DE2932988C2 - Verfahren zur Regelung der Betriebsbedingungen einer Entwässerungsmaschine - Google Patents

Verfahren zur Regelung der Betriebsbedingungen einer Entwässerungsmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Betriebsbedingungen einer Entwässerungsmaschine, insbesondere einer DoppelsiebEniwässerungsmaschine zum Entwässern von Schlämmen, mit einem um obere Umlenkrollen herumgeführten oberen Siebband und einem um untere Umlenkrollen herumgeführten unteren Siebband, die eine der Vorentwässerung dienende Keilzone und eine der Hauptentwässerung dienende Hauptpreßzone bilden, mit einem drehzahlregelbaren Motor zum Antreiben der Siebbänder, mit einer regelbaren Pumpe zum Fördern des Schlammes auf eine von dem unteren Siebband gebildete, der Keilzone vorgeschaltete Seihzone und mit einer ebenfalls regelbaren Pumpe zum Beimengen eines Flockungsmittels zum Schlamm.
Ein solches Verfahren hat den Zweck, die Einstellung der Betriebsbedingungen einer Entwässerungsmaschine, insbesondere einer DoppelsiebSchlammentwässerungsmaschine weitgehend zu automatisieren. In der Praxis ändern sich bekanntlich stets die Entwässerungseigenschaften eines Schlammes, aber auch die Anforderungen an den Entwässerungsbetrieb wechseln ständig, so daß eine dauernde Nachstellung der Enlwässerungsmaschine erforderlich ist.
Bei DoppelsiebSchlammentwässerungsmaschinen sind Regeleinrichtungen üblich, wie sie dem Standard der Papier und Zellstoffindustrie entsprechen, um einen vollautomatischen Betrieb zu ermöglichen (vgl. »Wochenblatt für Papierfabrikation« 23/241975, Seite 931). In der Papier und Zellstoffindutrie wiederum sind Regeleinrichtungen für den Durchsatz, für Zusatzmittel, wie z. B. Flockungsmittel und die Siebgeschwindigkeit allgemein bekannt.
Aus der DEPS 15 61643 ist eine Regelung von Entwässerungsmaschinen bekannt, indem versucht wird, den Druckverlauf in der Materialbahn möglichst konstant zu halten, wobei sich diese in ihrer Konsistenz
ίο ständig ändert. Es wird also angestrebt, eine gleichbleibend entwässerte Materialbahn zu erhalten, wobei die Veränderung des Anstellwinkels einer Preßplatte in der Naßpartie zum gewünschten Erfolg führen soli. Nachteilig ist bei dieser Ausbildung, daß einerseits die erforderlichen Einstellarbeiten von Hand durchgeführt werden müssen und andererseits der Einfluß der verschiedenen Zusammensetzungen und chemischen Beigaben nicht berücksichtigt wird, so daß der Erfolg nur mäßig ausfällt.
Eine weitere Einrichtung zur Regelung des Entwässerungsdruckes bei Entwässerungsmaschinen ist aus der ATPS 3 15 633 zu entnehmen. Hierbei werden für die Siebbändsr voneinander unabhängige Spanner angeordnet, die bewirken, daß die Siebbänder unterschied- lieh stark gespannt werden und in Verbindung mit der Keilwinkelverstellung Einfluß auf die zu entwässernde Suspension ausüben. Diese Ausbildung stellt zwar einen gewissen Fortschritt in der Automatisierung des Ablaufs des Entwässerungsvorganges dar, jedoch fehlen für die
jo völlige Automatisierung weitere Regelkomponenten, um sowohl Einfluß auf die jeweils vorhandene
Suspension, als auch auf die chemischen Zusätze, wie Flockungsmittel und dergleichen zu nehmen. Bekanntlich sind an DoppelsiebSchlammentwässe-
rungsmaschinen verschiedene Betriebsparameter für einen optimalen Entwässerungsvorgang erforderlich, die sich aus dem Schlammvolumen, welches zur Entwässerung gelangt bzw. dem Pumpendurchsatz ergeben, dann aus dem dem Schlamm zugegebenen Flockungsmittelvolumen sowie aus der Geschwindigkeit der Entwässerungssiebe und schließlich dem Preßdruck, mit dem der Schlammkuchen beaufschlagt wird, zusammensetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Regelung einer Entwässerungsmaschine zu schaffen, mit dem die vorstehend genannten Betriebsparameter regelbar sind und so zusammenwirken, daß eine optimale Nutzung der Maschine gewährleistet ist, unabhängig von dem augenblicklichen Zustand, in dem die zu entwässernde Suspension in die Entwässerungsmaschine gelangt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drehzahl der Schlammpumpe in Abhängigkeit vom Schlammspiegel in der Seihzone geregelt wird, daß bei geringem oder normalem Durchsatz durch die Entwässerungsmaschine die Drehzahl des Siebantriebsmotors auf einem konstanten Wert gehalten wird und die Drehzahl der Flockungsmittelpumpe in Abhängigkeit von der Scherfestigkeit des Schlammkuchens in der Hauptpreßzone geregelt wird, und daß bei maximalem Durchsatz durch die' Entwässerungsmaschine die Drehzahl der Flockungsmittelpumpe auf einem konstanten Maximalwert gehalten wird und die Drehzahl des Siebantriebsmotors in Abhängigkeit von der Scherfestigkeit des Schlammkuchens in der Hauptpreßzone geregelt wird.
