EP2721212A1 - Verfahren und system zur wärmerückgewinnung in einer trockenpartie einer maschine zur herstellung einer materialbahn - Google Patents

Verfahren und system zur wärmerückgewinnung in einer trockenpartie einer maschine zur herstellung einer materialbahn

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Publication number
EP2721212A1
EP2721212A1 EP12730448.3A EP12730448A EP2721212A1 EP 2721212 A1 EP2721212 A1 EP 2721212A1 EP 12730448 A EP12730448 A EP 12730448A EP 2721212 A1 EP2721212 A1 EP 2721212A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
heat exchanger
condensate
exhaust air
heat
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Withdrawn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
EP12730448.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Popp
Roland Mulzer
Guido Bruns
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 EP2721212A1 publication Critical patent/EP2721212A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • D21F5/18—Drying webs by hot air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the invention relates to a method for heat recovery in a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web at least with a heated drying cylinder and by means of at least one high-temperature drying element with hot air under Accumulation of an exhaust air stream is dried; wherein at least a portion of the waste heat of the exhaust air stream is supplied to a arranged in the exhaust air stream of the high-temperature drying element evaporation system for generating steam for at least one steam consumer via at least one heat exchanger.
  • the invention further relates to a system for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a paper, board or tissue web.
  • Drying sections comprising at least one drying cylinder which can be heated by steam and at least one high-temperature drying element which is designed and arranged to at least indirectly apply hot air to the fibrous web are previously known from the prior art in different embodiments.
  • the steam / condensate mixture produced by steam in the drying cylinder is fed to at least one condensate separator, the steam from the condensate separator being fed to the live steam or a live steam or high pressure steam mixture and at least a portion of the condensate from the condensate separator downstream of at least one drying cylinder to a heat exchanger is supplied in the exhaust air stream of the high-temperature drying element.
  • the Condensate is heated in this case and absorbs the energy of the exhaust air.
  • Such a method or such a device is known for example from the publication AT 506 077 B1.
  • a method and an apparatus for heat recovery in a dryer section of a paper machine wherein the paper web is dried with a steam-heated drying cylinder and a hot-air-acted high-temperature hood.
  • the exhaust steam from the steam system is fed to a steam separator.
  • a portion of the condensate from the steam separator is recycled in a separate circuit via a heat exchanger to the same and single steam separator and fed to the condensate through the heat exchanger heat from the exhaust air of the high-temperature drying element.
  • This embodiment was based on the object to provide a comparison with the previous state of the art improved and easier controllable heat recovery process.
  • a condensate separator is understood to mean a device which is suitable for separating steam from condensate.
  • steam separator or separator For these other names are used, such as steam separator or separator.
  • the invention has for its object to improve a method and apparatus for heat recovery over the prior art, so that the offered energy of the exhaust air flow of the at least one high-temperature drying element is used thermodynamically at the highest possible level.
  • the object of the invention is achieved by the features of claims 1 and 10. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
  • a steam consumer is understood to mean a device to which steam is to be supplied for operation. This can be carried out with condensate return or free of condensate return.
  • a steam consumer free from condensate recirculation means a steam consumer to whom the steam is merely discharged, whereby the condensate accumulating in the respective application is released to the environment and is not collected.
  • Such steam consumers are, for example, steam humidifiers which apply steam to the fibrous web in the end region of the dryer section or steam blower boxes.
  • Under treated feed water is water, especially fresh water, river water or sea water, etc understood or a mixture of these, which has been subjected to at least one treatment process, ie at least partially desalted and / or degassed and / or descaled or a combination of these.
  • the advantage of the solution according to the invention is the provision of steam for at least one steam consumer, who himself must have no independent condensate return or treatment, with optimal utilization of the waste heat from the exhaust air flow of a high-temperature drying element, such as a blast hood.
  • the provision of steam takes place with optimum utilization of the waste heat occurring in any case within the dryer section, in particular at least one exhaust air stream of a high-temperature drying element.
  • the treated feedwater or fresh water is preheated by means of waste heat from the exhaust air stream to a temperature in the range of in each case including 50 ° C to 150 ° C, preferably 80 ° C to 120 ° C.
  • the fed into the evaporation system treated feedwater or fresh water in the flow direction of the exhaust air flow thermally coupled with this after the heat engineering coupling of the evaporation system with the exhaust air stream.
  • the leadership of the evaporation system at least indirectly via the exhaust air flow in the flow direction is thus upstream of the leadership of the feed fluid to be fed in the form of treated feedwater or fresh water.
  • the majority of the energy can thus be used for heating or at least partial evaporation.
  • the leadership of the treated feedwater or fresh water in the evaporation system is carried out in a first training on at least one heat exchanger in the exhaust stream under at least partial evaporation, preferably complete evaporation.
  • Another advantage of this solution is that expensive switching and valve arrangements for additional control of the vapor pressure level can be avoided.
  • the solution according to the invention is thus characterized by a particularly simple structure. The number of components for control and / or regulation is limited to a minimum.
  • the treated feed water or fresh water fed into the evaporation system is merely heated therein.
  • This is heated in the heat exchanger to temperatures ranging from in each case including 150 ° C to 230 ° C, preferably 190 ° C to 220 ° C and then expanded after exiting the heat exchanger.
  • the heat exchanger is configured to be capable of generating steam from the output fluid passing thereinto by obtaining the required phase transition.
  • the heat exchanger can be varied be executed and the construction and design of which can be done to realize the various possibilities of steam generation.
  • the heat of a heat-emitting mass flow is transferred via at least one surface to the fluid to be evaporated.
  • a steam generator such as a steam boiler, in particular waste heat boiler.
  • a steam generator such as a steam boiler, in particular waste heat boiler.
  • downstream steam consumers steam in the form of saturated steam or superheated steam is provided.
  • the vapor present at the exit from the heat exchanger and produced from the starting fluid in the form of treated feed water or fresh water or the vapor portion of a mixture of steam and condensate is at least indirectly, i. fed directly or via further transmission paths and / or the exiting the heat exchanger exiting fluid functional elements and units.
  • the direct supply is only possible with complete evaporation under adjustment of the required, the steam consumers to be supplied steam characterizing parameters. If a mixture of steam and condensate is generated, the steam present at the outlet from the heat exchanger and produced from the starting fluid or the mixture of steam and condensate is guided at least via a condensate separation stage. This ensures that condensate contained in the steam exiting from the heat exchanger is reliably separated.
  • the steam generator means for influencing the exiting fluid in particular steam, for example in the form of pressure-influencing means may be provided.
  • these comprise at least one valve device.
  • Pressure level in the respective steam or a mixture of steam and condensate line leading to the specific needs of the application can be quickly and easily adjusted.
  • the evaporation system can be coupled to a plurality of steam consumers, with this steam being provided for the individual steam consumers with different pressure levels.
  • the steam present at the exit from the heat exchanger and produced from the starting fluid or the mixture of steam and condensate is fed to at least two or more further condensate separation stages, with the production of vapor streams of different pressure levels.
  • the individual Kondensatabscheideschen be followed for the realization of steam flows with different pressure levels in succession.
  • the condensate produced at least in the last condensate separation stage and no longer supplied to any further condensate separation stage is respectively supplied to the input for the output medium at the heat exchanger. There, this can be reheated and evaporated in a simple manner.
  • the evaporation system fluid is according to an advantageous embodiment of water, especially fresh water used, which is continuously supplied via a fresh water supply system and is fed by utilizing heat from the exhaust air stream preheated in the evaporation system.
  • water especially fresh water used
  • the pressure in the flow of the output fluid at the entrance to the heat exchanger and / or in the vapor stream or the stream of a mixture of vapor and condensate after the exit from the heat exchanger and / or between the individual Kondensatabscheideichn and / or this downstream control and / or controllable Due to the diversity of the possibilities of influencing the individual mass flows in the evaporation system, this can meet a variety of different requirements despite the simple design with minimal effort.
  • the solution according to the invention in particular with continuous supply of treated feed water or fresh water, is particularly suitable for providing steam for at least one steam consumer in the form of a steam blow unit which has no condensate return.
  • the system for heat recovery in a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web comprising at least one heatable cylinder and at least one high-temperature drying element for at least indirectly loading the material web, in particular fibrous web with hot air with an associated exhaust air system, at least one evaporation system for generating steam for at least one steam consumer, which is thermally coupled via at least one arranged in the exhaust air heat exchanger with this, characterized in that the evaporation system connected to at least one supply unit for fresh water or treated feed water is, wherein the connection is thermally coupled to the exhaust system of the high-temperature drying element.
  • Thermoelectric coupling means all possibilities of interaction between two systems to be coupled to one another, which have an influence on the heat
  • the heat technology coupling between the exhaust and the evaporation system in the flow direction in the exhaust air system considered upstream of the heat engineering coupling the connection of the evaporation system with at least one unit for fresh water or treated feedwater.
