EP2329077A1 - Heizsystem zur behandlung einer faserstoffbahn - Google Patents

Heizsystem zur behandlung einer faserstoffbahn

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Publication number
EP2329077A1
EP2329077A1 EP09781157A EP09781157A EP2329077A1 EP 2329077 A1 EP2329077 A1 EP 2329077A1 EP 09781157 A EP09781157 A EP 09781157A EP 09781157 A EP09781157 A EP 09781157A EP 2329077 A1 EP2329077 A1 EP 2329077A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
steam
group
heating system
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09781157A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Dauner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2329077A1 publication Critical patent/EP2329077A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/20—Waste heat recovery
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/022—Heating the cylinders
    • D21F5/028—Heating the cylinders using steam
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders

Definitions

  • the invention relates to a heating system for treating a fibrous web, in particular paper, board or tissue web, with one or more heating groups, each comprising one or more heating stages, each containing one or more steam-heated drying cylinders. It also relates to a machine for producing and / or treating a fibrous web, in particular paper, board or tissue web, with one or more dry sections, each of which comprises one or more such heating systems.
  • One or more heating systems of this kind may for example be associated with the dryer section of a paper and / or coater.
  • 1 shows a schematic representation of the first heating group 10 of a conventional heating system viewed in the web running direction L.
  • the broth steam 12 from the second heating stage or group 14, viewed in the direction of web travel L is directed to the first heating group 10 at a lower pressure level, which is associated with or arranged downstream of the latter in the vapor flow direction F.
  • Mixture with live steam 18 produces mixed steam (heating steam) 20, which is used to heat the drying cylinder (s) 22-30 of the first heating group 10 viewed in the web running direction L.
  • first heating group 10 which is the last group in the heating system
  • the Restbrüdendampf 33 from one of the first heating group 10 associated or downstream separator 32 is passed into a vapor condenser 34 and with cooling water. completely condensed. The condensate is subsequently returned to the separator 32 assigned to the first heating group 10.
  • steam and condensate from the second heating group 14 are fed to the separator 16 assigned or connected downstream of the second heating group 14. Condensate from the two separators 16 and 32 is discharged into a condensate collection tank.
  • the first heating group 10 associated or downstream separator 32 is supplied via a line 38, steam, condensate and air, for example, leakage air to flanges.
  • the residual vapor 33 coming from the separator 32 and supplied to the vapor condenser 34 may contain an air / vapor mixture.
  • the drying cylinders 22 - 28 are acted upon by control valves 42 with pneumatic control with mixed steam 20, which are each controlled via a pressure regulator 44.
  • an air separator 40 is provided between the vapor condenser 34 and the separator 32.
  • a pressure control valve 48 with pneumatic control which can be controlled again via a pressure regulator 46, serves to set the operating parameter of a vacuum pump 50, wherein the operating parameter may be, for example, the pressure Pv. Alternatively, a speed control can be provided.
  • the separator 32 there is no stratification air / steam, since no air is sucked out.
  • a disadvantage of such known heating systems is that the residual steam is no longer used.
  • the energy contained therein is transferred in the vapor condenser 34 to the cooling water 36 and is thus lost. Heat energy in the steam is no longer used economically. This results in a relatively high consumption of cooling water.
  • the invention has for its object to provide an improved heating system of the type mentioned, in which the heat energy in the residual steam used economically and correspondingly less live steam is needed.
  • the residual vapor is expediently removed from one of the last heating stage or group assigned or downstream separator.
  • a steam jet pump is provided for compressing the residual steam, the residual steam in the steam jet pump preferably being compressed with live steam.
  • a mechanical compressor may alternatively be provided in particular.
  • the drying cylinder (s) of the last heating stage or group can be heated with mixed steam, the residual broth steam passing through Compression is compressed to the pressure of the mixture vapor and assigned to this.
  • vacuum pumps are provided for discharging non-condensable gases which penetrate into the heating system under vacuum from the separator assigned to the last heating stage.
  • the temperature of the drying cylinder generally increases in the web running direction.
  • the heating system is in particular also designed so that in each heating stage of a heating group pressure is reduced and according to the flow direction of the heating steam is opposite to the web running direction. This applies in particular to heating groups connected in series.
  • the heating system can advantageously be designed so that steam of a respective heating group or stage is completely recirculated in the manner of a thermocompressor system.
  • the heating system is designed such that, in the manner of a cascade system, steam of a respective preceding heating group or stage is used in a respective subsequent heating group or stage.
  • the vapor pressure level of a subsequent heating group or stage is lower than that of respective preceding heating group or stage.
  • these heating groups or stages do not necessarily have to be next to each other spatially.
  • the heating steam can be passed, for example, from the fourth heating group directly into the first heating group. This may be useful in this example if the temperature in the second and third heating group is higher than that in the fourth heating group and the temperature of the first heating group is lower than that in the fourth heating group.
  • Means are preferably provided to produce by mixing the Brüdendampfes from the penultimate heating stage or group of the heating system with live steam mixture steam (heating steam) for heating the last heating stage or group.
  • the machine according to the invention for producing and / or treating a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, is characterized in that it comprises one or more dry sections, each comprising one or more heating systems according to the invention.
