DE3501584A1

DE3501584A1 - Einrichtung an der trockenpartie von papiermaschinen

Info

Publication number: DE3501584A1
Application number: DE19853501584
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr. Graz Kappel; Reinhard Dr. Pinter; Friedrich Dipl.-Ing. Schweinzer
Original assignee: Andritz AG
Current assignee: Andritz AG
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1985-08-14
Also published as: ATA42784A; FI850393A0; AT382176B; FI72548B; GB8503307D0; IT8519445A0; FR2559514A1; FI72548C; IT1183227B; FR2559514B1; GB2155164B; GB2155164A; FI850393L; SE8500594L; SE8500594D0; SE465041B

Description

Patentanwälte

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Maschinenfabrik Andritz Actiengesellschaft, A-8045 Graz, Statteggerstraße 18 Einrichtung an der Trockenpartie von Papiermaschinen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an der Trockenpartie von Papiermaschinen, bestehend aus Trockenzylinder und über diesen geführte Hochtemperaturhaube(n),wobei der Trockenzylinder mit im Kesselhaus erzeugtem Frischdampf beaufschlagt und die Hochtemperaturhaube(η) mit Blasluft versorgt wird.

Diese Einrichtung hat den Zweck, durch Nutzung des Energieinhaltes der Abluft einer Trocknungsanlage den Energienutzungsgrad zu verbessern.

Es ist bekannt und derzeit üblich, bei Hochtemperaturhauben die Abluft nach einer Frischlufterwärmung mit ca. 150-250⁰C an die Atmosphäre abzugeben. Das im Trockenzylinder anfallende Kondensat wird normalerweise in zwei Stufen auf Umgebungsdruck entspannt und ins Kesselhaus geführt. Der Dampf für die Zylinderbeheizung wird im Kesselhaus hergestellt. Nachteilig ist, daß bei der Entspannung des Kondensates eine große Menge Entspannungsdampf entsteht, der in einem Kondensator mit Kühlwasser niedergeschlagen werden muß. Der Energieinhalt dieses Dampfes geht dabei verloren. Das entspannte Kondensat wird mittels einer Speisewasserpumpe vom Umgebungsdruck auf den Dampfdruck bzw. Kesseldruck verdichtet und anschließend im Kessel verdampft. Dazu ist ein hoher Energieeinsatz nötig. Der Energieinhalt des Dampfes wird anschließend in der Trocknungsanlage zur Trocknung verwendet. Der Wasserdampf in der Abluft besitzt noch einen relativ großen Energieinhalt, der derzeit größtenteils durch Abgabe in die Atmosphäre verloren geht.

Ferner wurde nach der AT-PS 374 214 vorgeschlagen, die Restwärme bei Papiermaschinendunsthauben mittels einer Wärmepumpe zu nutzen. Hierbei wird

ein Kompressor-Turbinenaggregat verwendet, bei dem der Kompressor an die Abluftleitung angeschlossen ist und der Hochdruckteil über Wärmetauscher mit der Turbine in Verbindung steht und die Differenzleistung durch Fremdantrieb aufgebracht wird. Diese Einrichtung trifft auf den Anmeldungsgegenstand nicht zu, weil es sich hier um eine Dunsthaube mit einer Ablufttemperatur von 80⁰C handelt.

