DE29924869U1 - Cooling system for a papermaking/cardboard prodn machine has closed primary/secondary cooling circuits with heat exchangers and tertiary feed/outflow at the machine for effective cooling without soiling the process water - Google Patents

Cooling system for a papermaking/cardboard prodn machine has closed primary/secondary cooling circuits with heat exchangers and tertiary feed/outflow at the machine for effective cooling without soiling the process water Download PDF

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Abstract

The cooling system for a papermaking or cardboard prodn. machine has at least one closed primary cooling circuit (3.1-3.4;4.1-4.4) to take off surplus heat. Each primary circuit has at least one primary fluid/water heat exchanger (2.1-2.4) to transfer heat to at least one closed secondary cooling circuit (5,6). The secondary cooling circuit has at least one secondary water/water heat exchanger (8) to transfer heat from the secondary to a tertiary coolant water strand with a coolant water feed (9) and outlet (10) at the papermaking/cardboard prodn. machine. The primary cooling circuit (3.1-3.4;4.1-4.4) uses oil as a heat carrier. The tertiary cooling circuit passes through a cooling tower, where excess heat is released into the ambient environment. The tertiary cooling circuit has a collection vessel where coolant water is fed to the cooling tower and the preparation process if required. The tertiary cooling circuit has an intermediate vessel between the cooling tower and the secondary heat exchanger (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem zum Abführen überschüssiger Prozess- und/oder Maschinenwärme aus einer Papier- oder Kartonmaschine.The The invention relates to a cooling system to dissipate excess process and / or engine heat a paper or board machine.

Eine ähnliche Vorrichtung ist dem Erfinder als nächstkommender Stand der Technik bereits aus der internationalen Patentanmeldung WO 97/44523 bekannt. Diese Patentanmeldung offenbart ein Kühlsystem einer Papiermühle, welches zur Reduktion des Kühlwasserverbrauches einen Kühlturm einsetzt, der zusätzlich zum durchgeschleusten Frischwasser einen wesentlichen Anteil der Wärmeableitung aus der Papiermühle übernimmt.A similar Device is the inventor as the closest prior art already known from international patent application WO 97/44523. This patent application discloses a cooling system of a paper mill which for the reduction of cooling water consumption a cooling tower uses, in addition to durchgeschlehrt fresh water a significant proportion of heat dissipation from the paper mill takes over.

Ein Problem beim Einsatz solcher Kühlsysteme in einer Papiermaschine liegt darin, dass die Kühlflüssigkeiten, die an der Maschine Kühlungsaufgaben übernehmen, meist ölige, ölhaltige oder sonstige Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt sind, die teilweise auch gleichzeitig Schmieraufgaben übernehmen oder zumindest gegen Korrosion schützen sollen. Diese Kühlflüssigkeiten sind in der Regel umweltschädlich und auch schädlich im Papierherstellungsprozess, falls sie in den Prozesskreislauf der Papiermaschine gelangen.One Problem with the use of such cooling systems in a paper machine lies in the fact that the cooling liquids attached to the machine Take over cooling tasks, mostly oily, oily or other liquids with a high boiling point, which sometimes also take on lubrication tasks at the same time or at least to protect against corrosion. These coolants are usually harmful to the environment and also harmful in the papermaking process, if in the process cycle get to the paper machine.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Kühlsystem darzustellen, welches einen erhöhten Schutz gegen die Verschmutzung des Prozesswassers einer Papier- oder Kartonmaschine beziehungsweise des nach außen abgegebenen Abwassers bietet.It is therefore an object of the invention, an improved cooling system which one increased Protection against the pollution of the process water of a paper or board machine or discharged to the outside sewage offers.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The The object is solved by the features of claim 1.

Demgemäß schlägt der Erfinder ein verbessertes Kühlsystem zur Abführung überschüssiger Prozess- und/oder Maschinenwärme aus einer Papier- oder Kartonmaschine vor, mit mindestens einem geschlossenen primären Kühlkreislauf (Primärkreislauf), welcher die überschüssige Wärme ableitet, je Primärkreislauf mit mindestens einem primären Fluid/Wasser-Wärmetauscher zur Übertragung der Wärme auf mindestens einen geschlossenen sekundären Kühlkreislauf (Sekundärkreislauf), und im Sekundärkreislauf mindestens einen sekundären Wasser/Wasser-Wärmetauscher, zur Übertragung der Wärme des Sekundärkreislaufes an einen tertiären Kühlwasserstrang der Papier- oder Kartonmaschine mit einem Kühlwasservorlauf und Kühlwasserablauf zum und vom Wasser/Wasser-Wärmetauscher.Accordingly, the inventor proposes an improved cooling system to remove surplus process and / or engine heat from a paper or board machine, with at least one closed primary Cooling circuit (Primary circuit) which dissipates the excess heat, per primary circuit with at least one primary fluid / water heat exchanger for transmission the heat on at least one closed secondary cooling circuit (secondary circuit), and in the secondary circuit at least one secondary Water / water heat exchanger, for transmission the heat of the secondary circuit to a tertiary cooling water pipe the paper or board machine with a cooling water flow and cooling water drain for and from the water / water heat exchanger.