  • At least one drying section is provided, each with only one heating system according to the invention.
  • all dry sections can each have only one such heating system according to the invention.
  • At least one drying section is provided with a plurality of independent heating systems according to the invention. It is thus possible for the residual-charge steam, which remains after the first heating stage or group at the beginning of the respective drying section in the drying process, to be compressed by means of, for example, a jet pump or a mechanical compressor and fed back into the system, whereby its thermal energy is utilized. which leads to the reduction of the live steam demand.
  • the residual vapor can be compressed by compression to the pressure of the mixture vapor.
  • the missing live steam can be supplied.
  • the non-condensable gases which penetrate into the system under vacuum can be continuously removed from the separator assigned to the first heating stage or arranged downstream by means of the vacuum pumps.
  • the heating system according to the invention and the machine according to the invention thus bring, inter alia, the advantage that the consumption of live steam is reduced by the use of the residual steam of the family, which entails a corresponding reduction of the energy costs.
  • the cooling water consumption is reduced.
  • the invention can be used, for example, in the dry sections of a paper and / or coater, which can comprise, for example, a pre-blank section, a surface finishing station comprising, for example, a size press and / or a coater, a post-dryer section, a coater, and a further after-dryer section.
  • the invention is applicable, for example, to a thermocompressor system or to a cascade system.
  • the heating system is used Heating the drying cylinders with steam. It may comprise one or more heating groups, each of which may have one or more heating stages. A respective heating stage may comprise one or more drying cylinders.
  • a drying section, for example pre-drying section or after-dryer section may comprise one or more heating systems according to the invention.
  • the dry sections each comprise exactly one heating system according to the invention.
  • the temperature of the drying cylinder increases substantially in the web running direction. Consequently, the flow direction of the heating steam is opposite to the web running direction, since pressure is reduced in each heating stage.
  • Fig. 1 is a simplified schematic representation of in
  • Web running direction regards first heating group of a conventional heating system
  • Fig. 2 is a simplified schematic representation of in
  • FIG. 3 is a simplified schematic representation of in
  • Fig. 4 is a simplified schematic representation of in
  • FIG. 5 shows a simplified schematic representation of a paper and / or coating machine with a pre-drying section, a surface finishing station comprising, for example, a size press and / or a coating unit, a post-dryer section, a coating unit and a further after-dryer section.
  • the heating system is used for example for the treatment of a fibrous web, in particular paper, board or tissue web and comprises one or more heating groups, each comprising one or more heating stages, each containing one or more steam-heated drying cylinders.
  • the first heating group 52 comprises, for example, three heating stages 54-58.
  • the first two comprise the first Heating stages 54, 56, for example, only one drying cylinder 60 and 62, while the third heating stage 58 in the present case, for example, two drying cylinders 64 and 66 includes.
  • Means are provided for compressing the residual vapor steam 68 remaining after the last heating stage or group 52 of the heating system, viewed in the flow direction F of the steam or heating steam, and returning it to the heating system.
  • the residual vapor steam 68 is removed from one of the last heating stage or group 52 associated or downstream separator 70.
  • a steam jet pump 72 may be provided for the thermal compression of the residual vapor steam 68.
  • the residual steam 78 can be compressed in the steam jet pump 72, in particular with live steam.
  • a mechanical compressor 74 may also be provided for compressing the residual-charge steam 68.
  • the drying cylinder (s) 60 - 66 of the last heating stage or group 52 can be heated with mixed steam 76.
  • the residual vapor steam 68 can be compressed by compression to the pressure of the mixture vapor 76 and supplied thereto.
  • the Restbrüdendampf (68) can also by compression on the
  • Non-condensable gases entering the vacuum heating system can optionally be removed via one or more vacuum pumps 78 from the separator 70 assigned to the last heating stage or group 52.
  • the temperature of the drying cylinders 60 - 66, 80 in the web running direction L can generally increase.
  • the required extraction of air may, for example, take place to a condenser 86 and / or via a line 88 leading to the vacuum pump or pumps 78. Between the condenser 86 and the separator 70, an air separator 87 may be provided.
  • FIG. 3 shows, in a simplified schematic representation, a first heating group 52, viewed in the direction of web travel L, of a comparable exemplary embodiment of the thermal compressor system. used inventive heating system in which steam of a heating group is fully recirculated.
  • this first heating group 52 again comprises, for example, three heating stages 54-58.
  • a steam jet pump 72 or a mechanical compressor 74 can again be provided.
  • the required air extraction can, for example, be made again to the condenser 86 and / or via the line 88 leading to the vacuum pump or pumps 78. Between the condenser 86 and the separator 70, an air separator 87 may again be provided.
  • FIG. 4 shows, in a simplified schematic representation, the first heating group 52, viewed in the web running direction L, of a comparable exemplary embodiment of the heating system applied to a cascade system according to the invention.
  • the first heating group 52 again comprises three heating stages 54-58.
  • a steam-jet pump 72 or a mechanical compressor 74 can again be provided in the present case.
  • the required air extraction for example, again to a condenser 86 and / or via a line 88, which leads to the one or more vacuum pumps 78. Between the condenser 86 and the separator 70, an air separator 87 may again be provided. On the right side of Fig. 4, the remaining in the first heating group 52 in the other elements are further specified.
