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Verfahren zur Steuerung eines Papiermasseflusses in Bleichereien
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sowie Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Papiermasseflusses in Bleichereien gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bisher wurden bei solchen Verfahren und Anordnungen zur DurchführunE
mit konstanter Drehzahl laufende Pumpen verwendet, und die Steuerung der Massezufuhr
zu jedem Turm erfolgte durch ein Drosselventil.
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Ein großer Nachteil dieses Standes der Technik besteht darin, daß
ein großer Teil der den Pumpen zugeführten Energie in den Drosselventilen verloren
geht und daß diese Drosselventile manchmal eine Kühleinrichtung erfordern, wodurch
noch zusätzlich Kühlenergie notwendig ist. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich
beim Anfahren sowie bei der Verlangsamung des Prozesses. Ferner ist es schwierig,
während des Betriebes einzelne Pumpen oder Pumpenmotoren auszutauschen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Durchführungsanordnung der eingangs genannten Art
in der
Weise weiterzuentwickeln, daß die aufgeführten Nachteile im wesentlichen beseitigt
sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind
in den Ansprüchen 2 - 4 genannt.
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Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist nach der Erfindung
durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 genannten Merkmale gekennzeichnet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anordung sind in den Ansprüchen
6 und 7 genannt.
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Durch das Verfahren nach der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
1. Eine bedeutende Energieersparnis dadurch, daß die durch Drosselung geregelten,
mit konstanter Drehzahl laufenden Pumpen durch drehzahlgesteuerte Pumpen ersetzt
sind.
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2. Der Gesamtfluß der Papiermasse durch den Prozeßabschnitt kann
leichter gesteuert werden.
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3. Das Anfahren und die Durchführung des Bleichprozesses werden erleichtert.
Bisherige Probleme bei der Steuerung vieler Variabler zur Aufrechterhaltung eines
zufriedenstellenden Betriebes werden bedeutend erleichtert.
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4. Wenn die Drehzahlantriebe aus Kurzschlußläuferasynchronmotoren
bestehen, die über einen Frequenzumrichter gespeist werden, können die Drehzahlantriebe
überbrückt werden und die Motoren direkt an das Fünfzig-Hertz-Wechselstromnetz angeschlossen
werden, wodurch der Betrieb in der bisher bekannten Weise aufrecht erhalten werden
kann.
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Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigen Fig. 1 eine Anordung nach dem Stande der Technik, Fig. 2
ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung.
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Figur 1 zeigt eine bekannte Anordnung einer Bleicherei, die aus sechs
Papiermassetrmen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 besteht. Die Masse wird an der durch den Pfeil
A gekennzeichneten Stelle zugeführt und besteht hier aus ungebleichter Masse,.die
in dem veranschaulichten Prozeß gebleicht werden soll. Die Masse A wird mittels
einer Pumpe 7 Uber ein Drosselventil 14 in den Turm 1 gepumpt, und die Menge der
dem Turm 1 zugeftihrten Masse ist abhängig einerseits von der Leistung der konstant
laufenden Pumpe 7 und andererseits
vom Grad der Drosselung im Ventil
14.Über die Leitung 33 wird Chlor (C12) zugesetzt. Die durch den Turm 1 transportierte
Masse wird durch eine Pumpe 8, die mit konstanter Drehzahl läuft, über ein Drosselventil
15 in den Turm 2 gepumpt, den die Masse passieren soll. Dem Turm 2 wird über den
Anschluß 34 ferner Natriumhydroxid (NaOH) zugeführt. Nachdem die Masse den Turm
2 durchlaufen hat,wird sie von einer Pumpe 9, die ebenso wie alle übrigen Pumpen
in der Anordnung nach Figur 1 mit konstanter Drehzahl läuft, über ein Filter 28
und ein Drosselventil 16 in den Turm 3 gepumpt, dem über den Anschluß 35 ferner
Natrimhypochlorit zugeführt wird.
