ES2299474T3 - Metodo y seccion de secado para disponer el aire de escape y el aire de admision en una seccion de secado. - Google Patents
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Abstract
Un método para disponer del aire de escape y del aire de admisión contenido en una sección (12) de secado cubierta con una campana (14) en una máquina de fabricación de papel o de cartón, en el que la sección (12) de secado tiene al menos un grupo de secado provisto de cilindros (10) de secado y unos dispositivos que trabajan por presión negativa o por presión positiva, tales como rodillos (20) de aspiración, cajas de aspiración, componentes funcionales (28) que trabajan por presión positiva, y/o unos dispositivos (40, 42 que suministran aire de calentamiento y/o aire de ventilación, en el que en el método - se extrae aire de los dispositivos que trabajan por presión negativa por medio de una torre de recuperación de calor y se descarga fuera de la sección de secado, - se suministra aire sustitutivo por medio de la torre de recuperación de calor a los dispositivos de la campana que trabajan por presión positiva, y - se extrae aire del espacio de aire de la campana, típicamente del techo de la campana, por lo que una primera fracción del aire de escape del espacio de aire de la campana se dirige además por medio de la torre de recuperación de calor y se descarga fuera de la sección de secado, caracterizado porque - el aire de escape procedente de los dispositivos (20) que trabajan por presión negativa se suministra mediante un primer ventilador (50) por medio de una primera torre (22) de recuperación de calor y se descarga fuera de la sección (12) de secado, - una primera fracción del aire sustitutivo se suministra mediante un segundo ventilador (64) por medio de la primera torre (22) de recuperación de calor a unos primeros dispositivos (38) que trabajan por presión positiva, cuyos dispositivos son principalmente componentes funcionales, - una segunda fracción del aire sustitutivo se suministra con un tercer ventilador (54) a través de una segunda torre separada (22¿) de recuperación de calor a unos segundos dispositivos (40, 42) que trabajan por presión positiva, cuyos dispositivos son diferentes de los primeros dispositivos (38) que trabajan por presión positiva y principalmente son unos dispositivos que suministran aire de calentamiento y/o aire de ventilación, y porque - la fracción principal del aire de escape del espacio (16) de aire de la campana (14) se suministra por un cuarto ventilador (44) a través de la segunda torre (22¿) de recuperación de calor y se descarga fuera de la sección (12) de secado.
Description
Método y sección de secado para disponer el aire
de escape y el aire de admisión en una sección de secado.
El presente invento se refiere a un método y a
un aparato, definidos en el preámbulo de la reivindicación 1
presentada más adelante, para disponer el aire de escape y el aire
de admisión en una sección de secado de una máquina de fabricación
de papel cubierta por una campana, cuya sección de secado tiene al
menos un grupo de secado provisto de cilindros de secado y de
dispositivos que trabajan con presiones positivas o negativas.
Además, el presente invento se refiere a una sección de secado
definida en el preámbulo de la reivindicación 10 presentada más
adelante.
La sección de secado de una máquina de
fabricación de papel o de cartón utiliza dispositivos que trabajan
con presión negativa, tales como rodillos de aspiración, por ejemplo
los rodillos VacRoll patentados por el solicitante de esta patente,
cajas de aspiración y otros rodillos provistos de dispositivos de
aspiración, con los que se genera una presión negativa en un punto
deseado sobre una sección de banda continua entre los rodillos de
secado con el fin de controlar y estabilizar la pasada de la banda
continua. En la descripción que sigue, los dispositivos que
trabajan por presión negativa significan como mínimo todos los
dispositivos instalados en la sección de secado del tipo
anteriormente mencionado, si no se especifica nada más.
Por otra parte, la sección de secado en una
máquina de fabricación de papel o de cartón utiliza también
dispositivos que trabajan por presión positiva, tales como cajas de
soplado, tales como las cajas UnoRun o SymRunHS patentadas por el
mismo solicitante de esta patente, que crean una presión negativa en
un punto deseado de la sección de banda continua, fijando la
presión negativa el alambre a la banda continua y estabilizando su
recorrido. Estos dispositivos se denominan componentes funcionales
o de capacidad de pasada. Adicionalmente, la sección de secado
utiliza otros dispositivos que trabajan mediante una presión
positiva, tales como las campanas de soplado, que pueden dirigir
soplados de aire que intensifiquen el secado directamente sobre la
banda continua, o a través del alambre de la banda continua.