  • the residual-charge steam 68 can in each case be compressed again by compression to the pressure of the mixed steam 76 and supplied thereto.
  • the residual-charge steam 68 can also be compressed by compression to the pressure of the mixture steam in the respective supply lines to the heating stages 56 and / or 54 and supplied thereto only or additionally thereto.
  • FIG. 5 shows, in a simplified schematic representation, a paper and / or coater 90 with a pre-drying section 92, as seen in the web running direction L, a surface finishing station 94, for example a size press and / or a coater, a post-dryer section 96, a coater 98 and another night dryer section 100.
  • the pre-drying section 92 comprises, for example, four heating groups, the after-dryer section 96, for example two heating groups, and the further after-drying section 100, for example a heating group.
  • the first heating group (heating group 1) can have three heating stages (HS1 .1-HS1.3)
  • the second heating group (heating group 2) can have two heating levels (HS2.1, HS2.2)
  • the third heating level group (heating group 3) for example, two heating levels (HS3.1, HS3.2)
  • the fourth heating group (heating group 4) for example, a heating level (HS4.1)
  • the night dryer section 96 associated fifth heating group (heating group 5) for example, three heating levels (HS5 .1 - HS5.3)
  • the sixth heating group (heating group 6) also assigned to the after-dryer section 96, for example two heating stages (HS6.1, HS6.2)
  • the seventh heating group (heating group 7) assigned to the further after-dryer section 100 for example three heating stages (HS7.1 -
  • one or more of the drying sections formed by the pre-drying section 92 and the after-drying sections 96, 100 can each be assigned one or more heating systems according to the invention, the respective drying sections preferably being provided in each case only with such a heating system according to the invention.
  • the vapor pressure in the pre-drying section 92 in the web running direction L initially rises generally from the first drying stage HS1 .1 to the next-to-last drying stage HS3.2, whereas it starts from the penultimate drying stage HS3. 2 until the last dry stage HS4.1 falls again slightly.
  • the heating group 1 is followed by a lower pressure and temperature level.
  • the vapor pressure generally increases from the first drying stage HS5.1 to the last drying stage HS6.2. The same applies to the vapor pressure curve in the after-dryer section 100.
  • the dry content of the paper web within a respective drying section decreases from 92 to 100 the first drying stage continuously up to the last drying stage.
  • the drying cylinders are each designated 80.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Bei einem Heizsystem zur Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer oder mehreren Heizgruppen, die jeweils eine oder mehrere Heizstufen (54-58) umfassen, die jeweils eine oder mehrere Heizstufen umfassen, die jeweils einen oder mehrere mit Dampf beheizte Trockenzylinder (60-66, 80) enthalten, sind Mittel (72, 74) vorgesehen, um den Restbrüdendampf, der nach der in Fließrichtung des Dampfes betrachtet letzten Heizstufe oder -gruppe des Heizsystems übrig bleibt, zu komprimieren und in das Heizsystem zurückzuführen.

Description

Heizsystem zur Behandlung einer Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft ein Heizsystem zur Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer oder mehreren Heizgruppen, die jeweils eine oder mehrere Heizstufen umfassen, die jeweils einen oder mehrere mit Dampf beheizte Trockenzylinder enthalten. Sie betrifft ferner eine Maschine zur Herstellung und/ oder Be- handlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer oder mehreren Trockensektionen, die jeweils ein oder mehrere solche Heizsysteme umfassen.
Ein oder mehrere Heizsysteme dieser Art können beispielsweise der Tro- ckenpartie einer Papier- und/ oder Streichmaschine zugeordnet sein. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die in Bahnlaufrichtung L betrachtet erste Heizgruppe 10 eines herkömmlichen Heizsystems. Dabei wird der Brüdendampf 12 aus der in Bahnlaufrichtung L betrachtet zweiten Heizstufe bzw -gruppe 14 nach einem dieser zugeordneten bzw. nachgeordne- ten Abscheider 16 in die in Dampffließrichtung F betrachtet darauffolgende erste Heizgruppe 10 mit niedrigerem Druckniveau geleitet. Durch Vermischen mit Frischdampf 18 entsteht Gemischdampf (Heizdampf) 20, der zum Beheizen des bzw. der Trockenzylinder 22 - 30 der in Bahnlaufrichtung L betrachtet ersten Heizgruppe 10 verwendet wird. Nach dieser in Bahnlaufrichtung L betrachtet ersten Heizgruppe 10, bei der es sich um die letzte Gruppe im Heizsystem handelt, wird der Restbrüdendampf 33 aus einem der ersten Heizgruppe 10 zugeordneten oder nachgeordneten Abscheider 32 in einen Brüdenkondensator 34 geleitet und mit Kühlwas- ser 36 vollständig kondensiert. Das Kondensat wird anschließend in den der ersten Heizgruppe 10 zugeordneten Abscheider 32 zurückgeleitet.