  • the starting fluid is passed before the inlet into the heat exchanger via a pre-heating device arranged in the exhaust air flow, wherein the preheating device is connected downstream of the heat exchanger in the exhaust air flow.
  • the at least one heat exchanger for heat-technical coupling between the exhaust air system and the evaporation system is designed and arranged to be suitable for at least partially evaporating it in the evaporation system via this guided fresh water or treated feed water.
  • the heat exchanger is designed as a waste heat or exhaust gas boiler, comprising means for generating steam from condensate by using exhaust air as the heat carrier.
  • the at least one heat exchanger for heat-technical coupling between the exhaust air system and the evaporation system is designed and arranged to be suitable, the only in the evaporation system via this guided fresh water or treated feed water heat.
  • the heat exchanger downstream means for relaxing the heated fresh or treated feedwater.
  • the output for steam or a mixture of steam and condensate at the heat exchanger at least one, preferably a plurality of parallel or series-connected Kondensatabscheideichn, comprising at least in each case downstream of a Kondensatabscheider whose steam outlet at least indirectly coupled to at least one steam consumer is.
  • a Kondensatabscheideichn steam and condensate can be separated from not yet completely evaporated condensate, the condensate can be fed to the heat exchanger again. Additional facilities for condensate treatment can be dispensed with.
  • steam flows with different pressure levels can be provided.
  • the coupling of the Kondensatabscheideichn with the steam consumer can, with complete evaporation directly, with only partial evaporation via at least one, preferably a plurality of parallel or in series with each other switched Kondensatabscheideichn, comprising at least one Kondensatabscheider done. About this can be separated from not yet completely evaporated condensate steam and condensate, the condensate can be fed to the heat exchanger again. Additional facilities for condensate treatment can be dispensed with. Furthermore, steam flows with different pressure levels can be provided.
  • means for influencing the streams are arranged between the outlet for condensate of a condensate separator and the heat exchanger and / or the outlet for steam or a mixture of steam and condensate on the heat exchanger and a condensate separator and / or a steam consumer.
  • the individual steam flows can thus according to the requirements for different, these decreasing consumers will be provided.
  • steam streams in particular means for pressure control and / or pressure control are arranged .
  • the individual streams, in particular vapor streams can thus be provided in accordance with the requirements for different, these decreasing consumers.
  • FIG. 1 shows a schematized, highly simplified illustration of the invention
  • FIG. 2 shows an inventive system for heat recovery according to FIG. 1 for use for steam supply for a steam consumer in a machine for producing a tissue web.
  • FIG. 1 shows, in a schematically greatly simplified representation, the basic structure and basic function of a heat recovery system 1 for a dryer section 2 of a machine not shown here in detail for producing a material web, in particular a fibrous web, in the form of a paper, board or tissue web.
  • this saturated steam ie saturated steam is generated, which can no longer absorb fluid.
  • the drying section 2 comprises at least one drying cylinder TZ, which is wrapped at least partially by a high-temperature drying element in the form of a high-temperature hood 3, forming a distance over a partial area of its outer circumference.
  • the high-temperature hood 3 serves at least indirectly for applying hot air to a fibrous web guided at least indirectly around the outer circumference of the drying cylinder TZ, ie, directly or on a covering.
  • the air system for the hot air of the high-temperature hood 3, not shown here, is preferably, but not necessarily designed as a recirculation system and usually has a circulating air blower not shown here with a subsequent gas burner for heating the circulating air carried out.
  • the circulating air which is passed through the high-temperature hood 3, circulates directly in this recirculation system.
  • circulating circulating air is partially removed via an exhaust system 5 and replaced by supply air.
  • the exhaust system 5 can be designed in various ways. This is not shown here in detail. It is crucial that at least a part, preferably the entire exhaust air LA to be discharged from the air system is guided via at least one heat exchanger W1, which is designed and designed to be suitable depending on the steam generation type, steam DW1 or at least a mixture of steam and condensate DKW1 from the output fluid AM for generating steam or at least to heat.
  • the heat exchanger W1 is preferably designed in the form of a steam generating device, wherein in this heat heat is transferred from the exhaust air LA to the output fluid AM under at least partial evaporation.
  • the heat exchanger W1 is located in the exhaust air LA.
  • the exhaust air LA is supplied via at least one input 7 to the heat exchanger W1.
  • the Output fluid AM is supplied to at least one input 10 of the heat exchanger W1, heated therein and at least partially evaporated.
  • the steam DW1 or the mixture of steam and condensate DKW1 is output at at least one output 1 1 of the heat exchanger W1.
  • FIG. 1 shows, by way of example, an embodiment for generating steam from a starting fluid AM continuously supplied to the process from the outside in the form of treated feedwater or fresh water which, after conversion and supply to a steam consumer V, is not only partially traceable.
  • Such steam consumers V in which no condensate is trappable during operation and is therefore not traceable, can be embodied, for example, in the form of a steam blow box by means of which steam D is blown directly onto a fibrous web.
  • the evaporation system 4 is supplied as output fluid AM processed feedwater or fresh water FS for generating steam from a supply unit 6, not shown in detail, which is designed and designed to be suitable to provide fresh water FS continuously.
  • the fresh water FS is preferably preheated before evaporation on the heat exchanger W1, wherein the preheating is preferably also carried out by utilizing the heat of a mass flow.
  • the heat of the exhaust air flow LA of the exhaust air system 5 is used for this purpose.
  • the output fluid AM used for generating steam, in particular fluid in the form of fresh water FS is conducted via a preheater in the form of a heat transfer device 9.
  • the exhaust air flow LA is guided via the heat transfer device 9.
  • the heat transfer device 9 is also arranged in the exhaust air LA of the exhaust air system 5.
  • the heat exchanger W1 and the heat transfer device 9 are arranged in series in the exhaust air flow, wherein according to a particularly advantageous embodiment, the arrangement of the heat exchanger W1 of the arrangement of the heat transfer device 9 is upstream, since for preheating substantially lower amounts of heat are required, as for evaporation. Also, more heat can be removed at the heat exchanger W1 of the exhaust air LA than in the area acting as a preheater heat transfer device 9.
  • the exhaust air LA is first passed through the heat exchanger W1 and exits at the exit as exhaust air LA ' , which heat was removed for evaporation from. This has a lower energy potential than the incoming at the entrance 7 of the heat exchanger W1 exhaust air LA.
  • LA ' emerges at least at an input 12 into the heat transfer device 9 preheating at the output 13 from this as exhaust air LA " , which can be discharged into the environment.
  • the guide of the output fluid AM via the heat transfer device 9, in particular the preheater by supplying at least one input 14 and the output of the preheated output fluid AM ' at least one output 15th
  • the heat transfer device 9 is executed in the simplest case as a heat exchanger.
  • the heat technically can be brought together in operative connection media in the DC, counter or cross-current to each other.
  • the heating of the starting fluid AM takes place in dependence on the temperature of the exhaust air flow to temperatures in the range between 70 ° C and 1 10 ° C.
  • the output fluid AM ' output at the heat transfer device 9 and thus preheated is fed to the evaporation system 4 in the inlet to the heat exchanger W1.
  • the heat exchanger W1 can be designed as a steam generator.
  • the pressure in this can be controlled and / or regulated via a pump device P1 in front of the input 10.
  • a pump device P1 in front of the input 10.
  • at least one pump device P1 is arranged in the inlet for this, via which the pressure level of the incoming and the steam generation underlying preheated output fluid AM 'is set in the heat exchanger W1.
  • the heat exchanger W1 at the output 1 1 at least one Kondensatabscheideeck comprising at least one Kondensatabscheider S1 downstream.
  • the separated condensate K1 is also supplied to the heat exchanger W1 and evaporates.
  • at least one inlet 16 of the condensate separator S1 is connected to the outlet 11 for the mixture of steam and condensate DKW1 formed from the outlet fluid AM ' when it evaporates within the heat exchanger W1.
  • An outlet 18 for the condensate K1 is at least indirectly connected to the inlet 10 of the heat exchanger W1, here connected via the coupling of the supply line of the output fluid AM with the input 10 of the heat exchanger W1.
  • the condensate Due to the pressure conditions within the condensate S1, the condensate can vaporize and ascend as so-called Brüdendampf, the separated steam and the Brüdendampf then yield the steam D, which is output at the outlet 17 of the Kondensatabscheiders S1 and preferably fed directly to a steam consumer V, in particular steam blower box becomes.
  • means 19 for influencing at least one parameter characterizing the mixture, in particular for influencing the pressure are provided. These include at least one or a plurality of valve devices, in particular control and / or regulating valve devices.
  • the heat exchanger W1 can be designed as a steam generator in a first embodiment. According to a second embodiment, this merely serves to heat free from evaporation of the starting fluid.