Schließlich sind aus der DE-OS 30 03 718 ein Verfahren und eine Anordnung zur Papier- bzw. Zeil stofftrocknung bekannt, bei denen direkt mit überhitztem Dampf getrocknet wird. Der installierte Wärmetauscher ist hiebei als Dampfüberhitzer ausgebildet und der durch den Verdichter gehende Dampfstrom wird anschließend als Kondensat abgeführt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, in der Trockenpartie von Papiermaschinen, die mit Frischdampf versorgte Trockenzylinder und Hochtemperaturhauben mit Blasluft aufweisen, den Energieinhalt der Abluft zu nutzen und dadurch den Primärenergieeinsatz für die Trocknung zu verringern und gleichzeitig eine in bestehende Anlagen einbaubare Einrichtung zu erstellen. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß dem Trockenzylinder in an sich bekannter Weise ein Dampfabscheider zur Trennung des Abdampfes nachgeschaltet ist, wobei einerseits der Dampfabscheider mit einer Schlupfdampfleitung und über einen Verdichter mit der Zuführungsleitung zu dem Trockenzylinder verbunden ist, und anderseits die Kondensatleitung des Dampfabscheiders über den Wärmetauscher mit der Schlupfdampfleitung verbunden ist, und daß von der Hochtemperaturhaube eine Abluftleitung zu dem Wärmetauscher und einem weiteren Wärmetauscher geführt ist und an diese Wärmetauscher eine Leitung zum Zuführen von erwärmter Frischluft zur Hochtemperaturhaube angeschlossen ist. Es wird also in den Abluftstrom ein Wärmetauscher zur Energierückgewinnung eingeschaltet, in dem Druckkondensat verdampft wird. Das im Trockenzylinder anfallende Kondensat wird auf dem entsprechenden Druckniveau in den Abluftwärmetauscher geführt, wo es durch den Energieinhalt der Abluft verdampft. Anschließend wird der Dampf mittels eines Kompressors auf Zylinderdampfdruck verdichtet. Eine weitere Variante besteht darin, daß das Kondensat vor der Verdampfung im Abluftwärmetauscher mittels einer Pumpe bereits auf den Zylinderdruck gebracht wird. Die Erfindung basiert somit auf dem Gedanken der Nutzung des Wärmeinhaltes der Abluft zur Dampferzeugung; der War-

metauscher ist ein mit heißer Abluft beheizter Dampferzeuger; der durch den Verdichter gehende Dampfstrom wird hier auf das nötige Druckniveau gebracht und zusammen mit Frischdampf wieder der Maschine zugeführt, wodurch größere Frischdampfmengen gespart werden.

Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einrichtung zur Energienutzung der Trockenpartie, Fig. 2 Variante von Fig. 1, Fig. 3 Einrichtung ohne mechanische Verdichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird für die Trockenpartie einer Papiermaschine eine Hochtemperaturhaube 1 verwendet, die um einen Trockenzylinder 2 gelagert ist. Um den Trockenzylinder 2 wird die zu trocknende Papierbahn geführt und durch den Dampf der Trockenzylinder 2 erwärmt, wobei die in der Materialbahn enthaltene Feuchtigkeit durch die in der Hochtemperaturhaube 1 eingebrachte erwärmte Blasluft aufgenommen und abgeführt wird. Zur Nutzung der sonst verlorengegangenen Abwärme wird die erfindungsgemäße Einrichtung nachgeschaltet. Ober die Frischdampfleitung 3 kommt der im Kesselhaus erstellte Frischdampf zu einem Reduzierventil 4 und mittels einer Zuführungsleitung 5 zu Heizzwecken in den Trockenzylinder 2. Aus dem Trockenzylinder 2 führt die Kondensatleitung 6 zu einem ersten Dampfabscheider 19. Von hier wird der Restdampf zur zusätzlichen Trocknung über die Schlupfdampfleitung 20 zum Kompressor 21 geführt, der mit einem Motor 22 angetrieben wird. Das Kondensat des Dampfabscheiders 19 geht dann über ein Abzweigstück 30 und eine Reduzierung 31 zu einem weiteren Dampfabscheider 25. Hierbei wird über eine Entspannungsdampfleitung 26 der Restdampf in einen Kondensator 29 geleitet, mittels Kühlwasser 33 abgekühlt und als Kondensat verwendet. Weiters wird das Wasser bzw. Kondensat vom Dampfabscheider 25 über eine Kessel speiseleitung 27 und eine Pumpe 28 zum Kesselhaus gefördert. Vom Abzweigstück 30 kommt über eine Kondensatleitung 24 das Kondensat zum Wärmetauscher 14, der durch von der Hochtemperaturhaube 1 abgeführte Luft über eine Abluftleitung 10 erwärmt wird. Schließlich wird das nun verdampfte Kondensat aus dem Wärmetauscher 14 zum T-Stück 32 und somit zur Zuführungsleitung 5 durch eine Druckleitung 23 gebracht.