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Vom Turm 3 wird die Masse durch eine Pumpe 10 über ein Filter 29 und
ein Drosselventil 17 in den Turm 4 gepumpt. Dem Turm 4 wird /zugeführt über den
Anschluß 36 auch Chlordioxyd (ClO27. Vom Turm 4 wird die Masse durch eine mit konstanter
Drehzahl laufende Pumpe 11 über ein Filter 30 und ein Drosselventil 18 in den Turm
5 gepumpt, dem ferner über den Anschluß 37 Natriumhydroxyd zugeführt wird. Vom Turm
5 wird die Masse durch eine mit konstanter Drehzahl laufende Pumpe 12 über ein Filter
31 und ein Drosselventil 19 in den Turm 6 gepumpt, dem ferner über den Anschluß
38 Chlordioxyd zugeführt wird. Von dem letzten Turm 6 wird die Masse durch eine
mit konstanter Drehzahl laufende Pumpe 13 über das Filter 32 gepumpt. Durch eine
Pumpe 13 wird die gewonnene gebleichte Messe abgepumpt. Der Transport zu dem betreffenden
Turm und dem folgenden Filter wird also von den Pumpen 7 - 12 besorgt, die alle
mit konstanter Drehzahl laufen und die alle mit Je einem Drosselventil in Reihe
geschaltet sind. Diese Drosselventile verursachen relativ große Energieverluste,
und
manchmal erfordern sie auch eine Kühlung an den Drosselventilen. Die Drosselventile
verursachen auch gewisse Schwierigkeiten beim Anfahren und im Betrieb der Anlage,
und erfordern eine individuelle Regelung der einzelnen Drosselventile, was sehr
zeitraubend sein kann. Einigen oder allen Türmen wird Verdünnungs- oder Spülwasser
zugeführt, welches von der Pumpe 20 gefördert wird, die ebenfalls mit konstanter
Drehzahl läuft. Der Transport dieses Wassers in die einzelnen Türme geschieht über
individuelle Drosselventile 22 - 26, die unterhalb der Türme in Fig. 1 gezeigt sind.
Diese Drosselventile müssen individuell justiert werden, um die richtige Spülwassermenge
zu erhalten. Den Filtern 27 - 32 wird mittels einer Pumpe 21, die zweckmäßigerweise
von gleicher Art wie die Pumpe 20 ist, Waschwasser zugeführt. Die Chemikalien können
auf verschiedene Weise zugegeben werden, wie beispielsweise durch Pumpen oder Gravitation.
Die Ventile 22 - 26 steuern somit die Konzentration in der Papiermassemischung,
die durch die Türme hindurchläuft, doch kann diese auch durch die Filtergeschwindigkeiten
(27 - 32) beeinflußt werden.
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Ein Nachteil der bekannten Anordnung und des bekannten Verfahrens
ist der verhältnismäßig große Energiebedarf und die Schwierigkeit, den Gesamtfluß
der Masse durch den Prozeßabschnitt zu steuern. Der Anlauf und die Verlangsamung
des Bleichprpzesses sind verhältnismäßig kompliziert, da man die vielen Variablen
steuern muß, um den Betrieb auf zufriedenstellende Weise aufrechterhalten zu können.
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Figur 2 zeigt eine Anordnung gemäß der Erfindung, wo ebenfalls an
der durch den Pfeil A bezeichneten Stelle ungebleichte Masse zugeführt wird und
an der durch den Pfeil B gezeigten Stelle die gebleichte, fertig behandelte Masse
abgenommen wird. Auch hier sind die Türme mit 1 bis 6 bezeichnet, da diese im Prinzip
genauso aufgebaut sind wie die Türme 1 bis 6 in Fig. 1. Ungebleichte Masse wird
mittels einer Pumpe 39 in den Turm 1 gepumpt. Diesem Turm wird über den Anschluß
40 auch Chlor (cm2) zugeführt. Vom Turm 1 wird die Masse von einer Pumpe 47 über
ein Filter 41 in den Turm 2 gepumpt, von diesem durch eine Pumpe 48 über ein Filter
42 zum Turm 3 usw. bis zum Ausgang an der Stelle B über die Türme 4 bis' 6 und die
Filter 43 bis 46 mittels der Pumpen 49 bis 52. Alle Pumpen werden von einer gemeinsamen
Leistungsquelle angetrieben, durch deren Steuerung die Drehzahl aller Pumpen zentral
verstellt werden kann.
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Vorzugsweise werden als Pumpenantriebe Asynchronmotoren mit Kurzschlußläufern
verwendet, die ihrerseits alle von einem Frequenzumrichter gespeist werden. Die
Drehzahl der Motoren ist abhängig von der Frequenz des Ankerstromes, die von dem
Frequenzumrichter festgelegt wird. Wird die Frequenz geändert, so ändern sich auch
die Drehzahlen der Pumpen 39 und 47 bis 52, so daß man auf diese Weise den Gesamtfluß
der Masse durch den Prozeßabschnitt steuern kann. Der Energieverbrauch wird relativ
niedrig, da irgenwelche Drosselventile an den Pumpen 39 und 47 - 52 nicht erforderlich
sine.