Además, la sección de secado usa dispositivos de calentamiento y/o
dispositivos que suministran aire de ventilación con el fin de
extraer aire húmedo, entre otros lugares, de las cavidades que
quedan entre los cilindros de secado y la banda continua o el
alambre, y de ese modo crear una condiciones de secado ventajosas.
En la descripción que sigue, los dispositivos que trabajan mediante
presión positiva significan, si no se especifica nada más, al menos
todos los dispositivos del tipo anteriormente mencionado de la
sección de secado.
El contenido de humedad que se transfiere desde
la banda continua de papel al aire se extrae de las secciones de
secado cubiertas por una campana, mediante la extracción de aire
húmedo del espacio de la campana y sustituyendo el aire extraído
por un volumen correspondiente procedente del secador, denominado
aire de sustitución o aire sustitutivo. Luego, el aire húmedo
extraído de la sección de secado se extrae principalmente de forma
directa del espacio de aire de la campana, típicamente a través del
techo de la campana.
Por otra parte, los dispositivos que trabajan
por presión negativa, que extraen aire de los lugares que soportan
una presión negativa con el fin de crear una presión negativa, se
pueden usar también para extraer aire de la campana. Típicamente,
el aire extraído mediante los dispositivos de presión negativa se
extrae de la sección de secado junto con el aire extraído a través
del techo de la campana.
En la técnica anterior se conoce también la
operación de circular una parte del aire extraído de los lugares
sometidos a presión negativa, tales como de un rodillo de
aspiración, de retorno a la campana, por ejemplo como aire de
soplado a las cajas de soplado que trabajan con presión positiva.
Luego, una fracción del flujo húmedo del aire de escape procedente
de una serie de rodillos de aspiración se dirige a una cámara de
mezcla o recinto similar. Además del aire húmedo de escape
procedente de los rodillos de aspiración, la cámara de mezcla
recibe un aire adicional que puede ser el aire de escape antes
mencionado del espacio de aire de la campana, o aire de
circulación, y/o aire caliente sustitutivo. Desde la cámara de
mezcla, esta mezcla de aire de circulación y aire sustitutivo se
dirige a las cajas de soplado o a otros dispositivos que funcionen
por presión positiva, en primer lugar al lado de aspiración de su
ventilador, y desde allí continúa hasta el dispositivo en
cuestión.
Los flujos de aire extraídos en diferentes
lugares de la campana se dirigen generalmente a un canal de
extracción común, el cual dirige el aire de escape a través de una
torre de recuperación de calor y lo descarga fuera de la
instalación. En general, la sección de secado está conectada a
varias torres de recuperación de calor, típicamente dos o tres
torres. En el documento DE 4304244A1 se describen ejemplos del
método y de una sección de secado que comprende un aparato para
realizar este método.
El aire húmedo de escape procedente de la
campana se reemplaza por aire sustitutivo que típicamente está
entre un 50% y un 80% más seco y que se dirige a través de las
torres de recuperación de calor a la sección de secado, es decir, a
los dispositivos instalados en la sección de secado que trabajan por
presión positiva, tales como las cajas o dispositivos de soplado
que suministran aire de calentamiento o aire de ventilación.
Adicionalmente, el aire del secado se escapa al interior de la
campana, entre otros lugares, desde la sala de máquinas.
Por tanto, las secciones de secado actuales
requieren un número mayor de extractores de aire y ventiladores
para cada torre de recuperación de calor instalada en el sistema de
aire de la campana para extraer aire húmedo del espacio de la
campana, crear una presión negativa en los lugares requeridos,
transportar aire sustitutivo y circular aire de circulación. Cada
ventilador, así como los numerosos canales conectados a ellos,
ocupan un espacio relativamente grande.
El gran número de ventiladores, así como la gran
cantidad de canales conectados a ellos, aumentan el precio de la
instalación, incrementan los costes de la energía y requieren mucho
espacio. Además, el gran número de ventiladores hace que el sistema
sea complicado y más difícil de controlar el secado y el balance
energético y del aire.
El objeto del presente invento es proveer un
perfeccionamiento con respecto a los inconvenientes anteriormente
mencionados y proporcionar un método perfeccionado para disponer el
aire de escape y el aire de admisión en la sección de secado.