Wie aus der Fig. 1 erkennbar, wird dem der zweiten Heizgruppe 14 zuge- ordneten bzw. nachgeschalteten Abscheider 16 Dampf und Kondensat aus der zweiten Heizgruppe 14 zugeführt. Kondensat aus den beiden Abscheidern 16 und 32 wird in einen Kondensatsammelbehälter abgeführt. Dem der ersten Heizgruppe 10 zugeordneten bzw. nachgeschalteten Abscheider 32 wird über eine Leitung 38 Dampf, Kondensat und Luft, beispielsweise Leckageluft an Flanschen, zugeführt. Der aus dem Abscheider 32 stammenden, dem Brüdenkondensator 34 zugeführte Restbrüdendampf 33 kann ein Luft/ Dampf-Gemisch enthalten. Die Trockenzylinder 22 - 28 werden über Regelventile 42 mit pneumatischer Ansteuerung mit Gemischdampf 20 beaufschlagt, die jeweils über einen Druckregler 44 ange- steuert werden. Zwischen dem Brüdenkondensator 34 und dem Abscheider 32 ist ein Luftabscheider 40 vorgesehen. Ein wieder über einen Druckregler 46 ansteuerbares Druckregelventil 48 mit pneumatischer Ansteuerung dient der Einstellung des Betriebsparameters einer Vakuumpumpe 50, wobei es sich bei dem Betriebsparameter beispielsweise um den Druck Pv handeln kann. Alternativ kann auch eine Drehzahlregelung vorgesehen sein. Im Abscheider 32 liegt keine Schichtung Luft/ Dampf vor, da keine Luft abgesaugt wird.
Ein Nachteil solcher bekannter Heizsysteme besteht darin, dass der Restbrüdendampf nicht weiter verwendet wird. Die darin enthaltene Energie wird im Brüdenkondensator 34 auf das Kühlwasser 36 übertragen und ist damit verloren. Wärmeenergie im Dampf wird nicht mehr wirtschaftlich genutzt. Es ergibt sich ein relativ hoher Verbrauch an Kühlwasser. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Heizsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Wärmeenergie im Restbrüdendampf wirtschaftlich genutzt und entsprechend weniger Frischdampf benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Mittel vorgesehen sind, um den Restbrüdendampf, der nach der in Fließrichtung des Dampfes betrachtet letzten Heizstufe oder -gruppe des Heizsystems übrig bleibt, zu komprimieren und in das Heizsystem zurückzuführen.
Aufgrund dieser Ausbildung wird Primärenergie bei der Beheizung der Trockenzylinder eingespart. Die Wärmeenergie im Restbrüdendampf wird auf optimale Weise wirtschaftlich genutzt, womit weniger Frischdampf benötigt wird. Die Energiekosten werden somit insgesamt deutlich redu- ziert. Zudem wird auch der Kühlwasserverbrauch verringert.
Der Restbrüdendampf wird zweckmäßigerweise aus einem der letzten Heizstufe bzw. -gruppe zugeordneten bzw. nachgeordneten Abscheider abgeführt.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems ist zur Komprimierung des Restbrüdendampfes eine Dampfstrahlpumpe vorgesehen, wobei der Restbrüdendampf in der Dampfstrahlpumpe vorzugsweise mit Frischdampf verdichtet wird.
Zur Komprimierung des Restbrüdendampfes kann alternativ insbesondere auch ein mechanischer Verdichter vorgesehen sein.
Bevorzugt sind der bzw. die Trockenzylinder der letzten Heizstufe oder - gruppe mit Gemischdampf beheizbar, wobei der Restbrüdendampf durch Verdichtung auf den Druck des Gemischdampfes komprimiert und diesem zugeordnet wird.
Dabei ist vorteilhafterweise fehlender Frischdampf über eine Frischdampf- leitung zuführbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform sind Vakuumpumpen vorgesehen, um in das unter Vakuum stehende Heizsystem eindringende nicht kondensierbare Gase aus dem der letzten Heizstu- fe zugeordneten Abscheider abzuführen.
Bei einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems steigt die Temperatur der Trockenzylinder in Bahnlaufrichtung allgemein an.
Zweckmäßigerweise ist das Heizsystem insbesondere auch so ausgeführt, dass in jeder Heizstufe einer Heizgruppe Druck abgebaut wird und entsprechend die Fließrichtung des Heizdampfes zur Bahnlaufrichtung entgegengesetzt ist. Dies gilt insbesondere bei in Reihe geschalteten Heiz- gruppen.
Das Heizsystem kann vorteilhafterweise so ausgeführt sein, dass nach Art eines Thermokompressorsystems Dampf einer jeweiligen Heizgruppe oder -stufe vollständig in dieser rezirkuliert wird.
Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform ist das Heizsystem so ausgeführt, dass nach Art eines Kaskadensystems Dampf einer jeweiligen vorangehenden Heizgruppe oder -stufe in einer jeweiligen nachfolgenden Heizgruppe oder -stufe verwendet wird. Das Dampfdruckniveau einer nachfolgenden Heizgruppe oder -stufe ist dabei niedriger als das der jeweiligen vorangehenden Heizgruppe oder -stufe. Je nach gewünschtem Dampfdruck- bzw. Temperaturprofil entlang einer Trockensektion müssen diese Heizgruppen oder -stufen räumlich nicht unbedingt nebeneinander liegen. Der Heizdampf kann beispielsweise von der vierten Heizgruppe direkt in die erste Heizgruppe geleitet werden. Dies kann in diesem Beispiel dann zweckmäßig sein, wenn die Temperatur in der zweiten und dritten Heizgruppe höher ist als die in der vierten Heizgruppe und die Temperatur der ersten Heizgruppe niedriger ist als die in der vierten Heizgruppe.