Durch dieses Regelungsverfahren wird erreicht, daß die Vorgänge in der Entwässerungsmaschine optimiert
werden und die Zusätze einen minimalen Verbrauch ergeben. Der besondere Vorteil ist in der Tatsache zu sehen, daß keinerlei Bedienungspersonal zur Vornahme einer Korrektur der Betriebsbedingungen erforderlich ist.
Die Scherfestigkeil des Schlammkuchens wird vorzugsweise anhand seiner Verbreiterung in der Hauptpreßzone bestimmt
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert
Wie aus eier Zeichnung zu ersehen ist, wurde eine Doppelbandpresse 1 als Schlammentwässerungsmaschine gewählt die in bekannter Weise aufgebaut ist Über die oberen Umlenkrollen 7 und 9 ist ein oberes Siebband 2 geführt und um die Umlenkrollen 8 und 10 bewegt sich das untere Siebband 3. An der linken Seite ist das untere Siebband mit der Rolle 8 etwas nach links vorgezogen, so daß für den Stoffauflauf 4 genügend Auftrefffläche verbleibt Daran schließt die Keilzone 5 an. Hierbei wird der Abstand der beiden Siebbänder 2,3 allmählich verringert, so daß bereits an die am Stoffeinlauf 4 erfolgte Schwerkraftentwässerung eine weitere Entwässerung anschließt. Am Ende dieser Keilzone 5 ist nun die Hauptpreßzone 6 angeordnet, wobei über mehrere Umlenkwalzen die Siebbänder 2,3 mit den dazwischenliegenden Schlammkuchen um die Rollen gelenkt werden. Hierbei wird der Filterkuchen weiter verdichtet und an der Stelle der Umlenkwalzen 9, 10 aus der Maschine gebracht. Unter der Doppelbandpresse 1 befindet sich nun die Auffangwanne 11 aus der dann das gesammelte Wasser abgeführt wird.
An dieser Doppelbandpresse 1 sind nun die verschiedenen Regelkreise angeschlossen und bestehen im wesentlichen aus dem Schlammdurchsatzregelkreis 12. dem Flockungsmittelregelkreis 21, und dem Siebgeschwindigkcitsregelkrcis 36.
Die Regelung besteht aus zwei unabhängig voneinander wirkenden Regelkreisen, wobei der Schlammdurchsatzregelkreis 12 aus dem Istwertgeber besieht, an dem ein Durchflußmengenmesser 14 mit einer Schlammpumpe angeschlossen ist Ein Regelgetriebe 16, welches stufenlos verstellbar ist, regelt die Zufuhr der Suspensionsmenge. Über einen Servomotor 17 wird das Regelgetriebe 16 angetrieben. Ein elektronischer Regler 18 sorgt für die entsprechende Dosierung. Die Zufuhr erfolgt vom Regelgetriebe 16 über die Schlammpumpe 15 mittels der Zuleitung 19 zum Stoffauflauf 4. Eine Steuerleitung 20 überträgt die Werte des Gebers 13.
Der Geber besteht aus einem Schwimmer und gibt den Istwert des Schlammspiegels in der Seihzone (Stoffauflauf 4) dem elektronischen Regler 18 bekannt. Dieser vergleicht den Niveaustand mit dem einmal von Hand eingestellten Sollwert und verstellt über den Servomotor 17 die Drehzahlverstellung der Schlammpumpe 15 und somit die Schlammenge. Diese Regelung sorgt dafür, daß der Entwässerungskeil, welcher schlammdurchsatzbestimmend ist, stets optimal gefüllt ist. Verschlechtert sich nun beispielsweise das Entwässerungsverhalten des Schlammes, so gibt es einen Rücklauf des Schlammes im Keil und damit einen Rückstau in der Seihzone. Das Schlammniveau wird kurzzeitig angehoben und durch den Regler durch Verringerung des Schlammdurchsatzes wieder auf das ursprüngliche Niveau zurückgestellt. Umgekehrt verhält es sich bei Verbesserung der Entwässcrungscigcnschaflen oder bei Veränderung der .Schlammkonsistenz.
Weiters ist an der Maschine der Flockungsmittelregelkreis 21 angeschlossen, der wiederum einen Geber 22 für den Enlwässerungszustand des Schlammkuchens enthält. Dieser Geber 22 ist unmittelbar unter der letzten Preßwalze der Hauptpreßzone 6 installiert Ein Durchf!u3mengenmesser 23 dosiea nun die Menge des Flockungsmittels, indem dieser die Flockungsmitteipumpe 24 über ein stufenlos verstellbares Regelgetriebe 25 und einen elektronischen Regler 26 steuert.