Die Abluft aus der Hochtemperaturhaube 1 wird nach Abgabe der Energie in dem Abluft-Wärmetauscher 14 zu einem weiteren Frischluft-Wärmetauscher 15 mit einer Abluftleitung 10 geführt und hernach durch ein Abluftgebläse 18 ins Freie gefördert. Die durch ein Gebläse 17 und eine Frischluftleitung 16 angesaugte Luft wird im Wärmetauscher 15 erwärmt und über eine Luftleitung 13 über ein weiteres Gebläse 12 in die Brennkammer 8 gedruckt und auf die Blaslufttemperatur erhitzt. Eine Zuluftleitung 9 mündet in die Brennkammer 8. Die so erwärmte Luft kommt als Blasluft über eine Blasluftleitung 7 in die Hochtemperaturhaube 1. Eine Umluftleitung 11 ist zwischen der Abluftleitung 10 und der Luftleitung 13 zwischengeschaltet und erhöht die Temperatur für die Blasluft.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Variante der Einrichtung, wobei die gleichen Bezugszeichen gelten. Der Unterschied besteht darin, daß der Kompressor 21 vor dem T-Stück 32 in der Schlupfdampfleitung 20 angeordent ist. Es ist zwar eine Pumpe 34 in der Kondensatleitung 24 erforderlich, jedoch wird der Druck des Kondensates vor der Verdampfung im Albuftwärmetauscher 14 bereits auf den Zylinderdruck erhöht und somit die Energieaufnahme im Kompressor 21 verringert.

Schließlich ist in Fig. 3 eine Variante ohne mechanische Verdichtung aufgezeigt, wobei hier wiederum die Unterschiede zur Fig. 1 hervorgehoben werden. Vom Dampfabscheider 19 kommt über die Schlupfdampfleitung 20 der Restdampf nun direkt in den Dampfstrahl verdichter bzw. Thermokompressor 35 und in die Zuführungsleitung 5.

Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß eine geringere Menge an Entspannungsdampf anfällt, der niedergeschlagen werden muß. Die Kühlwassermenge reduziert sich daher stark. Der Energiebedarf zur Erreichung des Zylinderdruckes wird durch die Verdampfung unter Druck stark reduziert. Weiters werden durch die Dampferzeugung im System die Leitungsverluste des Kondensates und des Frischdampfes durch die geringere Menge herabgesetzt.

Der größte Vorteil liegt aber im stark herabgesetzten Energieeinsatz, der für die Trocknung erforderlich ist und bisher durch Primärenergie erzeugt werden mußte. Ferner darf nicht vergessen werden, daß durch die besser ausgenützte Abluft die Umwelt geringer belastet wird.

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung an der Trockenpartie von Papiermaschinen, bestehend aus Trockenzylinder und über diesen geführte Hochtemperaturhaubefri), wobei der Trockenzylinder mit im Kesselhaus erzeugtem Frischdampf beaufschlagt und die Hochtemperaturhaube(n) mit Blasluft versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trockenzylinder (2) in an sich bekannter Weise ein Dampfabscheider (19) zur Trennung des Abdampfes nachgeschaltet ist, wobei einerseits der Dampfabscheider (19) mit einer Schlupfdampfleitung (20) und über einen Verdichter (21) mit der Zuführungsleitung (5) zu dem Trockenzylinder (2) verbunden ist, und anderseits die Kondensatleitung (24) des Dampfabscheiders (19) über einen Wärmetauscher (14) mit der Schlupfdampfleitung (20) verbunden ist, und daß von der Hochtemperaturhaube (1) eine Abluftleitung (10) zu dem Wärmetauscher (14) und einem weiteren Wärmetauscher (15) geführt ist und an diesen Wärmetauscher (15) eine Leitung zum Zuführen von erwärmter Frischluft zur Hochtempera tu rhaube (1) angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (21) vor oder nach der Zuführungsstelle des verdampften Kondensates angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Verdichters (21) vor einem T-Stück (32) in die Kondensatleitung (24) eine Pumpe (34) zwischengeschaltet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfdampfleitung (20) zu einem Dampfstrahl verdichter (35) geführt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abluftleitung (10) und einer Luftleitung (13) vom Wärmetauscher (15) eine Umluftleitung (11) angeordnet ist.