Durch diese Ausführung des erfindungsgemäßen Kühlsystems wird sichergestellt, dass selbst bei einer Leckage des primären Wärmetauschers das Kühlfluid (z.B. Öl), welches aus dem Primärkreislauf stammt, nicht in das Prozesswasser oder das Abwasser gelangen kann. Ein Produktionsausfall wegen verunreinigtem Prozesswasser oder Umweltschäden durch verschmutztes und mit Chemikalien belastetes Abwasser wird auf diese Weise wirkungsvoll vermieden.By this execution the cooling system according to the invention ensures that even in the event of leakage of the primary heat exchanger cooling fluid (e.g., oil), which from the primary circuit does not get into the process water or wastewater. A production loss due to contaminated process water or environmental damage due to Dirty and contaminated with chemicals wastewater is on this Way effectively avoided.

Eine vorteilhafte Verbesserung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass der tertiäre Kühlwasserstrang Teil eines tertiären Kühlwasserkreislaufes (Tertiärkreislauf) darstellt und über einen Kühlturm verfügt, der die überschüssige Wärme an die Umgebungsluft abgibt. Hierdurch wird neben der ökologisch vorteilhaften zusätzlichen Sicherheit gegen Umweltverschmutzung auch eine Reduktion des Frischwasserverbrauches und damit ein geringerer Verbrauch natürlicher Ressourcen erreicht.A Advantageous improvement of the cooling system according to the invention provides that the tertiary Cooling water line Part of a tertiary Cooling water circuit (Tertiary circuit) represents and over a cooling tower features, the excess heat to the Ambient air gives off. This will in addition to the ecologically beneficial additional Safety against environmental pollution also a reduction of fresh water consumption and thus achieve a lower consumption of natural resources.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Kühlsystems kann dadurch erreicht werden, dass der tertiäre Kühlwasserkreislauf einen Kühlwasser-Sammelbehälter aufweist, über den das Kühlwasser dem Kühlturm und gegebenenfalls dem Fertigungsprozess zugeführt wird. Zusätzlich oder auch alternativ kann der tertiäre Kühlwasserkreislauf zwischen Kühlturm und sekundärem Wärmetauscher mit einem Zwischenbehälter für das Kühlwasser ausgestattet sein. Selbstverständlich sind die einzelnen Einheiten wie Wärmetauscher, Behälter, Kühlturm untereinander mit Leitungen zum Transport der Kühlflüssigkeiten untereinander verbunden und verfügen gegebenenfalls über entsprechende Fördereinrichtungen.A further advantageous embodiment of the cooling system can be achieved be that the tertiary Cooling water circuit a cooling water collecting container, via the the cooling water the cooling tower and optionally supplied to the manufacturing process. Additionally or Alternatively, the tertiary Cooling water circuit between cooling tower and secondary heat exchangers with an intermediate container for the cooling water be equipped. Of course are the individual units such as heat exchangers, containers, cooling tower with each other connected to lines for transporting the cooling liquids with each other and dispose optionally via corresponding conveyors.

Durch diese, meist als drucklose offene Behälter ausgeführten, Flüssigkeitspuffer können auf einfache Weise Betriebsschwankungen im Kühlkreislauf aufgefangen werden.By These, usually designed as a pressureless open container, liquid buffer can be simple Way operating fluctuations in the cooling circuit be caught.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above and below to be explained features of the invention not only in the respective specified combination, but also usable in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.additional Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of preferred embodiments with reference to the drawings.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:The Invention will be explained in more detail with reference to the drawings. They show:

1: Zweikreis-Kühlsystem ohne Kühlturm 1 : Two-circuit cooling system without cooling tower

2: Zweikreis-Kühlsystem mit zusätzlichem Kühlturm 2 : Two-circuit cooling system with additional cooling tower