Der Flockungsmittelregelkreis 21 ist dafür verantwortlich, daß die Entwässerung mit einem Minimum an Flockungsmittel durchgeführt wird- Wenn die Flokkungsmittelmenge verringert wird, verschlechtert sich bekanntlich das Entwässerungsverhalten. In der Folge davon steigt der Wassergehalt im Schlammkuchen und sinkt dessen mechanische Scherfestigkeit. Dieser Fest-gkeitswert ist ein Maß für das Entwässerungsverhalten eines Schlammflockungsmittelgemisches bei einem bestimmten Schlamm. Reicht diese Scherfestigkeil des Schlammkuchens nicht mehr aus, um Relativbewegungen vor den Sieben zu vermeiden, so kommt es zu einer unerwünschten Betriebsstörung:. Die Arbeitsweise der Flockungsmittelregelung baut nach folgenden Überlegungen auf. Unmittelbar vor dem Eintritt in die Preßzone fällt der Keil als seitliches Dichtelement für den Preßkuchen weg. Um dem Preßdruck standhalten zu können, wird der Preßkuchen etwas in die Breite gedrückt. Tritt nun eine Verschlechterung des Entwässerungsverhallens auf, so wird der Preßkuchen einen größeren Wassergehalt aufweisen und stärker seitlich ausgedrückt werden. Diese Kuchenverbreiterung, die somit ein Maß für das Entwässerungsverhalten ist, wird durch einen mechanischen oder elektronischen Taster in ein elektrisches Signal umgewandelt, das den Istwert des Regelkreises darstellt Bei Abweichungen vom Sollwert wird die Flockungsmittelzugabe über den Regler und dem Servomotor der Flockungsmittelpumpe geregelt Über ein Reduktionsventil 32 mit dem zugehörigen Antrieb wird über eine Wasserleitung 33 die Wasserzufuhr variiert.
Der Sicbgeschwindigkeitsregelkreis 36 besteht nun wiederum aus einer Regeleinrichtung 27 mit Siebantrieb 28 und dem dazugehörigen Servomotor 29, welcher über die S'.cutrleitung 30 und der Regelleilung 31 beeinflußbar ist
Der Siebgeschwindigkeitsregelkreis 36, dessen Einstellung verschiedene Betriebszustände erfaßt, bringt im Normaibetrieb bei einem vorgewählten Niveaustand in der Seihzone bei konstanter Siebgeschwindigkeit eine mittlere Durchsatzmenge. Die Flockungsmittelmenge wird auf ein Minimum reduziert. Der Grund für diese Einstellung ist darin zu sehen, bei Normaldurchsatz möglichst geringe Betriebskosten zu erreichen.
Wird nun gewünscht, daß die Maschine mit Minimalbetrieb arbeilet, so wird die Siebgeschwindigkeit auf einen vorgewählten niedrigen Wert eingestellt Durch den Schlammdurchsatzregelkreis 12 wird selbsttätig der Schlammdurchsatz verringert. Der Flockungsmittelregelkreis 21 sorgt dann für einen minimalen Flockungsmittelverbrauch.
Wird aber ein maximaler Betrieb der Maschine verlangt, so wird der Geber für den Entwässerungszustand auf den Siebgeschwindigkeitsregelkreis 36 umgeschalici. Gleichzeitig erhöht auch der Floekungsmittelregelkreis 21 den Durchsatzwert des Flockungsmittels. Damit wird für die höchstmögliche Siebgeschwindigkeit der größtmögliche Schlammdurchsatz erreicht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    !. Verfahren zur Regelung der Betriebsbedingungen einer Entwässerungsmaschine. insbesondere einer DoppelsiebEntwässerungsmaschine zum Entwässern von Schlämmen, mit einem um obere Umlenkrollen herumgeführten oberen Siebband und einem um untere Umlenkrollen herumgeführten unteren Siebband, die eine der Vorentwässerung dienende Keilzone und eine der Hauptentwässerung dienende Hauptpreßzone bilden, mit einem drehzahlregelbaren Motor zum Antreiben der Siebbänder, mit einer regelbaren Pumpe zum Fördern des Schlammes auf eine von dem unteren Siebband gebildete, der Keilzone vorgeschaltete Seihzone und mit einer ebenfalls regelbaren Pumpe zum Beimengen einer Flockungsmittels zum Schlamm, dadarch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schlammpumpe in Abhängigkeit vom Schlanimspiegel in der Seihzone geregelt wird, daß bei geringem oder normalem Durchsatz durch die Entwässerungsmaschine die Drehzahl des Siebantriebsmotors auf einem konstanten Wert gehalten wird und die Drehzahl der Flockungsmittelpumpe in Abhängigkeit von der Scherfestigkeit des Schlammkuchens in der Hauptpreßzone geregelt wird, und daß bei maximalem Druchsatz durch die Entwässerungsmaschine die Drehzahl der Flockungsmittelpumpe auf einem konstanten Maximalwert gehalten wird und die Drehzahl des Siebantriebsmotors in Abhängigkeit von der Scherfestigkeit des Schlammkuchens in der Hauptpreßzone geregelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherfestigkeit des Schlammkuchens anhand seiner Verbreiterung in der Hauptpreßzone bestimmt wird.
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