  • the heated starting fluid in this case, after exiting the heat exchanger relaxes under the formation of steam, for which purpose the means 19 can be used.
  • the pressure in the heat exchanger W1 can be controlled and / or regulated here via a pump device P1 in front of the inlet 10.
  • a pump device P1 in front of the inlet 10.
  • at least one pump device P1 is arranged in the inlet to this, via which the pressure level of the incoming output fluid AM is set in the heat exchanger W1. If only part of the starting fluid evaporates, a mixture of steam and condensate is formed which requires further processing until the vapor content contained in it can be supplied to the steam consumer V or further.
  • the heat exchanger W1 at the output 1 1 at least one Kondensatabscheideeck comprising at least one Kondensatabscheider S1 downstream.
  • the separated condensate K1 is also supplied to the heat exchanger W1 and evaporates.
  • at least one input 16 of the condensate separator S1 is connected to the output 11 for the mixture of steam and condensate DKW1 formed from the starting fluid AM during evaporation within the heat exchanger W1.
  • An outlet 18 for the condensate K1 is at least indirectly connected to the inlet 10 of the heat exchanger W1, here connected via the coupling of the supply line of the output fluid AM with the input 10 of the heat exchanger W1.
  • means 19 for influencing at least one parameter characterizing the mixture, in particular for influencing the pressure are provided. These include at least one or one Variety of valve devices, in particular control and / or regulating valve devices.
  • the consumer V is part of a arranged between a headbox 20 and a drying cylinder TZ1 sheet forming module VAT.
  • the pulp suspension is introduced via the headbox 20 in a gap formed between bands 21 and 23 in a former 22 in the wrap area of this with a roller 24, which is followed by a drainage area.
  • the fibrous web is then guided with the belt 21 through the sheet forming module VAT to the drying cylinder TZ1.
  • the endlessly circulating belt 21 is in the form of a loop and surrounds the roller 24 with its inner circumference over a partial region of its outer circumference.
  • the band 21 further encloses with its outer periphery a portion of the outer periphery of a suctionable roller 25 of the sheet forming module VAT.
  • the belt 21 is present as a sieve belt with embossing surface. This ensures the three-dimensional structure of the fibrous web.
  • the endless circulating belt 23 encloses with a Part of its outer periphery a portion of the outer periphery of the roller 24.
  • the tape 23 is present as a wire belt and is separated after a first dewatering zone in the wrapping area with the roller 24 from the belt 21.
  • the fibrous web is then fed with the belt 21 on to a combined pressing and through-flow drying unit 26 of the sheet forming module VAT.
  • the pressing and through-flow drying unit 26 forms a prolonged drainage area in which the fibrous web is guided in the wrapping area with the besaugbaren roller 25 between two belts, the belt 21 and another, designed as a felt belt belt 28.
  • an air-permeable, endlessly circulating press belt 27 which presses the belts 21 and 28 against the outer circumference of the suctionable roller 25 under tension at least in a partial region of the wrap-around area of the suctionable roller 25.
  • a hood 29 is arranged, which acts on the guided between the belts 21 and 28 fibrous web with dry medium.
  • the throughflow drying unit is a drying unit which discharges drying medium - steam or air or a mixture - through the fibrous web.
  • the surface of the suctionable roller 25 is perforated, and in this or at the free surface area free from the belt area with the belts 21, 28, a suction device is provided for extracting the moisture-laden air.
  • the steam generated in the evaporation system 4 is now supplied to a consumer V in the form of the hood 29.
  • the steam is supplied to the hood 29 with the following parameters: pressure in the range of respectively 0.2 barg to 1.5 barg, preferably 0.4 barg to 0.8 barg and temperature in the range of each including 105 ° C to 135 ° C, preferably 1 10 ° C to 125 ° C.
  • the steam / condensate mixture K of the drying cylinder TZ is treated separately.
  • the evaporation system provided for this purpose is either free from a coupling to the evaporation system 4 or else coupled to a condensate separator in it.
  • the input 10 at the heat exchanger W1 and / or the output 1 1 for steam or a mixture of steam and condensate DKW1 on the heat exchanger W1 and a condensate S1 and / or at least one Steam consumer V means / means for influencing the steam flows to the individual steam consumers, in particular to arrange means / devices for pressure control and / or pressure control.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie (2) einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder (TZ) und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement (3) mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes (LA) getrocknet wird; wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes (LA) einem im Abluftstrom (LA) des Hochtemperatur- Trockenelementes (3) angeordneten Verdampfungssystem (4) zur Erzeugung von Dampf (D) für wenigstens einen Dampfverbraucher (V) über zumindest einen Wärmetauscher (W1) zugeführt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsfluid (AM) für die Erzeugung von Dampf (D) aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser verwendet wird, welches mittels Abwärme aus dem Abluftstrom (LA) erwärmt in das Verdampfungssystem (4) eingespeist wird und in diesem entweder zumindest teilweise unter Entstehung eines Gemisches aus Dampf und Kondensat (DKW1), vorzugsweise vollständig unter Entstehung von Dampf (D) an dem zumindest einen Wärmetauscher (W1) verdampft wird oder im Wärmetauscher (W1) erhitzt und nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher (W1) entspannt wird.

Description

Verfahren und System zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes getrocknet wird; wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes einem im Abluftstrom des Hochtemperatur-Trockenelementes angeordneten Verdampfungssystem zur Erzeugung von Dampf für wenigstens einen Dampfverbraucher über zumindest einen Wärmetauscher zugeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn.
Trockenpartien, umfassend zumindest einen mit Dampf beheizbaren Trockenzylinder und zumindest ein Hochtemperatur-Trockenelement, welches derart ausgeführt und angeordnet ist, die Faserstoffbahn zumindest mittelbar mit Heißluft zu beaufschlagen, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungen vorbekannt. Dabei wird das mit Dampf beheizbare im Trockenzylinder anfallende Dampf- /Kondensatgemisch zumindest einem Kondensatabscheider zugeführt, wobei der Dampf aus dem Kondensatabscheider dem Frischdampf oder einem Frischdampf-/ oder Hochdruckdampfgemisch zugeführt wird und zumindest ein Teil des Kondensats aus dem zumindest einem Trockenzylinder nachgeschalteten Kondensatabscheider einem Wärmetauscher im Abluftstrom des Hochtemperatur-Trockenelementes zugeführt wird. Das Kondensat wird dabei in diesem erhitzt und nimmt die Energie der Abluft auf. Ein derartiges Verfahren beziehungsweise eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift AT 506 077 B1 bekannt. In dieser wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Papiermaschine offenbart, wobei die Papierbahn mit einem dampfbeheizten Trockenzylinder und einer mit Heißluft beaufschlagten Hochtemperaturhaube getrocknet wird. Der Abdampf aus dem Dampfsystem wird einem Dampfabscheider zugeführt. Ein Teil des Kondensats aus dem Dampfabscheider wird in einem separaten Kreislauf über einen Wärmetauscher wieder an den gleichen und einzigen Dampfabscheider zurückgeführt und dem Kondensat über den Wärmetauscher Wärme aus der Abluft des Hochtemperatur- Trockenelementes zugeführt. Dieser Ausführung lag die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem vorherigen Stand der Technik verbessertes und leichter regelbares Wärmerückgewinnungsverfahren zur Verfügung zu stellen. Die Verbesserung wurde dabei darin gesehen, dass die Erwärmung des Kondensats im genannten Wärmetauscher nicht vollständig zur Verdampfung führt, da der Dampf oder auch das Dampf- /Kondensatgemisch zum genannten Kondensatabscheider zurückgeführt wird. Eine aufwendige Regelung des Kondensatflusses durch den Wärmetauscher, um die Verdampfungskapazität des Wärmetauschers zu berücksichtigen, die wiederum von einer gegebenenfalls schwankenden Ablufttemperatur abhängt, kann bei dieser Ausführung entfallen.
Unter einem Kondensatabscheider wird eine Einrichtung verstanden, die geeignet ist, Dampf von Kondensat zu trennen. Für diese werden auch andere Namen verwendet, wie Dampfabscheider oder Separator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der zur Wärmerückgewinnung gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern, sodass die angebotene Energie des Abluftstroms des wenigstens einen Hochtemperatur-Trockenelementes thermodynamisch auf höchstmöglichem Niveau genutzt wird. Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes getrocknet wird; wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes einem im Abluftstrom des Hochtemperatur-Trockenelementes angeordneten Verdampfungssystem zur Erzeugung von Dampf für wenigstens einen Dampfverbraucher über zumindest einen Wärmetauscher zugeführt wird; ist dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsfluid für die Erzeugung von Dampf aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser verwendet wird, welches mittels Abwärme aus dem Abluftstrom vorerwärmt in das Verdampfungssystem eingespeist wird und in diesem entweder zumindest teilweise unter Entstehung eines Gemisches aus Dampf und Kondensat, vorzugsweise vollständig unter Entstehung von Dampf an dem zumindest einen Wärmetauscher verdampft wird oder im Wärmetauscher erhitzt und nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher entspannt wird.