Bevorzugt sind Mittel vorgesehen, um durch Vermischen des Brüdendampfes aus der vorletzten Heizstufe oder -gruppe des Heizsystems mit Frischdampf Gemischdampf (Heizdampf) zum Beheizen der letzten Heizstufe bzw. -gruppe zu erzeugen.
Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung und/ oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine oder mehrere Trockensektionen umfasst, die jeweils ein oder mehrere erfindungsgemäße Heizsysteme um- fassen.
Bevorzugt ist zumindest eine Trockensektion mit jeweils nur einem erfindungsgemäßen Heizsystem vorgesehen. Dabei können insbesondere alle Trockensektionen jeweils nur ein solches erfindungsgemäßes Heizsystem aufweisen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist zumindest eine Trockensektion mit mehreren unabhängigen erfindungsgemäßen Heizsystemen vorgesehen. Es kann also der Restbrüdendampf, der nach der in Bahnlaufrichtung ersten Heizstufe bzw. -gruppe am Anfang der jeweiligen Trockensektion im Trocknungsprozess übrig bleibt, mittels beispielsweise einer Strahlpumpe oder eines mechanischen Verdichters komprimiert und in das System zurückgeführt werden, wodurch dessen thermische Energie genutzt wird, was zur Verminderung des Frischdampfbedarfs führt. Der Restbrüdendampf kann durch Verdichtung auf den Druck des Gemischdampfes komprimiert werden. Über die Frischdampfleitung kann der fehlende Frischdampf zugeführt werden. Die in das unter Vakuum stehende Sys- tem eindringenden nicht kondensierbaren Gase können dabei ständig aus dem der ersten Heizstufe zugeordneten bzw. nachgeordneten Abscheider mittels der Vakuumpumpen abgeführt werden.
Aufgrund der Wiederverwendung des Restbrüdendampfes muss im Be- trieb weniger oder sogar nicht mehr gekühlt werden, wodurch sich der Kühlwasserbedarf verringert.
Das erfindungsgemäße Heizsystem bzw. die erfindungsgemäße Maschine bringen also unter anderem den Vorteil mit sich, dass durch die Verwen- düng des Restbrüdendampfes der Verbrauch von Frischdampf gesenkt wird, was eine entsprechende Verringerung der Energiekosten mit sich bringt. Zudem wird der Kühlwasserverbrauch reduziert.
Die Erfindung ist beispielsweise in den Trockensektionen einer Papier- und/ oder Streichmaschine anwendbar, die beispielsweise eine Vortro- ckenpartie, eine beispielsweise eine Leimpresse und/ oder ein Streichaggregat umfassende Oberflächenveredelungsstation, eine Nachtrockenpartie, ein Streichaggregat und eine weitere Nachtrockenpartie umfassen kann. Die Erfindung ist beispielsweise auf ein Thermokompressorsystem oder auf ein Kaskadensystem anwendbar. Das Heizsystem dient der Be- heizung der Trockenzylinder mit Dampf. Es kann eine oder mehrere Heizgruppen umfassen, die jeweils eine oder mehrere Heizstufen aufweisen können. Eine jeweilige Heizstufe kann einen oder mehrere Trockenzylinder umfassen. Eine Trockensektion, beispielsweise Vortrockenpartie oder Nachtrockenpartie, kann eine oder mehrere Heizsysteme gemäß der Erfindung umfassen. Vorzugsweise umfassen die Trockensektionen jeweils genau ein erfindungsgemäßes Heizsystem. Die Temperatur der Trockenzylinder steigt im Wesentlichen in Bahnlaufrichtung. Demzufolge ist die Fließrichtung des Heizdampfes der Bahnlaufrichtung entgegengesetzt, da in jeder Heizstufe Druck abgebaut wird.
Es sind insbesondere die beiden folgenden Arten von Heizsystemen denkbar, auf die die Erfindung vorteilhaft angewandt werden kann:
- Thermokompressorsystem, bei dem Dampf einer Heizgruppe oder
-stufe vollständig rezirkuliert,
Kaskadensystem, bei dem Dampf einer Heizgruppe oder -stufe in der nächsten Heizgruppe bzw. -stufe verwendet wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung der in
Bahnlaufrichtung betrachtet ersten Heizgruppe eines herkömmlichen Heizsystems,
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung der in
Bahnlaufrichtung betrachtet ersten Heizgruppe einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemä- ßen Heizsystems, Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung der in
Bahnlaufrichtung betrachtet ersten Heizgruppe einer beispielhaften Ausführungsform des auf ein Thermo- kompressorsystem angewandten erfindungsgemäßen
Heizsystems,
Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung der in
Bahnlaufrichtung betrachtet ersten Heizgruppe einer beispielhaften Ausführungsform des auf ein Kaskadensystem angewandten erfindungsgemäßen Heizsystems und
Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Pa- pier- und/ oder Streichmaschine mit einer Vortrocken- partie, einer beispielsweise eine Leimpresse und/ oder ein Streichaggregat umfassenden Oberflächenveredelungsstation, einer Nachtrockenpartie, einem Streichaggregat und einer weiteren Nachtrockenpartie.