Luego, el objeto del invento es proveer un
método con el que se pueda realizar el escape del aire húmedo y la
alimentación de aire sustitutivo mediante menos ventiladores que en
la técnica anterior.
Un objeto también es proveer una sección de
secado que comprende un aparato que se pueda controlar más
fácilmente que con la técnica anterior para extraer aire húmedo y
para suministrar aire sustitutivo y para suministrar y extraer aire
de escape de los componentes funcionales y de los rodillos de
aspiración.
Un objeto adicional es proveer un método y una
sección de secado que reducen la circulación de aire húmedo en la
campana, en comparación con la circulación de la técnica
anterior.
Un objeto también es proveer un método y un
aparato que reduce el secado por una cara, en comparación con el
secado que existía anteriormente.
Con el fin de alcanzar los anteriores objetos,
el invento típicamente es apto para usarse para disponer el aire de
escape y el aire de admisión contenidos en una sección de secado
cubierta por una campana en una máquina de fabricación de papel o
de cartón que tiene un grupo de secado provisto de cilindros de
secado. Sin embargo, el invento es adecuado también para usarse en
las secciones de secado en las que el grupo de secado comprende,
además de o en lugar de los cilindros de secado, otros dispositivos
conocidos de secado correspondientes como tales, como rodillos de
aspiración provistos de campanas de soplado en la parte superior.
Adicionalmente, la sección de secado comprende diferentes
dispositivos que trabajan por presión negativa o positiva, tales
como rodillos de aspiración, cajas de aspiración, componentes
funcionales que trabajan por presión positiva y/o dispositivos que
suministren aire de calentamiento y/o aire de ventilación. Además,
al menos dos torres de recuperación de calor están conectadas al
grupo de secado.
Es típico para una solución de acuerdo con el
invento que utiliza al menos dos torres de recuperación de calor, a
través de las cuales se dirigen diferentes flujos de aire, en otras
palabras, procedentes de lugares diferentes y/o destinados para
lugares diferentes.
En una solución típica de acuerdo con el
invento, una torre de recuperación de calor del primer tipo se
dimensiona para un volumen principalmente constante procedente de
dispositivos que trabajan por presión negativa y para suministrar
un volumen de aire principalmente constante a dispositivos que
trabajan por presión positiva. Los volúmenes de aire de escape y de
aire de admisión son generalmente constantes, pero se pueden ajustar
cuando sea necesario. En general se conectan a la sección de secado
de 1 a 5 torres de recuperación de calor de este primer tipo,
generalmente de 1 a 2 de ellas. No obstante, podría existir un
número mayor de torres.
En una solución típica de acuerdo con el
invento, los volúmenes de aire admitidos a través de una torre de
recuperación de calor del segundo tipo son típicamente ajustables.
El ajuste de estos volúmenes de aire controla el volumen del aire
húmedo de escape de la campana y el volumen de aire de sustitución
suministrado a la campana. Típicamente sólo existe una torre de
recuperación de calor de este segundo tipo, pero naturalmente
podrían existir más cuando fuese necesario. El número de torres de
recuperación de calor del primer tipo es típicamente igual o mayor
que el número, por ejemplo, una, de las torres últimamente
mencionadas con admisiones de aire ajustables.
Las torres de recuperación de calor típicamente
están provistas de intercambiadores de calor que pueden precalentar
el aire sustitutivo suministrado a la sección de secado y/o calentar
el agua utilizada en los procesos de la instalación. Una torre de
recuperación de calor significa, en este invento, todas aquellas
estructuras con las que el calor contenido en los flujos del aire
de escape procedentes de la sección de secado se puede recuperar
para diferentes flujos de agua de calentamiento y/o flujos de
aire.
Un aparato típico de la sección de secado de
acuerdo con el invento comprende, en la parte de la sección de
secado en la que se combinan una torre de recuperación del primer
tipo y al menos una torre de recuperación del segundo tipo,
- un primer ventilador para extraer aire de los
dispositivos que trabajan por presión negativa, a través de una
primera torre de recuperación de calor y descargarlo fuera de la
sección de secado,
- un segundo ventilador para dirigir un primer
flujo de aire sustitutivo a través de la primera torre de
recuperación de calor a dispositivos que trabajan por presión
positiva, que típicamente son componentes funcionales, tales como
cajas de soplado que estabilizan la pasada de la banda
continua,
- un tercer ventilador para dirigir un segundo
flujo de aire sustitutivo a través de la segunda torre de
recuperación de calor a otros diferentes dispositivos que trabajan
por presión positiva, que típicamente son dispositivos que
suministran aire de calentamiento y aire de ventilación, y
- un cuarto ventilador para extraer aire de la
campana, típicamente del techo de la campana, y para dirigirlo a
través de la segunda torre de recuperación de calor y descargarlo
fuera de la sección de secado.
