

Ein der Zuführleitung 3 zugeordnetes Druckmeßglied 27 liefert dem Regelglied 21 über eine entspre­ chende Leitung 29 als Istwert den Absolut-Druckwert in der Zuführleitung 3.

Den Istwert für das Regelglied 23 liefert ein Tem­ peraturmeßglied 31 über eine Signalleitung 33, wo­ bei das Temperaturmeßglied der Abführleitung 17 zu­ geordnet ist und die Temperatur des Gemisches aus Schlupfdampf, Kondensat und Luft mißt.

Das Regelglied 25 erhält als Istwert I einen Druck­ differenzwert von einem Druckdifferenzbildner 35. Die Eingangssignale für den Druckdifferenzbildner 35 liefert zum einen ein weiteres Druckmeßglied 37, das der Zuführleitung 3 zugeordnet ist und anderer­ seits ein Druckmeßglied 39, das der Abführleitung 17 zugeordnet ist. Der Druckdifferenzbildner 35 be­ rechnet also die Druckdifferenz zwischen dem Ein­ gang und dem Ausgang des Trockenzylinders 1.

Im folgenden wird nun das Prinzip der Regelung der Trockenleistung des Trockenzylinders beschrieben.

Abhängig vom Absolutdruck p_z im Trockenzylinder 1 wird eine von zwei unterschiedlichen Regelarten ausgewählt. Dafür wird der Druck p_z mit einem fest­ gelegten beziehungsweise einstellbaren Minimaldruck p_min verglichen, der kleiner 1 bar ist, vorzugs­ weise zwischen 0,2 bis 0,97 bar beziehungsweise 0,8 bis 0,9 bar liegt.

Liegt der Trockenzylinder-Innendruck p_z über dem Minimaldruck p_min, wird die Trockenleistung des Trockenzylinders 1 über die Druckregelung variiert. Hierbei wird zunächst das Ventil 15 vollständig ge­ schlossen, so daß dem Dampfstrom keine Luft zuge­ mischt wird. Der Dampfdruck in der Zuführleitung 3 wird von dem Druckmeßglied 27 aufgenommen und im Regelglied 21 mit einem Sollwert verglichen. Weicht der Istwert vom Sollwert ab, wird das Ventil 7 ent­ sprechend nachgestellt. Da sich durch Änderung des Dampfdrucks auch die Kondensationstemperatur in gleicher Richtung verändern läßt, können die Tempe­ raturverhältnisse im Trockenzylinder 1 in gewünsch­ ter Weise eingestellt werden. Unabhängig von der dem Trockenzylinder zugeführten Dampfmenge hält das Regelglied 25 über das Ventil 19 den Druckunterschied zwischen Zuführ- und Abführleitung des Trockenzylinders 1 konstant.

Liegt der Druck im Trockenzylinder 1 unterhalb von 1 bar und entspricht er dem Minimaldruck p_min, wird auf die zweite Regelart umgeschaltet. Dabei werden die Temperaturverhältnisse nicht mehr durch alleiniges Einstellen des Dampfstroms geregelt, sondern durch Zumischen von Luft zum Dampfstrom. Dieses Zumischen von Luft bewirkt eine Verminderung des partiellen Dampfdrucks und folglich eine Ver­ ringerung der Kondensationstemperatur.

Das Ventil 15 in der Leitung 9 stellt die zuge­ mischte Menge der Luft ein, wobei das Regelglied 23 das entsprechende Steuersignal liefert.

Übersteigt das Istwertsignal, das der Temperatur des die Abführleitung 17 durchströmenden Gemisches entspricht, den vorgebbaren Sollwert, wird das aus­ strömende Gemisch als zu heiß befunden und entspre­ chend die Luftmenge erhöht. Ist die Temperatur des ausströmenden Gemisches jedoch zu niedrig, wird die Luftmenge verringert, mit der Folge einer Erhöhung der Temperatur.

Die beiden zuvor genannten Regelverfahren finden vorzugsweise Einsatz bei der Herstellung von Ther­ mopapier.

Claims (9)

1. Verfahren zum Regeln der Trockenleistung eines Trockenzylinders (1) einer Papiermaschine, wobei dem in den Trockenzylinder eingeleiteten Dampf Luft zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis aus Luft und Dampf abhängig von der Temperatur des aus dem Trockenzylinder ausströmenden Gemisches ge­ regelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Mischungsverhältnis durch Einstellen der zugemischten Luftmenge geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Luft geregelt zugemischt wird, wenn der Druck (p_z) im Trockenzylinder einem vor­ gebbaren Minimalwert (p_min) entspricht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Zumischen von Luft unterbrochen wird und daß der Druck im Troc­ kenzylinder geregelt wird, wenn der Trockenzylin­ derdruck (p_z) größer ist als der vorgebbare Mini­ malwert (p_min).

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare Mi­ nimalwert (p_min) kleiner 1 bar ist, vorzugsweise 0,2 bis 0,97 bar, insbesondere 0,7 bis 0,9 bar.

6. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Luft-Zuführleitung (9), die mit einem Ventil (15) versehen und mit einer Dampf- Zuführleitung (3) verbunden ist, die ihrerseits mit einem Trockenzylinder verbunden ist und mit einer Abführleitung (17), die in Verbindung mit dem Troc­ kenzylinder (1) steht, gekennzeichnet durch
ein Temperaturmeßglied (31), das der Abführleitung (17) zugeordnet ist und
eine Regeleinrichtung (23), die mit dem Meßglied (31) verbunden ist und abhängig von einem Meßsignal das Ventil (15) ansteuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Luftzuführleitung (9) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeich­ net durch ein zweites Ventil (19), das in der Ab­ führleitung (17) vorgesehen ist und mit einer zwei­ ten Regeleinrichtung (25) verbunden ist, die das Ventil (19) abhängig von dem Differenzdruck zwi­ schen der Zuführleitung (3) und der Abführleitung (17) betätigt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dampf-Zuführlei­ tung (3) ein drittes Ventil (7) vorgesehen ist, das mit einer dritten Regeleinrichtung (21) verbunden ist, die abhängig vom Druck stromabwärts des Ven­ tils (7) dieses betätigt.