Fig. 2 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung die in Bahnlaufrichtung L betrachtet erste Heizgruppe 52 einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizsystems. Das Heizsystem dient beispielsweise der Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- , Karton- oder Tissuebahn und umfasst eine oder mehrere Heizgruppen, die jeweils eine oder mehrere Heizstufen umfassen, die jeweils einen oder mehrere mit Dampf beheizte Trockenzylinder enthalten.
Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst die erste Heizgruppe 52 beispielsweise drei Heizstufen 54 - 58. Dabei umfassen die beiden ersten Heizstufen 54, 56 beispielsweise jeweils nur einen Trockenzylinder 60 bzw. 62, während die dritte Heizstufe 58 im vorliegenden Fall beispielsweise zwei Trockenzylinder 64 und 66 umfasst.
Es sind Mittel vorgesehen, um den Restbrüdendampf 68, der nach der in Fließrichtung F des Dampfes bzw. Heizdampfes bzw. Frischdampfes betrachtet letzten Heizstufe oder -gruppe 52 des Heizsystems übrig bleibt, zu komprimieren und in das Heizsystem zurückzuführen.
Der Restbrüdendampf 68 wird aus einem der letzten Heizstufe bzw. - gruppe 52 zugeordneten oder nachgeordneten Abscheider 70 abgeführt.
Es kann beispielsweise zur thermischen Komprimierung des Restbrüdendampfes 68 eine Dampfstrahlpumpe 72 vorgesehen sein. Dabei kann der Restbrüdendampf 68 in der Dampfstrahlpumpe 72 insbesondere mit Frischdampf verdichtet werden. Zur Komprimierung des Restbrüdendampfes 68 kann jedoch beispielsweise auch ein mechanischer Verdichter 74 vorgesehen sein.
Der bzw. die Trockenzylinder 60 - 66 der letzten Heizstufe oder -gruppe 52 können mit Gemischdampf 76 beheizbar sein. Der Restbrüdendampf 68 kann durch Verdichtung auf den Druck des Gemischdampfes 76 komprimiert und diesem zugeführt werden.
Der Restbrüdendampf (68) kann aber auch durch Verdichtung auf den
Druck des Gemischdampfes in den jeweiligen Zuleitungen zu den Heizstufen 56 und/ oder 54 komprimiert und lediglich diesen oder zusätzlich diesen zugeführt werden. In das unter Vakuum stehende Heizsystem eindringende nicht kondensierbare Gase können optional über eine oder mehrere Vakuumpumpen 78 aus dem der letzten Heizstufe oder -gruppe 52 zugeordneten oder nachgeordneten Abscheider 70 abgeführt werden.
Wie sich insbesondere auch aus der Fig. 5 ergibt, kann die Temperatur der Trockenzylinder 60 - 66, 80 in Bahnlaufrichtung L allgemein ansteigen.
Da in jeder Heizstufe 54 - 58 (vgl. auch Fig. 5) einer Heizgruppe Druck abgebaut wird, ist entsprechend die Fließrichtung F des Heizdampfes bei in Reihe geschalteten Heizgruppen zur Bahnlaufrichtung L entgegengesetzt.
Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, ergibt sich im Abscheider 70 eine Luft/ Dampfgemisch-Schichtung. Kondensat aus dem Abscheider 70 wird einem Kondensatsammelbehälter 84 zugeführt.
Auf der rechten Seite der Fig. 2 sind die in der ersten Heizgruppe 52 im übrigen noch enthaltenen Elemente näher bezeichnet.
Die erforderliche Absaugung von Luft kann beispielsweise zu einem Kondensator 86 und/ oder über eine Leitung 88 erfolgen, die zu der oder den Vakuumpumpen 78 führt. Zwischen dem Kondensator 86 und dem Ab- scheider 70 kann ein Luftabscheider 87 vorgesehen sein.
Fig. 3 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine in Bahnlaufrichtung L betrachtet erste Heizgruppe 52 einer vergleichbaren beispielhaften Ausführungsform des auf ein Thermokompressorsystem ange- wandten erfϊndungsgemäßen Heizsystems, bei dem Dampf einer Heizgruppe vollständig rezirkuliert wird.
Auch im vorliegenden Fall umfasst diese erste Heizgruppe 52 beispielswei- se wieder drei Heizstufen 54 - 58. Zur Komprimierung des Restbrüdendampfes 68 aus dem Abscheider 70 kann auch wieder eine Dampfstrahlpumpe 72 oder ein mechanischer Verdichter 74 vorgesehen sein.
Die erforderliche Luftabsaugung kann beispielsweise wieder zum Konden- sator 86 und/ oder über die Leitung 88 erfolgen, die zu der oder den Vakuumpumpen 78 führt. Zwischen dem Kondensator 86 und dem Abscheider 70 kann wieder ein Luftabscheider 87 vorgesehen sein.
Auf der rechten Seite der Fig. 3 sind wieder die in der letzten Heizgruppe 52 im übrigen noch enthaltenen Elemente näher bezeichnet.