En la solución de acuerdo con el invento, una
parte del aire de escape de la campana se puede circular una vez
mezclada con aire sustitutivo, mediante el segundo ventilador de
retorno a la campana, a algunos dispositivos que trabajan por
presión positiva.
Como se ha mencionado anteriormente, se pueden
conectar a la sección de secado una serie de torres de recuperación
de calor que representen los tipos primero y segundo Entonces, se
disponen en la sección de secado también unos ventiladores
adicionales correspondientes, en otras palabras unos ventiladores
para cada torre de recuperación de calor de acuerdo con la
exposición anterior.
En este invento, el término "ventilador"
significa todos los ventiladores convencionales o dispositivos
correspondientes, que sean adecuados para transportar los flujos de
aire en la sección de secado.
A continuación se describe el invento con más
detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
La Figura 1 muestra esquemáticamente una
disposición conocida anteriormente de aire de escape y aire de
admisión en una sección de secado provista de cilindros de secado,
en una torre de recuperación de calor;
La Figura 2 presenta, en una forma simplificada,
una disposición conocida anteriormente de aire de escape y aire de
admisión de acuerdo con el invento, para dos torres de recuperación
de calor;
La Figura 3 muestra, de una manera similar a la
Figura 2, una parte de una disposición ejemplar de aire de escape y
aire de admisión de acuerdo con el invento, para dos torres de
recuperación de calor;
La Figura 4 presenta esquemáticamente otra
solución de acuerdo con el invento para disponer el aire de escape
y el aire de admisión, para tres torres de recuperación de calor;
y
La Figura 5 muestra esquemáticamente otra
solución de acuerdo con el invento para disponer el aire de escape
y el aire de admisión, para cuatro torres de recuperación de
calor.
La Figura 1 muestra una disposición conocida
anteriormente de aire de escape y aire de admisión en una parte de
la sección 12 de secado provista de cilindros 10 de secado. La
sección de secado está cubierta por una campana 14, que tiene un
techo 18 parcialmente aislado del espacio 16 de aire de la
campana.
La sección de secado tiene una fila de cilindros
10 de secado, y debajo de ellos otra fila de rodillos 20 de
aspiración que trabajan por una presión negativa, por lo que estos
rodillos están dispuestos entre los cilindros de secado y por
debajo de ellos. La banda continua que se va a secar se desplaza
hacia delante, alternativamente sobre la periferia de los cilindros
de secado y sobre la periferia de los rodillos de aspiración.
Una torre 22 de recuperación de calor que tiene
unos intercambiadores de calor 24 está instalada sobre la sección
de secado con el fin de precalentar el flujo de aire sustitutivo 26
suministrado a la sección de secado con la ayuda del flujo 28 de
aire de escape procedente de la sección 12 de secado. La torre 22 de
recuperación de calor comprende además unos intercambiadores de
calor 30 para calentar el agua blanca y el agua dulce con la ayuda
del flujo 32 de aire de escape procedente del intercambiador de
calor 24.
La banda 34 continua a secar forma una cavidad
36 entre cada dos cilindros de secado adyacentes 10 y el rodillo de
aspiración 20 situado debajo de ellos. En estas cavidades están
instaladas, por encima de la banda continua en el caso mostrado en
la Figura 1, unas cajas de soplado 38 que trabajan por presión
positiva, denominadas componentes funcionales, que crean unas
regiones de presión negativa que pueden estabilizar el recorrido de
la banda continua. La sección de secado podría comprender un
denominado grupo de cilindro de secado invertido (que no se ha
mostrado), donde los rodillos de aspiración están dispuestos por
encima de los cilindros de secado. En este caso, las cajas de
soplado deben instalarse debajo de la banda continua.
En el caso de la Figura 1, están instalados
además por debajo de los cilindros de secado unos miembros de
soplado 40, que producen unos soplados que se dirigen contra la cara
inferior de la banda continua con el fin de ventilar la cara
inferior de la misma. Debajo de la fila de rodillos de aspiración
están dispuestos además unos dispositivos 42 que suministran aire
para calentamiento y ventilación requerido por la sección de
secado.