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kühlsystem einer Papiermaschine mit vier parallel angeordneten Primärkreisläufen mit jeweils einem Vorlauf 3.1 – 3.4 und einem Rücklauf 4.1 – 4.4, welche die Vorrichtungen 1.1 – 1.4 (z.B. Lager, Presswalzen, sonstige Maschinenteile, etc.) mit Hilfe eines durchfließenden Fluides – hier Öl – kühlen.The 1 shows a cooling system according to the invention a paper machine with four parallel primary circuits, each with a leader 3.1 - 3.4 and a return 4.1 - 4.4 which the devices 1.1 - 1.4 (eg bearings, press rolls, other machine parts, etc.) with the help of a flowing fluid - here oil - cool.

In den Primärkreisläufen befinden sich zwischen den Vorläufen 3.1 – 3.4 und den Rückläufen 4.1 – 4.4 jeweils primäre Fluid/Wasser-Wärmetauscher 2.1 – 2.4, mit deren Hilfe die Abwärme an einen weiteren Sekundärkühlkreislauf 5, 6 übertragen wird. Die Primärkühlkreisläufe bilden gegenüber dem Sekundärkühlkreislauf einen abgeschlossenen Kreislauf, der lediglich im Bereich der primären Wärmetauscher mittelbare Berührungspunkte aufweist. Der Sekundärkreislauf verfügt ebenfalls über einen Vorlauf 5 und einen Rücklauf 6, wobei die primären Wärmetauscher 2.1 – 2.4 „parallel" zueinander „geschaltet" sind. Der Rücklauf 6 ist mit einer eigenen Förderpumpe 7 ausgestattet, die das erhitzte Wasser des Sekundärkühlkreislaufes 5, 6 zu einem weiteren sekundären Wasser/Wasser-Wärmetauscher 8 fördert.In the primary circuits are located between the heats 3.1 - 3.4 and the returns 4.1 - 4.4 each primary fluid / water heat exchanger 2.1 - 2.4 , with whose help the waste heat to another secondary cooling circuit 5 . 6 is transmitted. Compared with the secondary cooling circuit, the primary cooling circuits form a closed circuit which has indirect contact points only in the area of the primary heat exchangers. The secondary circuit also has a flow 5 and a return 6 , where the primary heat exchangers 2.1 - 2.4 "Parallel" to each other "switched" are. The return 6 is with its own pump 7 equipped with the heated water of the secondary cooling circuit 5 . 6 to another secondary water / water heat exchanger 8th promotes.

Im sekundären Wasser/Wasser-Wärmetauscher 8 des sekundären Kühlkreislaufes wird das erhitzte Wasser des Sekundärkühlkreises über einen tertiären Kühlwasserstrang mit Vorlauf 9 und Ablauf 10 abgekühlt. Der Sekundärkühlkreislauf ist ebenfalls gegenüber dem tertiären Kühlwasserstrang abgeschlossen.In the secondary water / water heat exchanger 8 of the secondary cooling circuit, the heated water of the secondary cooling circuit via a tertiary cooling water pipe with flow 9 and expiration 10 cooled. The secondary cooling circuit is also completed with respect to the tertiary cooling water pipe.

Durch diese Ausgestaltung der Kühlkreise wird gewährleistet, dass selbst durch mögliche Leckagen im Bereich der primären Wärmetauscher 2.1 – 2.4 Schadstoffe aus den primären Kreisläufen höchstens in den Sekundärkreislauf eindringen können, jedoch gegen den mit der Außenwelt verbundenen tertiären Kühlwasserstrang zusätzlich über den sekundären Wärmetauscher 8 abgeschottet sind. Im Falle einer Leckage ist eine Reinigung des Sekundärkreislaufes relativ leicht und kostengünstig möglich und kostspielige Umweltschäden oder Produktionsausfälle durch verschmutztes Prozesswasser können vermieden werden.This configuration of the cooling circuits ensures that even through possible leaks in the region of the primary heat exchanger 2.1 - 2.4 Pollutants from the primary circuits can penetrate at most in the secondary circuit, but against the associated with the outside world tertiary cooling water strand in addition to the secondary heat exchanger 8th are sealed off. In the event of leakage, a cleaning of the secondary circuit is relatively easy and inexpensive and costly environmental damage or production losses due to contaminated process water can be avoided.