Fig. 4 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung die in Bahnlaufrichtung L betrachtet erste Heizgruppe 52 einer vergleichbaren beispielhaften Ausführungsform des auf ein Kaskadensystem angewandten er- findungemäßen Heizsystems. Dabei umfasst die erste Heizgruppe 52 auch im vorliegenden Fall beispielsweise wieder drei Heizstufen 54 - 58. Zur Komprimierung des Restbrüdendampfes 68 vom Abscheider 70 kann auch im vorliegenden Fall insbesondere wieder eine Dampfstrahlpumpe 72 oder ein mechanischer Verdichter 74 vorgesehen sein.
Die erforderliche Luftabsaugung kann beispielsweise wieder zu einem Kondensator 86 und/ oder über eine Leitung 88 erfolgen, die zu der oder den Vakuumpumpen 78 führt. Zwischen dem Kondensator 86 und dem Abscheider 70 kann wieder ein Luftabscheider 87 vorgesehen sein. Auf der rechten Seite der Fig. 4 sind die in der ersten Heizgruppe 52 im übrigen noch enthaltenen Elemente näher bezeichnet.
Auch bei den beiden Ausführungsformen gemäß der Fig. 3 und 4 kann der Restbrüdendampf 68 jeweils wieder durch Verdichtung auf den Druck des Gemischdampfes 76 komprimiert und diesem zugeführt werden.
Der Restbrüdendampf 68 kann aber auch durch Verdichtung auf den Druck des Gemischdampfes in den jeweiligen Zuleitungen zu den Heizstu- fen 56 und/ oder 54 komprimiert und lediglich diesen oder zusätzlich diesen zugeführt werden.
Die in den Figuren enthaltenen Druckwerte sind ebenso wie die jeweilige Anzahl von Heizstufen und Trockenzylinder innerhalb der ersten Heizgruppe 52 rein beispielhaft.
Fig. 5 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine Papier- und/oder Streichmaschine 90 mit, in Bahnlaufrichtung L betrachtet, ei- ner Vortrockenpartie 92, einer beispielsweise eine Leimpresse und/ oder ein Streichaggregat umfassenden Oberflächenveredelungsstation 94, einer Nachtrockenpartie 96, einem Streichaggregat 98 und einer weiteren Nachtrockenpartie 100.
Wie anhand der Fig. 5 zu erkennen ist, umfasst die Vortrockenpartie 92 beispielsweise vier Heizgruppen, die Nachtrockenpartie 96 beispielsweise zwei Heizgruppen und die weitere Nachtrockenpartie 100 beispielsweise eine Heizgruppe. Dabei kann die erste Heizgruppe (Heizgruppe 1) beispielsweise drei Heizstufen (HSl .1 - HSl .3), die zweite Heizgruppe (Heiz- gruppe 2) beispielsweise zwei Heizstufen (HS2.1 , HS2.2), die dritte Heiz- gruppe (Heizgruppe 3) beispielsweise zwei Heizstufen (HS3.1 , HS3.2), die vierte Heizgruppe (Heizgruppe 4) beispielsweise eine Heizstufe (HS4.1), die der Nachtrockenpartie 96 zugeordnete fünfte Heizgruppe (Heizgruppe 5) beispielsweise drei Heizstufen (HS5.1 - HS5.3), die ebenfalls der Nachtro- ckenpartie 96 zugeordnete sechste Heizgruppe (Heizgruppe 6) beispielsweise zwei Heizstufen (HS6.1 , HS6.2) und die der weiteren Nachtrockenpartie 100 zugeordnete siebte Heizgruppe (Heizgruppe 7) beispielsweise drei Heizstufen (HS7.1 - HS7.3) umfassen. Dabei kann einem oder mehreren der durch die Vortrockenpartie 92 und die Nachtrockenpartien 96, 100 gebildeten Trockensektionen jeweils ein oder mehrere erfindungsgemäße Heizsysteme zugeordnet sein, wobei die betreffenden Trockensektionen vorzugsweise jeweils nur mit einem solchen erfindungsgemäßen Heizsystem versehen sind. Es kann beispielsweise auch zumindest eine Trockensektion mit mehreren unabhängigen erfindungsgemäßen Heizsyste- men vorgesehen sein.
Wie dem mittleren Teil der Fig. 5 entnommen werden kann, steigt der Dampfdruck in der Vortrockenpartie 92 in Bahnlaufrichtung L von der ersten Trockenstufe HSl .1 bis zur vorletzten Trockenstufe HS3.2 zu- nächst allgemein an, während er von der vorletzten Trockenstufe HS3.2 bis zur letzten Trockenstufe HS4.1 wieder etwas abfällt. Im Falle eines Kaskadensystems ist der Heizgruppe 4 die Heizgruppe 1 mit niedrigerem Druck- und Temperaturniveau nachgeschaltet. In der Nachtrockenpartie 96 steigt der Dampfdruck von der ersten Trockenstufe HS5.1 bis zur letz- ten Trockenstufe HS6.2 allgemein an. Dasselbe trifft auf den Dampfdruckverlauf in der Nachtrockenpartie 100 zu.
Wie sich aus dem unteren Teil der Fig. 5 ergibt, nimmt der Trockengehalt der Papierbahn innerhalb einer jeweiligen Trockensektion 92 - 100 von der jeweils ersten Trockenstufe bis zur jeweils letzten Trockenstufe kontinuierlich zu.