Unter einem Dampfverbraucher wird eine Einrichtung verstanden, welcher Dampf zur Funktionsweise zuzuführen ist. Diese kann mit Kondensatrückführung oder frei von einer Kondensatrückführung ausgeführt sein. Unter einem Dampfverbraucher frei von einer Kondensatrückführung wird ein Dampfverbraucher verstanden, an welchem der Dampf lediglich ausgegeben wird, wobei das bei der jeweiligen Anwendung anfallende Kondensat an die Umgebung abgegeben und nicht aufgefangen wird. Derartige Dampfverbraucher sind beispielsweise Dampfbefeuchter, welche Dampf auf die Faserstoffbahn im Endbereich der Trockenpartie aufbringen oder Dampfblaskästen. Unter aufbereitetem Speisewasser wird Wasser, insbesondere Frischwasser, Flusswasser oder Meerwasser e.t.c. oder ein Gemisch aus diesen verstanden, das zumindest einem Aufbereitungsprozess unterzogen wurde, d.h. zumindest teilweise entsalzt und/oder entgast und/oder entkalkt oder eine Kombination aus diesen wurde.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Bereitstellung von Dampf für zumindest einen Dampfverbraucher, der selbst über keine eigenständige Kondensatrückführung oder Aufbereitung verfügen muss, unter optimaler Ausnutzung der Abwärme aus dem Abluftstrom eines Hochtemperatur- Trockenelementes, beispielsweise einer Blashaube. Die Dampfbereitstellung erfolgt unter optimaler Ausnutzung der ohnehin innerhalb der Trockenpartie anfallenden Abwärme, insbesondere zumindest eines Abluftstromes eines Hochtemperatur-Trockenelementes.
Um dem Abluftstrom möglichst viel Energie zu entziehen, wird dieser zusätzlich zur Erwärmung des aufbereiteten Speise- oder Frischwassers vor Einspeisung in das Verdampfungssystem genutzt. Das aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser wird dazu mittels Abwärme aus dem Abluftstrom auf eine Temperatur im Bereich von jeweils einschließlich 50°C bis 150°C, vorzugsweise 80°C bis 120°C vorerwärmt.
Zur optimalen Energieausnutzung wird das in das Verdampfungssystem einzuspeisende aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser in Strömungsrichtung des Abluftstromes wärmetechnisch mit diesem nach der wärmetechnischen Kopplung des Verdampfungssystems mit dem Abluftstrom gekoppelt. Die Führung des Verdampfungssystems wenigstens mittelbar über den Abluftstrom in Strömungsrichtung erfolgt damit der Führung des einzuspeisenden Ausgangsfluids in Form von aufbereiteten Speisewasser oder Frischwasser vorgeordnet. Der Hauptanteil der Energie kann somit zur Erhitzung beziehungsweise zumindest teilweisen Verdampfung genutzt werden. Die Führung des aufbereiteten Speisewassers oder Frischwassers im Verdampfungssystem erfolgt in einer ersten Ausbildung über zumindest einen Wärmetauscher im Abluftstrom unter zumindest teilweiser Verdampfung, vorzugsweise vollständiger Verdampfung. Durch die Verdampfung im Wärmetauscher ist eine wesentlich geringere Menge an Ausgangsfluid in Form von aufbereitetem Speisewasser oder Frischwasser zur Erzeugung der gleichen Dampfmenge erforderlich als bei den bekannten Lösungen. Aufgrund der bereits im Wärmetauscher erfolgenden Verdampfung und der geringeren erforderlichen Menge an Speisewasser wird ein wesentlich geringerer Druck am Eintritt für das Speisewasser in diesen benötigt, wodurch der erforderliche Energiebedarf für die im Zulauf zum Wärmetauscher angeordneten Pumpen erheblich reduziert werden kann. Geringe erforderliche Drücke erhöhen die Betriebssicherheit. Ferner können Investitionskosten eingespart werden, da die Auslegung der einzelnen Komponenten nur auf die geringeren einzustellenden Drücke erfolgen muss.
Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass aufwendige Schalt- und Ventilanordnungen zur zusätzlichen Steuerung des Dampfdruckniveaus vermieden werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist damit durch einen besonders einfachen Aufbau charakterisiert. Die Anzahl der Komponenten zur Steuerung und/oder Regelung beschränkt sich auf ein Minimum.
Erfolgt die Führung über den zumindest einen Wärmetauscher gemäß einer zweiten Ausbildung frei von einer Verdampfung, wird das in das Verdampfungssystem eingespeiste aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser in diesem lediglich erhitzt. Dabei wird dieses im Wärmetauscher auf Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 150°C bis 230°C, vorzugsweise 190°C bis 220°C erhitzt und anschließend nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher entspannt. Der Wärmetauscher ist derart ausgebildet, geeignet zu sein, aus dem über diesen geführten Ausgangsfluid Dampf durch Erzielung des erforderlichen Phasenüberganges zu erzeugen. Der Wärmetauscher kann verschiedenartig ausgeführt sein und der Aufbau und Auslegung dessen kann zur Realisierung der unterschiedlichsten Möglichkeiten der Dampferzeugung erfolgen. Vorzugsweise wird die Wärme eines wärmeabgebenden Massenstromes über zumindest eine Oberfläche auf das zu verdampfende Fluid übertragen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst dieser einen Dampferzeuger wie einen Dampfkessel, insbesondere Abhitzekessel. In Abhängigkeit der Erfordernisse der dem Wärmetauscher zumindest mittelbar, d.h. direkt oder über weitere Übertragungselemente nachgeordneten Dampfverbraucher wird Dampf in Form von Sattdampf oder überhitzen Dampf bereitgestellt.
Vorzugsweise wird der am Ausgang aus dem Wärmetauscher vorliegende und aus dem Ausgangsfluid in Form von aufbereiteten Speisewasser oder Frischwasser erzeugte Dampf oder der Dampfanteil eines Gemisches aus Dampf und Kondensat wenigstens einem Dampfverbraucher zumindest mittelbar, d.h. direkt oder über weitere Übertragungswege und/oder das aus dem Wärmetauscher austretende Fluid beeinflussende Funktionselemente und Einheiten zugeführt.
Die direkte Zufuhr ist nur bei vollständiger Verdampfung unter Einstellung der erforderlichen, den einem Dampfverbraucher zuzuführenden Dampf charakterisierenden Parametern möglich. Wird ein Gemisch aus Dampf und Kondensat erzeugt, wird der am Ausgang aus dem Wärmetauscher vorliegende und aus dem Ausgangsfluid erzeugte Dampf oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat zumindest über eine Kondensatabscheidestufe geführt. Dadurch wird sichergestellt, dass noch im aus dem Wärmetauscher austretenden Dampf enthaltenes Kondensat sicher abgeschieden wird.
In der Verbindung des Ausganges aus dem Wärmetauscher oder dem nachgeordneten Kondensatabscheider zum Dampferzeuger können Mittel zur Beeinflussung des austretenden Fluids, insbesondere Dampfes, beispielsweise in Form von Druck beeinflussenden Mittel vorgesehen werden. Diese umfassen im einfachsten Fall zumindest eine Ventileinrichtung. Über diese kann das Druckniveau in der jeweiligen Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat führenden Leitung an die konkreten Erfordernisse des Einsatzfalles schnell und einfach angepasst werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist das Verdampfungssystem mit einer Mehrzahl von Dampfverbrauchern koppelbar, wobei mit diesem für die einzelnen Dampfverbraucher Dampf mit unterschiedlichem Druckniveau bereitgestellt wird. Dazu wird der am Ausgang aus dem Wärmetauscher vorliegende und aus dem Ausgangsfluid erzeugte Dampf oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat zumindest zwei oder mehreren weiteren Kondensatabscheidestufen unter Erzeugung von Dampfströmen unterschiedlicher Druckniveaus zugeführt. Dadurch können Dampfströme für unterschiedliche Dampfverbraucher mit unterschiedlichen Anforderungen an die Parameter des bereitzustellenden Dampfes in einem Gesamtsystem mit einfachen Mitteln bereitgestellt und diesen zugeführt werden.
In vorteilhafter Weise werden die einzelnen Kondensatabscheidestufen zur Realisierung von Dampfströmen mit unterschiedlichem Druckniveau nacheinander durchlaufen. Denkbar ist es jedoch auch, diese parallel anzuordnen und zu durchlaufen, wobei dann der am Wärmetauscher ausgegebene Dampf oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat in entsprechender Weise auf die einzelnen parallelen Zweige aufgeteilt werden muss.