Eine Verbesserung des erfindungsgemäßen Kühlsystems ist in der 2 dargestellt. Diese Figur zeigt – im gepunktet umrandeten Gebiet – als Ausgangssituation den oben beschriebenen Kühlkreislauf aus der 1. Zusätzlich sind der Vorlauf 9 und der Ablauf 10 in den/aus dem sekundären Wasser/Wasser-Wärmetauscher 8 zu einem Kreislauf verbunden, der über einen Kühlturm 11 geleitet wird.An improvement of the cooling system according to the invention is in the 2 shown. This figure shows - in dotted bordered area - as a starting point the above-described cooling circuit from the 1 , In addition, the lead 9 and the process 10 in the / from the secondary water / water heat exchanger 8th connected to a circuit that has a cooling tower 11 is directed.

Im Kühlturm 11 wird das erhitzte Wasser des Ablaufes 10 mit Hilfe durchströmender Umgebungsluft abgekühlt. Zur Unterstützung dieses Kühlluftstromes verfügt der Kühlturm 11 über einen Ventilator 16. Hierdurch reduziert sich erheblich die Menge des benötigten Frischwassers, da die Kühlung zusätzlich durch die Umgebungsluft unterstützt wird und ein tertiärer Kühlkreis 9, 10 gebildet werden kann. Frischwasser wird somit nur in der Menge des tatsächlich benötigten frischen Prozesswassers erforderlich, welches dem tertiären Kühlkreislauf dann entnommen werden kann.In the cooling tower 11 becomes the heated water of the drain 10 cooled with the help of flowing ambient air. To support this cooling air flow, the cooling tower has 11 via a fan 16 , This significantly reduces the amount of fresh water required, since the cooling is additionally supported by the ambient air and a tertiary cooling circuit 9 . 10 can be formed. Fresh water is thus required only in the amount of actually needed fresh process water, which can then be taken from the tertiary cooling circuit.

Für eine problemlose Regelung des tertiären Kreislaufes ist zusätzlich im Anschluss an den Kühlturm ein Zwischenbehälter 12 vorgesehen, in den gegebenenfalls Frischwasser über eine Frischwasserzufuhr 19 zugeführt werden kann. Weiterhin ist zwischen sekundärem Wärmetauscher 8 und Kühlturm 11 ein Kühlwasser-Sammelbehälter 13 angeordnet, aus dem über eine Förderpumpe 18 das jeweils benötigte Prozesswasser entnommen und dem Herstellungsprozess 14 zugeführt werden kann. Die Förderung des Kühlwassers vom Kühlwasser-Sammelbehälter 13 zum Kühlturm 11 übernimmt eine weitere Förderpumpe 17.For a problem-free control of the tertiary circuit is also an intermediate container after the cooling tower 12 provided in the optionally fresh water via a fresh water supply 19 can be supplied. Furthermore, between the secondary heat exchanger 8th and cooling tower 11 a cooling water collecting tank 13 arranged from the via a feed pump 18 taken the process water needed and the manufacturing process 14 can be supplied. The promotion of cooling water from the cooling water reservoir 13 to the cooling tower 11 takes over another pump 17 ,

Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Kühlsystem ein wesentlich erhöhter Schutz gegen die Verschmutzung des Prozesswassers einer Papier- oder Kartonmaschine und des nach außen abgegebenen Abwassers erreicht.All in all is with the cooling system according to the invention a much higher Protection against the pollution of the process water of a paper or board machine and discharged to the outside wastewater.

1.1 – 1.41.1 - 1.4
zu kühlende Vorrichtungto cooling contraption
2.1 – 2.42.1 - 2.4
primäre Fluid/Wasser-Wärmetauscherprimary fluid / water heat exchanger
3.1 – 3.43.1 - 3.4
primärer Kühlwasservorlaufprimary cooling water feed
4.1 – 4.44.1 - 4.4
primärer Kühlwasserrücklaufprimary cooling water return
55
sekundärer Kühlwasservorlaufsecondary cooling water supply
66
sekundärer Kühlwasserrücklaufsecondary cooling water return
77
Förderpumpefeed pump
88th
sekundärer Wasser/Wasser-Wärmetauschersecondary water / water heat exchanger
99
tertiärer Vorlauftertiary flow
1010
tertiärer Ablauftertiary process
1111
Kühlturmcooling tower
1212
Zwischenbehälterintermediate container
1313
Kühlwasser-SammelbehälterCooling water collection tank
1414
PapierherstellungsprozessPapermaking process
1515
Förderpumpefeed pump
1616
Ventilatorfan
1717
Förderpumpefeed pump
1818
Förderpumpefeed pump
1919
FrischwasserzufuhrFresh water supply