In der Fig. 5 sind die Trockenzylinder jeweils mit 80 bezeichnet.
Bezugszeichenliste
10 erste Heizgruppe
12 Brüdendampf
14 zweite Heizgruppe
16 Abscheider
18 Frischdampf,
20 Gemischdampf, Heizdampf
22 Trockenzylinder
24 Trockenzylinder
26 Trockenzylinder
28 Trockenzylinder
30 Trockenzylinder
32 Abscheider
33 Restbrüdendampf
34 Brüdenkondensator
36 Kühlwasser
38 Leitung
40 Luftabscheider
42 Regelventil
44 Druckregler
46 Druckregler
48 Regelventil
50 Vakuumpumpe
52 erste Heizgruppe
54 Heizstufe
56 Heizstufe
58 Heizstufe
60 Trockenzylinder
62 Trockenzylinder 64 Trockenzylinder
66 Trockenzylinder
68 Restbrüdendampf
70 Abscheider
72 Dampfstrahlpumpe
74 mechanischer Verdichter
76 Gemischdampf
78 Vakuumpumpe
80 Trockenzylinder
84 Kondensatsammelbehälter
86 Kondensator
87 Luftabscheider
88 Leitung
90 Papier- und/ oder Streichmaschine
92 Vortrockenpartie
94 Oberflächenveredelungsstation
96 Nachtrockenpartie
98 Streichaggregat
100 Nachtrockenpartie
F Fließrichtung des Heizdampfes bzv
L Bahnlaufrichtune

Claims

Patentansprüche
1. Heizsystem zur Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer oder mehreren Heizgruppen, die jeweils eine oder mehrere Heizstufen (54-58) umfassen, die jeweils einen oder mehrere mit Dampf beheizte Trockenzylinder (60-66, 80) enthalten, dadurch geke nnze ichne t, dass Mittel (72, 74) vorgesehen sind, um den Restbrüdendampf (68), der nach der in Fließrichtung (F) des Dampfes betrachtet letzten Heizstufe oder -gruppe (54 bzw.52) des Heizsystems übrig bleibt, zu komprimieren und in das Heizsystem zurückzuführen.
2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch geke nnze ichne t, dass der Restbrüdendampf (68) aus einem der letzten Heizstufe bzw. -gruppe (54 bzw.52) zugeordneten oder nachgeordneten Abscheider
(70) abgeführt wird.
3. Heizsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geke nnze ichne t, dass zur Komprimierung des Restbrüdendampfes (68) eine Dampfstrahlpumpe (72) vorgesehen ist, wobei der Restbrüdendampf in der Dampfstrahlpumpe vorzugsweise mit Frischdampf verdichtet wird.
4. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass zur Komprimierung des Restbrüdendampfes (68) ein mechanischer Verdichter (74) vorgesehen ist.
5. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass der bzw. die Trockenzylinder (60-66, 80) der letzten Heizstufe oder -gruppe (54 bzw.52) mit Gemischdampf (76) beheizbar sind und dass der Restbrüdendampf (68) durch Verdichtung auf den
Druck des Gemischdampfes (76) komprimiert und diesem zugeführt wird.
6. Heizsystem nach Anspruch 5, dadurch geke nnze ichne t, dass fehlender Frischdampf über eine Frischdampfleitung zuführbar ist.
7. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass eine oder mehrere Vakuumpumpen (78) vorgesehen sind, um in das unter Vakuum stehende Heizsystem eindringende nicht kondensierbare Gase aus dem der letzten Heizstufe oder -gruppe (54 bzw.52) zugeordneten oder nachgeordneten Abscheider (78) abzu- führen.
8. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass die Temperatur der Trockenzylinder (60-66, 80) in Bahnlauf- richtung (L) allgemein ansteigt.
9. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass in jeder Heizstufe (54-58) einer Heizgruppe Druck abgebaut wird und entsprechend die Fließrichtung (F) des Heizdampfes zur
Bahnlaufrichtung (L) entgegengesetzt ist.
10. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass nach Art eines Thermokompressorsystems Dampf einer jeweiligen Heizgruppe oder -stufe (54 bzw.52) vollständig in dieser rezirkuliert wird.
11. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass nach Art eines Kaskadensystems Dampf einer jeweiligen vorangehenden Heizgruppe oder -stufe in einer jeweiligen nachfolgenden Heizgruppe oder -stufe verwendet wird.
12. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke nnze ichne t, dass Mittel vorgesehen sind, um durch Vermischen des Brüdendampfes aus der vorletzten Heizstufe oder -gruppe des Heizsystems mit Frischdampf Gemischdampf zum Beheizen der letzten Heizstufe bzw. -gruppe (54 bzw.52) zu erzeugen.
13. Maschine zur Herstellung und/ oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer o- der mehreren Trockensektion (92-100), die jeweils ein oder mehrere Heizsysteme gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfassen.
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch geke nnze ichne t, dass zumindest eine Trockensektion (92-100) mit jeweils nur einem Heizsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist.
15. Maschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch geke nnze ichne t, dass zumindest eine Trockensektion (92-100) mit mehreren unabhängigen Heizsystemen nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist.
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