Gemäß einer Weiterentwicklung einer Ausführung mit zumindest einer oder mehreren Kondensatabscheidestufen wird das zumindest in der letzten Kondensatabscheidestufe anfallende und keiner weiteren Kondensatabscheidestufe mehr zugeführte Kondensat jeweils dem Eingang für Ausgangsmedium am Wärmetauscher zugeführt. Dort kann dieses auf einfache Art und Weise erneut erhitzt und verdampft werden.
Als separat und kontinuierlich dem Verdampfungssystem zuzuführendes Fluid wird gemäß einer vorteilhaften Ausführung Wasser, insbesondere Frischwasser verwendet, das über ein Frischwasserversorgungssystem kontinuierlich bereitgestellt wird und unter Ausnutzung von Wärme aus dem Abluftstrom vorerwärmt in das Verdampfungssystem eingespeist wird. In besonders vorteilhafter Weise ist der Druck im Strom des Ausgangsfluids am Eingang zum Wärmetauscher und/oder im Dampfstrom oder dem Strom eines Gemisches aus Dampf und Kondensat nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher und/oder zwischen den einzelnen Kondensatabscheidestufen und/oder diesen nachgeordnet Steuer- und/oder regelbar. Durch die Vielfältigkeit der Möglichkeiten der Beeinflussung der einzelnen Massenströme im Verdampfungssystem kann dieses trotz einfacher Ausführung mit geringstem Aufwand einer Vielzahl von unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung, insbesondere mit kontinuierlicher Zufuhr von aufbereitetem Speisewasser oder Frischwasser eignet sich in besonders vorteilhafter Weise zur Bereitstellung von Dampf für zumindest einen Dampfverbraucher in Form einer Dampfblaseinheit, die keine Kondensatrückführung besitzt. Vorrichtungsmäßig ist das System zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend zumindest einen beheizbaren Zylinder und wenigstens ein Hochtemperatur- Trockenelement zur zumindest mittelbaren Beaufschlagung der Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn mit Heißluft mit einem diesem zugeordneten Abluftsystem, zumindest einem Verdampfungssystem zur Erzeugung von Dampf für wenigstens einen Dampfverbraucher, welches über zumindest einen im Abluftsystem angeordneten Wärmetauscher mit diesem wärmetechnisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfungssystem mit zumindest einer Bereitstellungseinheit für Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser verbunden ist, wobei die Verbindung wärmetechnisch mit dem Abluftsystem des Hochtemperatur-Trockenelementes gekoppelt ist. Unter wärmetechnischer Kopplung werden alle Möglichkeiten der Wechselwirkung zwischen zwei miteinander zu koppelnden Systemen verstanden, welche einen Einfluss auf die Wärmekapazität der einzelnen Systeme haben, wie beispielsweise Wärmeüber- und Wärmedurchgänge, Wärmespeicherung e.t.c.
Zur optimalen Ausnutzung der über den Abluftstrom bereitstellbaren Wärme ist die wärmetechnische Kopplung zwischen dem Abluft- und dem Verdampfungssystem in Strömungsrichtung im Abluftsystem betrachtet der wärmetechnischen Kopplung der Verbindung des Verdampfungssystems mit zumindest einer Bereitstellungseinheit für Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser vorgeordnet. Dazu wird das Ausgangsfluid vor dem Einlauf in den Wärmetauscher über eine im Abluftstrom angeordnete Vorerwärmungseinrichtung geführt, wobei die Vorerwärmungseinrichtung dem Wärmetauscher im Abluftstrom nachgeschaltet ist.
Bezüglich der Dampferzeugung unter Ausnutzung von Abwärme aus dem Abluftsystem bestehen grundsätzlich folgende Möglichkeiten:
Gemäß einer ersten Ausführung ist der zumindest eine Wärmetauscher zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftsystem und Verdampfungssystem derart ausgeführt und angeordnet, geeignet zu sein, das im Verdampfungssystem über diesen geführte Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser zumindest teilweise zu verdampfen. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist dazu der Wärmetauscher als Abhitze- beziehungsweise Abgaskessel ausgeführt, umfassend Mittel zur Dampferzeugung aus Kondensat unter Ausnutzung von Abluft als Wärmeträger. Bezüglich der Vorteile wird auf die Ausführungen zum Verfahrensanspruch verwiesen.
Gemäß einer zweiten Ausbildung ist der zumindest eine Wärmetauscher zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftsystem und Verdampfungssystem derart ausgeführt und angeordnet, geeignet zu sein, das im Verdampfungssystem über diesen geführte Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser nur zu erhitzen. In diesem Fall sind dem Wärmetauscher Mittel zur Entspannung des erhitzten Frisch- oder aufbereiteten Speisewassers nachgeordnet.
In einer vorteilhaften Ausführung sind dem Ausgang für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe zueinander geschalteten Kondensatabscheidestufen, umfassend zumindest jeweils einen Kondensatabscheider nachgeordnet, deren Dampfausgang wenigstens mittelbar mit jeweils zumindest einem Dampfverbraucher gekoppelt ist. Über die Kondensatabscheidestufen kann aus noch nicht vollständig verdampftem Kondensat Dampf und Kondensat abgeschieden werden, wobei das Kondensat erneut dem Wärmetauscher zuführbar ist. Auf zusätzliche Einrichtungen zur Kondensataufbereitung kann verzichtet werden. Des Weiteren können Dampfströme mit unterschiedlichem Druckniveau bereitgestellt werden.
Die Kopplung der Kondensatabscheidestufen mit dem Dampfverbraucher kann bei vollständiger Verdampfung direkt, bei nur teilweiser Verdampfung über zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe zueinander geschalteten Kondensatabscheidestufen, umfassend zumindest jeweils einen Kondensatabscheider, erfolgen. Über diese kann aus noch nicht vollständig verdampftem Kondensat Dampf und Kondensat abgeschieden werden, wobei das Kondensat erneut dem Wärmetauscher zuführbar ist. Auf zusätzliche Einrichtungen zur Kondensataufbereitung kann verzichtet werden. Des Weiteren können Dampfströme mit unterschiedlichem Druckniveau bereitgestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind zwischen dem Ausgang für Kondensat eines Kondensatabscheiders und dem Wärmetauscher und/oder dem Ausgang für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher und einem Kondensatabscheider und/oder einem Dampfverbraucher Mittel zur Beeinflussung der Ströme, insbesondere Dampfströme angeordnet. Die einzelnen Dampfströme können somit entsprechend den Anforderungen für unterschiedliche, diese abnehmende Verbraucher bereitgestellt werden.
Vorzugsweise sind vor dem Eingang für Ausgangsfluid am Wärmetauscher und/oder dem Ausgang für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat am Wärmetauscher und einem Kondensatabscheider und/oder einem Dampfverbraucher Mittel zur Beeinflussung der Ströme, Dampfströme, insbesondere Mittel zur Drucksteuerung und/oder Druckregelung angeordnet. Die einzelnen Ströme, insbesondere Dampfströme können somit entsprechend den Anforderungen für unterschiedliche, diese abnehmende Verbraucher bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand einer Figur erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
Figur 1 zeigt in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den
Grundaufbau und die Grundfunktion eines erfindungsgemäßen Systems zur Wärmerückgewinnung für einen Dampfverbraucher frei von einer Kondensatrückführung;
Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes System zur Wärmerückgewinnung gemäß Figur 1 für den Einsatz zur Dampfversorgung für einen Dampfverbraucher in einer Maschine zur Herstellung einer Tissuebahn. Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Grundfunktion eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie 2 einer hier im Einzelnen nicht dargestellten Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in welchem die Erzeugung von Dampf aus einem Ausgangsfluid AM für wenigstens einen Dampfverbraucher V innerhalb der Trockenpartie 2 oder eines anderen Bereiches der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn über ein im Abluftstrom eines Hochtemperatur-Trockenelementes angeordnetes Verdampfungssystem 4 erfolgt. In diesem wird Sattdampf, d.h. gesättigter Dampf erzeugt, welcher kein Fluid mehr aufnehmen kann. Die Trockenpartie 2 umfasst zumindest einen Trockenzylinder TZ, der von einem Hochtemperatur-Trockenelement in Form einer Hochtemperaturhaube 3 wenigstens teilweise unter Ausbildung eines Abstandes über einen Teilbereich seines Außenumfanges umschlungen wird. Die Hochtemperaturhaube 3 dient dabei dem Aufbringen von Heißluft zumindest mittelbar gegen eine um den Außenumfang des Trockenzylinders TZ wenigstens mittelbar, d.h. direkt oder an einer Bespannung geführten Faserstoffbahn. Das hier nicht dargestellte Luftsystem für die Heißluft der Hochtemperaturhaube 3 ist vorzugsweise, jedoch nicht zwingend als Umluftsystem ausgeführt und weist in der Regel ein hier nicht dargestelltes Umluftgebläse mit einem anschließenden Gasbrenner zum Erwärmen der durchgeführten Umluft auf. Dabei zirkuliert ein großer Teil der Umluft, die durch die Hochtemperaturhaube 3 geführt wird, direkt in diesem Umluftsystem. Da die Umluft jedoch nur einen endlichen Grad an Wasser aufnehmen kann, wird zirkulierende Umluft teilweise über ein Abluftsystem 5 entnommen und durch Zuluft ersetzt. Das Abluftsystem 5 kann verschiedenartig ausgeführt sein. Dieses ist hier im Einzelnen nicht weiter dargestellt. Entscheidend ist, dass zumindest ein Teil, vorzugsweise die gesamte aus dem Luftsystem abzugebende Abluft LA über zumindest einen Wärmetauscher W1 geführt wird, der je nach Dampferzeugungsart derart ausgeführt und ausgelegt ist, geeignet zu sein, Dampf DW1 oder zumindest ein Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 aus dem Ausgangsfluid AM für die Dampferzeugung zu erzeugen oder zumindest zu erhitzen. Im erst genannten Fall ist der Wärmetauscher W1 dazu vorzugsweise in Form einer Dampferzeugungseinrichtung ausgeführt, wobei in diesem Wärme aus der Abluft LA an das Ausgangsfluid AM unter zumindest teilweiser Verdampfung übertragen wird. Der Wärmetauscher W1 liegt im Abluftstrom LA. Die Abluft LA wird über zumindest einen Eingang 7 dem Wärmetauscher W1 zugeführt. Am Ausgang 8 wird der nach Wärmeabgabe an das Ausgangsfluid AM zur Dampferzeugung vorliegende Abluftstrom LA' ausgegeben. Das Ausgangsfluid AM wird dazu zumindest einem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 zugeführt, in diesem erwärmt und zumindest teilweise verdampft. Der Dampf DW1 oder das Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 wird an zumindest einem Ausgang 1 1 des Wärmetauschers W1 ausgegeben.