Claims (5)

Kühlsystem zur Abführung überschüssiger Prozess- und/oder Maschinenwärme aus einer Papier- oder Kartonmaschine mit: 1.1 mindestens einem geschlossenen primären Kühlkreislauf (3.1, 4.1; 3.2, 4.2; 3.3, 4.3; 3.4, 4.4) (Primärkreislauf), welcher überschüssige Wärme ableitet, 1.2 je Primärkreislauf (3.1, 4.1; 3.2, 4.2; 3.3, 4.3; 3.4, 4.4) mindestens einem primären Fluid/Wasser-Wärmetauscher (2.1 – 2.4) zur Übertragung der Wärme auf mindestens einen geschlossenen sekundären Kühlkreislauf (5, 6) (Sekundärkreislauf), und 1.3 im sekundären Kühlkreislauf (5, 6) mindestens einem sekundären Wasser/Wasser-Wärmetauscher (8), zur Übertragung der Wärme des sekundären Kühlkreislaufes (5, 6) (Sekundärkreislaufes) an einen tertiären Kühlwasserstrang mit Kühlwasservorlauf (9) und Kühlwasserablauf (10) der Papier- oder Kartonmaschine.Cooling system for removing excess process and / or machine heat from a paper or board machine comprising: 1.1 at least one closed primary cooling circuit ( 3.1 . 4.1 ; 3.2 . 4.2 ; 3.3 . 4.3 ; 3.4 . 4.4 ) (Primary circuit), which dissipates excess heat, 1.2 per primary circuit ( 3.1 . 4.1 ; 3.2 . 4.2 ; 3.3 . 4.3 ; 3.4 . 4.4 ) at least one primary fluid / water heat exchanger ( 2.1 - 2.4 ) for the transfer of heat to at least one closed secondary cooling circuit ( 5 . 6 ) (Secondary circuit), and 1.3 in the secondary cooling circuit ( 5 . 6 ) at least one secondary water / water heat exchanger ( 8th ), for transferring the heat of the secondary cooling circuit ( 5 . 6 ) (Secondary circuit) to a tertiary cooling water line with cooling water inlet ( 9 ) and cooling water drain ( 10 ) of the paper or board machine. Kühlsystem gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkreislauf (3.1, 4.1; 3.2, 4.2; 3.3, 4.3; 3.4, 4.4) Öl als Wärmeträger aufweist.Cooling system according to the preceding claim 1, characterized in that the primary circuit ( 3.1 . 4.1 ; 3.2 . 4.2 ; 3.3 . 4.3 ; 3.4 . 4.4 ) Has oil as a heat transfer medium. Kühlsystem gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass der tertiäre Kühlwasserstrang mit Kühlwasservorlauf (9) und Kühlwasserablauf (10) Teil eines Kühlwasserkreislaufes (Tertiärkreislauf) ist, über einen Kühlturm (11) verfügt und die überschüssige Wärme an die Umgebungsluft abgibt.Cooling system according to one of the preceding claims 1-2, characterized in that the tertiary cooling water line with cooling water supply ( 9 ) and cooling water drain ( 10 ) Is part of a cooling water circuit (tertiary circuit), via a cooling tower ( 11 ) and dissipates the excess heat to the ambient air. Kühlsystem gemäß dem voranstehenden Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der tertiäre Kühlwasserkreislauf (9, 10) einen Kühlwasser-Sammelbehälter (12) aufweist, über den das Kühlwasser dem Kühlturm (11) und gegebenenfalls dem Fertigungsprozess zugeführt wird.Cooling system according to the preceding claim 3, characterized in that the tertiary cooling water circuit ( 9 . 10 ) a cooling water collecting container ( 12 ), over which the cooling water the cooling tower ( 11 ) and optionally supplied to the manufacturing process. Kühlsystem, gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 3–4, dadurch gekennzeichnet, dass der tertiäre Kühlwasserkreislauf (9, 10) zwischen dem Kühlturm (11) und dem sekundären Wärmetauscher (8) über einen Zwischenbehälter (12) verfügt.Cooling system according to one of the preceding claims 3-4, characterized in that the tertiary cooling water circuit ( 9 . 10 ) between the cooling tower ( 11 ) and the secondary heat exchanger ( 8th ) via an intermediate container ( 12 ).
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