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Waschwasser wird durch die Pumpe 54, die in gleicher Weise gesteuert
werden kann, wie die vorstehend genannten Pumpen 39 und 47 - 52, zu den Filtern
gepumpt. Das Verdünnungs- bzw. Spülwasser wird durch die Pumpe 53, die auch von
einem Frequenzumrichter gespeist wird, zu den Türmen gepumpt. Die Drehzahl dieser
Pumpe
kann zweckmäßigerweise durch eine Anderung der Ausgangsfrequenz
des Frequenzumrichters gesteuert werden, wobei der Pumpenmotor ein Asynchronmotor
mit Kurzschlußläufer sein kann. Die Chemikalien werden den einzelnen Türmen auf
gleiche Weise zugeführt wie an Hand von Figur 1 beschrieben. Die Geschwindigkeit
der Waschfilter 41 - 46 kann mittels einer separaten Stromquelle gesteuert werden,
damit alle Filter dieselbe Geschwindigkeit bekommen. Es können verstellbare Getriebe
verwendet werden.
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Statt die Speisung durch Frequenzumrichter vorzunehmen und asynchrone
Kurzschlußläufermotoren zu verwenden, können auch Gleichstrommotoren verwendet werden,
deren Geschwindigkeit von einer gemeinsamen Stromquelle gesteuert wird. Die gemeinsame
Geschwindigkeitssteuerung kann bei Gleichstrommotoren ja auch auf andere Weise vorgenommen
werden.
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Die zu den vier Antriebssystemen gehörenden Pumpen 39, 54, 53 sowie
47 - 52 können mit einer gemeinsamen Bezugsdrehzahl gesteuert werden, die master
reference" genannt wird, wobei die Drehzahlen der vier Systeme im Verhältnis zueinander
justiert werden können.
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Bei dem Verfahren beziehungsweise mit der Anordnung nach der Erfindung
erzielt man beträchtliche Energieersparnisse, da keine Energieverluste an Drosselventilen
auftreten. Selbstverständlich können an anderen Stellen in der Anlage Drosselventile
vorhanden sein, jedoch sind solche nicht hinter den Pumpen erforderlich.
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Der Gesamtfluß der Masse ist leicht mittels der gemeinsamen Bezugsdrehzahl
oder
durch Änderung der Drehzahlen der einzelnen Antriebssysteme zu steuern. Dies gilt
vor allem für die Antriebssysteme mit den Pumpen 39 und 47 - 52, jedoch können auch
die übrigen Antriebssysteme jeweils für sich oder zusammen gesteuert werden.
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Das Anfahren und die Verlangsamung des Bleichprozesses werden einfach,
und man braucht keine verschiedenen Variablen zu steuern, um den Betrieb zufriedenstellend
aufrechterhalten zu können. Bei Fehlern an einem der Drehzahlantriebe können diese,
wenn es sich um Frequenzumrichter mit Kurzschlußläuferasynchronmotoren handelt,
überbrückt werden und die Motoren direkt an das Fünfzig-Hertz-Netz angeschlossen
werden, wobei der Betrieb in derselben Weise aufrechterhalten werden kann, wie es
bei den zur Zeit verwendeten bekannten Anlagen geschieht.
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Als eine andere Art von Antrieben, und zwar in erster Linie für die
Pumpen 39 und 47 - 52, aber auch für die übrigen, kommt ein mit konstanter Drehzahl
laufender Pumpenmotor in Betracht, der über eine hydraulische Kupplung mit der Pumpe
verbunden ist. Hierdurch erzielt man sowohl bei dem Verfahren nach der Erfindung
wie auch bei den bekannten Verfahren den Vorteil, daß Harz und andere Verunreinigungen
während des Prozesses entfernt werden und die gebleichte Masse auch in gewissem
Maße gereinigt ist.
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Bei einer fereinfachten Ausführung wird der Erfindungsgedanke nur
auf die Pumpen 39 und 47 - 52 angewendet, doch kann man diesen auch für die Pumpe
54 und/oder die Pumpe 53 und/oder für die Filtergeschwindigkeiten
41
- 46 sowie auch für die Pumpe 39 anwenden.
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Die vorstehend beschriebene Anordnung und das Verfahren können im
Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert
werden.
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