Figur 1 zeigt beispielhaft eine Ausführung zur Dampferzeugung aus einem, dem Prozess von außen kontinuierlich zuzuführenden Ausgangsfluid AM in Form von aufbereiteten Speisewasser oder Frischwasser, welches nach Umwandlung und Zuführung zu einem Dampfverbraucher V beispielhaft auch nicht nur teilweise rückführbar ist. Derartige Dampfverbraucher V, bei welchen bei der Betriebsweise kein Kondensat auffangbar ist und somit nicht rückführbar ist, können beispielsweise in Form eines Dampfblaskastens mittels welchem Dampf D direkt auf eine Faserstoffbahn geblasen wird, ausgeführt sein. Dem Verdampfungssystem 4 wird als Ausgangsfluid AM aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser FS zur Dampferzeugung aus einer im einzelnen nicht dargestellten Bereitstellungseinheit 6 zugeführt, die derart ausgeführt und ausgelegt ist, geeignet zu sein, Frischwasser FS kontinuierlich bereitzustellen. Das Frischwasser FS wird vorzugsweise vor der Verdampfung am Wärmetauscher W1 vorerwärmt, wobei die Vorerwärmung vorzugsweise ebenfalls unter Ausnutzung der Wärme eines Massenstromes erfolgt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird dazu die Wärme des Abluftstromes LA des Abluftsystems 5 verwendet. Zu diesem Zweck wird das zur Dampferzeugung eingesetzte Ausgangsfluid AM, insbesondere Fluid in Form von Frischwasser FS über einen Vorerhitzer in Form einer Wärmeübertragungseinrichtung 9 geführt. Ferner wird auch der Abluftstrom LA über die Wärmeübertragungseinrichtung 9 geführt. Die Wärmeübertragungseinrichtung 9 ist dazu ebenfalls im Abluftstrom LA des Abluftsystems 5 angeordnet. Vorzugsweise sind der Wärmetauscher W1 und die Wärmeübertragungseinrichtung 9 in Reihe im Abluftstrom angeordnet, wobei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung die Anordnung des Wärmetauschers W1 der Anordnung der Wärmeübertragungseinrichtung 9 vorgeordnet erfolgt, da zur Vorerwärmung wesentliche geringere Wärmemengen erforderlich sind, als zur Verdampfung. Auch kann am Wärmetauscher W1 der Abluft LA mehr Wärme entnommen werden als im Bereich der als Vorerwärmer fungierenden Wärmeübertragungseinrichtung 9. Dazu wird der Abluftstrom LA zuerst über den Wärmetauscher W1 geführt und tritt am Ausgang als Abluftstrom LA', welchem Wärme zur Verdampfung entzogen wurde aus. Dieser weist ein geringeres Energiepotential als der am Eingang 7 des Wärmetauschers W1 eintretende Abluftstrom LA auf. LA' tritt zumindest an einem Eingang 12 in die Wärmeübertragungseinrichtung 9 Vorerwärmung am Ausgang 13 aus diesem als Abluftstrom LA" aus, welcher in die Umgebung abgelassen werden kann.
Die Führung des Ausgangsfluids AM über die Wärmeübertragungseinrichtung 9, insbesondere den Vorerhitzer erfolgt durch Zufuhr über zumindest einen Eingang 14 und die Ausgabe des vorerwärmten Ausgangsfluids AM' an zumindest einem Ausgang 15.
Die Wärmeübertragungseinrichtung 9 ist dazu im einfachsten Fall als Wärmetauscher ausgeführt. Diesbezüglich ist eine Vielzahl von Ausführungen denkbar, bei denen die wärmetechnisch miteinander in Wirkverbindung bringbaren Medien im Gleich-, Gegen- oder Kreuzstrom zueinander geführt werden können. Die Erwärmung des Ausgangsfluids AM erfolgt dabei in Abhängigkeit der Temperatur des Abluftstromes auf Temperaturen im Bereich zwischen 70°C und 1 10°C. Das an der Wärmeübertragungseinrichtung 9 ausgegebene und derart vorerwärmte Ausgangsfluid AM' wird dem Verdampfungssystem 4 im Zulauf zum Wärmetauscher W1 zugeführt.
Wie bereits ausgeführt kann der Wärmetauscher W1 als Dampferzeuger konzipiert sein. Der Druck in diesem kann über eine Pumpeinrichtung P1 vor dem Eingang 10 gesteuert und/oder geregelt werden. Vorzugsweise ist zumindest eine Pumpeinrichtung P1 im Zulauf zu diesem angeordnet, über die das Druckniveau des eintretenden und der Dampferzeugung zugrunde liegenden vorerwärmten Ausgangsfluids AM' in den Wärmetauscher W1 eingestellt wird. Verdampft innerhalb des Wärmetauschers W1 nur ein Teil des Ausgangsfluids AM' entsteht ein Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 , welches einer weiteren Aufbereitung bedarf, bis der in diesem enthaltenen Dampfanteil dem Dampfverbraucher V zugeführt werden kann. Dazu ist dem Wärmetauscher W1 am Ausgang 1 1 zumindest eine Kondensatabscheidestufe, umfassend zumindest einen Kondensatabscheider S1 nachgeordnet. Dieser ist derart in das System 1 zur Wärmerückgewinnung eingebunden, dass das abgeschiedene Kondensat K1 ebenfalls dem Wärmetauscher W1 zugeführt wird und verdampft. Dazu ist zumindest ein Eingang 16 des Kondensatabscheiders S1 mit dem Ausgang 1 1 für das aus dem Ausgangsfluid AM' bei Verdampfung innerhalb des Wärmetauschers W1 entstehende Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 verbunden. Ein Ausgang 18 für das Kondensat K1 ist mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 wenigstens mittelbar, hier über die Kopplung der Zufuhrleitung des Ausgangsfluids AM mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 verbunden.
Durch die Druckverhältnisse innerhalb des Kondensatabscheiders S1 kann dabei das Kondensat verdampfen und als so genannter Brüdendampf aufsteigen, der separierte Dampf und der Brüdendampf ergeben dann den Dampf D, der am Ausgang 17 des Kondensatabscheiders S1 ausgegeben wird und vorzugsweise einem Dampfverbraucher V, insbesondere Dampfblaskasten direkt zugeführt wird.
Innerhalb der Verbindung zwischen Wärmetauscher W1 und Kondensatabscheider S1 , insbesondere dem Eingang 16 für das Gemisch aus Dampf und Kondensat DWK1 sind Mittel 19 zur Beeinflussung zumindest eines das Gemisch charakterisierenden Parameters, insbesondere zur Druckbeeinflussung vorgesehen. Diese umfassen zumindest ein oder eine Vielzahl von Ventileinrichtungen, insbesondere Steuer- und/oder Regelventileinrichtungen.
Wie bereits ausgeführt kann der Wärmetauscher W1 in einer ersten Ausführung als Dampferzeuger konzipiert sein. Gemäß einer zweiten Ausführung dient dieser lediglich der Erwärmung frei von einer Verdampfung des Ausgangsfluids. Das erwärmte Ausgangsfluid wird in diesem Fall nach Austritt aus dem Wärmetauscher unter Entstehung von Dampf entspannt, wobei dazu die Mittel 19 verwendet werden können.
Der Druck im Wärmetauscher W1 kann hier über eine Pumpeinrichtung P1 vor dem Eingang 10 gesteuert und/oder geregelt werden. Vorzugsweise ist zumindest eine Pumpeinrichtung P1 im Zulauf zu diesem angeordnet, über die das Druckniveau des eintretenden Ausgangsfluids AM in den Wärmetauscher W1 eingestellt wird. Verdampft nur ein Teil des Ausgangsfluids AM entsteht ein Gemisch aus Dampf und Kondensat, welches einer weiteren Aufbereitung bedarf, bis der in diesem enthaltenen Dampfanteil dem Dampfverbraucher V oder weiteren zugeführt werden kann. Dazu ist dem Wärmetauscher W1 am Ausgang 1 1 zumindest eine Kondensatabscheidestufe, umfassend zumindest einen Kondensatabscheider S1 nachgeordnet. Dieser ist derart in das System 1 zur Wärmerückgewinnung eingebunden, dass das abgeschiedene Kondensat K1 ebenfalls dem Wärmetauscher W1 zugeführt wird und verdampft. Dazu ist zumindest ein Eingang 16 des Kondensatabscheiders S1 mit dem Ausgang 1 1 für das aus dem Ausgangsfluid AM bei Verdampfung innerhalb des Wärmetauschers W1 entstehende Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 verbunden. Ein Ausgang 18 für das Kondensat K1 ist mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 wenigstens mittelbar, hier über die Kopplung der Zufuhrleitung des Ausgangsfluids AM mit dem Eingang 10 des Wärmetauschers W1 verbunden.
Durch die Druckverhältnisse innerhalb des Kondensatabscheiders S1 kann dabei das Kondensat verdampfen. Der am Ausgang 17 des Kondensatabscheiders S1 ausgegebene Dampf D wird dem Dampfverbraucher V mit dem geforderten Druck zugeführt.
Innerhalb der Verbindung zwischen Wärmetauscher W1 und Kondensatabscheider S1 , insbesondere dem Eingang 16 für das Gemisch aus Dampf und Kondensat DWK1 sind Mittel 19 zur Beeinflussung zumindest eines das Gemisch charakterisierenden Parameters, insbesondere zur Druckbeeinflussung vorgesehen. Diese umfassen zumindest ein oder eine Vielzahl von Ventileinrichtungen, insbesondere Steuer- und/oder Regelventileinrichtungen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die in der Figur dargestellte Ausführung beschränkt. Vorteilhafte Weiterentwicklungen, den gleichen Erfindungsgedanken betreffend, sind ebenfalls mit eingeschlossen. Entscheidend ist, dass die Wärme eines Abluftstromes, welche ohnehin bei einer Hochtemperaturhaube anfällt, zumindest teilweise zur Dampferzeugung in einem Verdampfungssystem 4 genutzt wird, wobei der dabei entstehende Dampf Dampfverbrauchern entweder in der Trockenpartie selbst oder anderen Abnehmern zugeführt werden kann. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt die Dampfbereitstellung für Dampfblaseinheiten, insbesondere Dampfblaskästen. Figur 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Anwendung eines Systems 1 zur Wärmerückgewinnung für den Einsatz zur Dampfversorgung für einen Dampfverbraucher V in einer Maschine zur Herstellung einer Tissuebahn. Der Grundaufbau und die Grundfunktion des Systems 1 entsprechen dem in Figur 1 beschriebenen. Für gleiche Elemente werden daher die gleichen Bezugsziffern verwendet. Der Verbraucher V ist Bestandteil eines zwischen einem Stoffauflauf 20 und einem Trockenzylinder TZ1 angeordneten Blattbilungsmodul VAT. Die Faserstoffsuspension wird über den Stoffauflauf 20 in einen zwischen Bändern 21 und 23 in einem Former 22 gebildeten Spalt im Umschlingungsbereich dieser mit einer Walze 24 eingebracht, woran sich ein Entwässerungsbereich anschließt. Die Faserstoffbahn wird dann mit dem Band 21 durch das Blattbildungsmodul VAT bis zum Trockenzylinder TZ1 geführt. Das endlos umlaufende Band 21 liegt als Schlaufe vor und umschließt die Walze 24 mit seinem Innenumfang über einen Teilbereich von deren Außenumfang. Das Band 21 umschließt ferner mit seinem Außenumfang einen Teilbereich des Außenumfanges einer besaugbaren Walze 25 des Blattbildungsmoduls VAT. Das Band 21 liegt als Siebband mit prägender Oberfläche vor. Dieses gewährleistet den dreidimensionalen Aufbau der Faserstoffbahn. Das endlos umlaufende Band 23 umschließt mit einem Teilbereich seines Außenumfanges einen Teilbereich des Außenumfanges der Walze 24. Das Band 23 liegt als Siebband vor und wird nach einer ersten Entwässerungszone im Umschlingungsbereich mit der Walze 24 von dem Band 21 getrennt. Die Faserstoffbahn wird dann mit dem Band 21 weiter zu einer kombinierten Press- und Durchströmtrockeneinheit 26 des Blattbildungsmoduls VAT geführt. Die Press- und Durchströmtrockeneinheit 26 bildet einen verlängerten Entwässerungsbereich in dem die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich mit der besaugbaren Walze 25 zwischen zwei Bändern, dem Band 21 und einem weiteren, als Filzband ausgeführten Band 28 geführt ist. Im Entwässerungsbereich ist ein luftdurchlässiges, endlos umlaufendes Pressband 27 vorgesehen, welches zumindest in einem Teilbereich des Umschlingungsbereiches der besaugbaren Walze 25 unter Spannung die Bänder 21 und 28 gegen den Außenumfang der besaugbaren Walze 25 presst. Innerhalb der vom Pressband 27 gebildeten Schlaufe ist eine Haube 29 angeordnet, welche die zwischen den Bändern 21 und 28 geführte Faserstoffbahn mit Trockenmedium beaufschlagt. Bei der Durchströmtrockeneinheit handelt es sich um eine Trockeneinheit, die Trockenmedium - Dampf oder Luft oder ein Gemisch - durch die Faserstoffbahn ausbringt. Dazu ist die Oberfläche der besaugbaren Walze 25 perforiert und in dieser oder am vom Umschlingungsbereich mit den Bändern 21 , 28 freien Oberflächenbereich ist eine Saugeinrichtung zum Absaugen der feuchtebeladenen Luft vorgesehen. Erfindungsgemäß wird der im Verdampfungssystem 4 erzeugte Dampf nunmehr einem Verbraucher V in Form der Haube 29 zugeführt. Der Dampf wird mit den folgenden Parametern der Haube 29 zugeführt: Druck im Bereich von jeweils einschließlich 0,2 barg bis 1 ,5 barg, vorzugsweise 0,4 barg bis 0,8 barg und Temperatur im Bereich von jeweils einschließlich 105°C bis 135°C, vorzugsweise 1 10°C bis 125°C.
Das Dampf-/Kondensatgemisch K des Trockenzylinders TZ wird separat aufbereitet. Das dazu vorgesehene Verdampfungssystem ist entweder frei von einer Kopplung mit dem Verdampfungssystem 4 oder aber mit einem Kondensatabscheider in diesem gekoppelt. In beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungen ist es denkbar, vor dem Eingang 10 am Wärmetauscher W1 und/oder dem Ausgang 1 1 für Dampf oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat DKW1 am Wärmetauscher W1 und einem Kondensatabscheider S1 und/oder zumindest einem Dampfverbraucher V Mittel/Einrichtungen zur Beeinflussung der Dampfströme zu den einzelnen Dampfverbrauchern, insbesondere Mittel/Einrichtungen zur Drucksteuerung und/oder Druckregelung anzuordnen. Ferner ist es denkbar das Verdampfungssystem 4 um weitere Kondensatabscheidestufen zu erweitern. Ebenfalls denkbar ist die Kopplung des Verdampfungssystems 4 mit einer Mehrzahl von Verbrauchern, die je nach Bedarf einzeln oder gruppenweise mit Dampf versorgt werden können, wobei die erforderlichen Parameter in der jeweiligen Verbindung des Verdampfungssystems 4 mit dem einzelnen Verbraucher V über entsprechende Mittel/Einrichtungen einstellbar sind.
Bezugszeichenliste
1 System zur Wärmerückgewinnung
2 Trockenpartie
3 Hochtemperaturhaube
4 Verdampfungssystem
5 Abluftsystem
6 Bereitstellungseinheit
7 Eingang Abluft am Wärmetauscher
8 Ausgang Abluft am Wärmetauscher
9 Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer
10 Eingang Ausgangsfluid am Wärmetauscher
1 1 Ausgang Dampf oder Gemisch aus Dampf und
Kondensat am Wärmetauscher
12 Eingang Abluft an Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer
13 Ausgang Abluft an Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer
14 Eingang Ausgangsfluid an der
Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer
15 Ausgang Ausgangsfluid an der
Wärmeübertragungseinrichtung, Vorerhitzer
16 Eingang Kondensatabscheider S1
17 Ausgang für Dampf am Kondensatabscheider S2
18 Ausgang für Kondensat am Kondensatabscheider S1
19 Mittel
20 Stoffauflauf
21 Band
22 Former
23 Band
24 Walze 25 besaugbare Walze
26 Presseinheit
27 Pressband
28 Band
29 Haube
AM Ausgangsfluid
AM' vorerwärmtes Ausgangsfluid
FS Frischwasser
D, D1 Dampf
DW1 Dampf
DKW1 Gemisch aus Dampf und Kondensat
K Dampf-/Kondensatgemisch
K1 Kondensat
LA Abluft
LA' Abluft nach Durchlaufen des Wärmetauschers
P1 Pumpeinrichtung
S1 Kondensatabscheider
TZ, TZ1 Trockenzylinder

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie (2) einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in der die Materialbahn zumindest mit einem beheizbaren Trockenzylinder (TZ) und mittels zumindest einem Hochtemperatur-Trockenelement (3) mit Heißluft unter Anfall eines Abluftstromes (LA) getrocknet wird, wobei zumindest ein Teil der Abwärme des Abluftstromes (LA) einem im Abluftstrom (LA) des Hochtemperatur-Trockenelementes (3) angeordneten Verdampfungssystem (4) zur Erzeugung von Dampf (D) für wenigstens einen Dampfverbraucher (V) über zumindest einen Wärmetauscher (W1 ) zugeführt wird;
dadurch gekennzeichnet,
dass als Ausgangsfluid (AM) für die Erzeugung von Dampf (D) aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser verwendet wird, welches mittels Abwärme aus dem Abluftstrom (LA) vorerwärmt in das Verdampfungssystem (4) eingespeist wird und in diesem entweder zumindest teilweise unter Entstehung eines Gemisches aus Dampf und Kondensat (DKW1 ), vorzugsweise vollständig unter Entstehung von Dampf (D) im zumindest einen Wärmetauscher (W1 ) verdampft wird oder im Wärmetauscher (W1 ) erhitzt und nach dem Ausgang aus dem Wärmetauscher (W1 ) entspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
durch gekennzeichnet,
dass das aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser vor der Einspeisung in das Verdampfungssystem (4) mittels Abwärme aus dem Abluftstrom (LA) auf eine Temperatur im Bereich von einschließlich 50°C bis 150°C, vorzugsweise 80°C bis 120°C vorerwärmt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
durch gekennzeichnet,
dass das in das Verdampfungssystem (4) eingespeiste aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser im Wärmetauscher (W1 ) auf Temperaturen im Bereich von einschließlich 150°C bis 230°C, vorzugsweise 190°C bis 220°C erhitzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
durch gekennzeichnet,
dass das in das Verdampfungssystem einzuspeisende aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser in Strömungsrichtung des Abluftstromes (LA) wärmetechnisch nach der wärmetechnischen Kopplung des Verdampfungssystems (4) mit dem Abluftstrom (LA) gekoppelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
durch gekennzeichnet,
dass der am Ausgang (1 1 ) aus dem Wärmetauscher (W1 ) vorliegende Dampf (D) oder der Dampfanteil eines Gemisches aus Dampf und Kondensat (DKW1 ) oder das nach dem Austritt aus dem Wärmetauscher (W1 ) entspannte Fluid zumindest einer Kondensatabscheidestufe (S1 ) zugeführt wird, wobei der Ausgang (17) dieser für Dampf (D) wenigstens mittelbar mit dem wenigstens einem Dampfverbraucher (V) gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der am Ausgang (1 1 ) aus dem Wärmetauscher (W1 ) vorliegende Dampf (D) oder der Dampfanteil eines Gemisches aus Dampf und Kondensat (DKW1 ) zumindest zwei weiteren in Reihe oder parallel geschalteten Kondensatabscheidestufen zur Erzeugung von Dampfströmen unterschiedlicher Druckniveaus zugeführt wird, wobei der jeweilige Ausgang (17) dieser für Dampf (D) wenigstens mittelbar mit jeweils einem Dampfverbraucher (V) gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das in den einzelnen Kondensatabscheidestufen (S1 ) abgeschiedene Kondensat (K1 ) jeweils dem Eingang (10) des Wärmetauschers (W1 ) für aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druck im Strom des im Verdampfungssystem (4) geführten Fluids vor dem Eingang (10) in den Wärmetauscher (W1 ) und/oder im Dampfstrom (DW1 ) oder Gemisch aus Dampf und Kondensat (DKW1 ) nach dem Ausgang (1 1 ) aus dem Wärmetauscher (W1 ) Steuer- und/oder regelbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Dampf (D) für zumindest einen Dampfverbraucher (V) aus der nachfolgend genannten Gruppe von Dampfverbrauchern bereitgestellt wird:
- einem Dampfblaskastens (V)
einer Haube (29) einer Durchströmtrockeneinheit eines Blattbildungsmoduls (VAT);
- einem Dampf zur Betriebsweise benötigenden Nebenverbraucher.
System (1 ) zur Wärmerückgewinnung in einer Trockenpartie (2) einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend zumindest einen beheizbaren Zylinder (TZ) und wenigstens ein Hochtemperatur-Trockenelement (3) zur zumindest mittelbaren Beaufschlagung der Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn mit Heißluft mit einem diesem zugeordneten Abluftsystem (5), zumindest einem Verdampfungssystem (4) zur Erzeugung von Dampf (D) für wenigstens einen Dampfverbraucher (V), welches über zumindest einen im Abluftsystem (5) angeordneten Wärmetauscher (W1 ) mit diesem wärmetechnisch gekoppelt ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verdampfungssystem (4) mit zumindest einer Bereitstellungseinheit für aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser verbunden ist, wobei die Verbindung wärmetechnisch mit dem Abluftsystem (5) des Hochtemperatur-Trockenelementes (3) gekoppelt ist.
1 1 . System (1 ) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wärmetechnische Kopplung zwischen dem Abluft- und dem Verdampfungssystem (4) in Strömungsrichtung im Abluftsystem (5) betrachtet der wärmetechnischen Kopplung der Verbindung des Verdampfungssystems (4) mit zumindest einer Bereitstellungseinheit für aufbereitetes Speisewasser oder Frischwasser vorgeordnet ist.
12. System (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Wärmetauscher (W1 ) zur .wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftsystem (5) und Verdampfungssystem (4) derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, das im Verdampfungssystem (4) über diesen geführte aufbereitete Speisewasser oder Frischwasser zumindest teilweise zu verdampfen.
13. System (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Wärmetauscher (W1 ) zur .wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftsystem (5) und Verdampfungssystem (4) derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, das im Verdampfungssystem (4) über diesen geführte Frischwasser oder aufbereitetes Speisewasser frei von einer Verdampfung zu erhitzen und dem Wärmetauscher (W1 ) Mittel zur Entspannung des erhitzten Frisch- oder aufbereiteten Speisewassers nachgeordnet sind.
14. System (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Ausgang (1 1 ) am Wärmetauscher (W1 ) zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe zueinander geschalteten Kondensatabscheidestufen, umfassend zumindest jeweils einen Kondensatabscheider (S1 ), nachgeordnet sind, deren Dampfausgang (17) wenigstens mittelbar mit jeweils zumindest einem Dampfverbraucher (V) gekoppelt ist. 15. System (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 14;
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Eingang (10) für Ausgangsfluid (AM) am Wärmetauscher (W1 ) und/oder dem Ausgang (1 1 ) für Dampf (DW1 ) oder ein Gemisch aus Dampf und Kondensat (DKW1 ) am Wärmetauscher (W1 ) und einem Kondensatabscheider (S1 ) und/oder einem Dampfverbraucher (V, V1 , V2,
V3) Mittel/Einrichtungen zur Beeinflussung der Dampfströme zu den einzelnen Dampfverbrauchern, insbesondere Mittel/Einrichtungen zur Drucksteuerung und/oder Druckregelung angeordnet sind.
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