El aire se extrae de la sección de secado a
través del techo 18, que actúa como un espacio colector para el
aire de escape, con la ayuda de un ventilador 44 a través del canal
de escape 46 al intercambiador de calor 24. El aire húmedo se
dirige además desde los rodillos 20 de aspiración de la sección de
secado con la ayuda de un ventilador 50 a través de los canales 48
y 52 al canal de escape 46, donde se combinan ambos flujos de aire
de escape, antes del ventilador 44 e intercambiador de calor 24.
El aire sustitutivo se suministra a la sección
de secado a través del intercambiador de calor 24 mediante el
ventilador 54 al canal de admisión 56. El aire sustitutivo se
dirige, desde el canal de admisión, en parte directamente al canal
colector 58, desde el que se impulsa aire para calentamiento y
ventilación con la ayuda de los miembros 42 bajo los rodillos 20 de
aspiración. Adicionalmente, el aire sustitutivo se dirige a otro
canal colector 60, desde el que el aire se dirige a unos miembros de
soplado 40 situados entre los rodillos de aspiración. Desde el
canal colector 60 se suministra también aire al orificio de entrada
y al orificio 62 de salida de aire, con el fin de impedir que el
aire frío de la sala de máquinas entre en la campana y de prevenir
que el aire húmedo se escape e introduzca en la sala de
máquinas.
La disposición anteriormente conocida
representada en la Figura 1, cuyo fin es disponer el aire de escape
y del aire de admisión, comprende un ventilador adicional 64, que
está destinado a circular aire desde el techo 18 hasta las cajas de
soplado 38 instaladas en las cavidades 36. El aire circulante se
dirige, con la ayuda del ventilador 64 del canal 66 al canal
colector 68, desde el que el aire se distribuye a las diferentes
cajas de soplado 38.
Un pequeño volumen de aire sustitutivo del canal
70, menos del 20% del volumen total de aire sustitutivo, se añade
desde el canal 56 de entrada al aire circulante suministrado a las
cajas de soplado 38. Adicionalmente, el aire procedente de los
rodillos de aspiración 20 se añade al aire circulante a través del
canal 72. De este modo, el aire circulante que entra a las cajas de
soplado 38 está relativamente húmedo, y por tanto no contribuirá
más al secado de la banda continua.
De este modo, para el funcionamiento de la
disposición anteriormente conocida se requiere para cada torre de
recuperación de calor al menos cuatro ventiladores diferentes 44,
50, 54 y 64 con sus canales. Ello hace al sistema voluminoso y por
tanto aumenta su coste. Además, debe ser posible controlar
independientemente cada ventilador, por lo que deben existir
también muchos puntos de control, lo cual hace más difícil dirigir
el sistema. Las extracciones parciales separadas aumentan también el
consumo de energía y complican el control de la instalación.
La Figura 2 muestra esquemáticamente una
disposición anteriormente conocida que dispone el aire de escape y
el aire de admisión en una sección de secado, cuya disposición
comprende dos torres de recuperación de calor. La Figura 2 usa los
mismos números de referencia que la Figura 1. La aplicación mostrada
en la Figura 2 utiliza dos torres idénticas 22 de recuperación de
calor, que se conectan ambas a dispositivos similares para flujos
de aire de escape y de admisión.
En la aplicación representada en la Figura 2, el
aire de escape se suministra mediante los ventiladores 44 y 50
tanto desde el techo 18 como de los rodillos 20 de aspiración a cada
torre 22 de recuperación de calor. De un modo correspondiente, el
aire sustitutivo se suministra a través de ambas torres 22 de
recuperación de calor con la ayuda de los ventiladores 54, y
dejando una fracción menor, también con la ayuda del ventilador 64
mezclada al aire circulante, a los dispositivos que trabajan por
presión positiva, tales como los dispositivos 40, 42 que impulsan
aire de calentamiento u aire de ventilación, y a los componentes
funcionales, tales como las cajas de soplado 38 instaladas en las
cavidades formadas entre los cilindros de secado (no mostradas).
Este sistema requiere al menos ocho ventiladores, o cuatro
ventiladores para cada torre de recuperación de calor.
La Figura 3 presenta esquemáticamente, de un
modo similar a la Figura 2, una disposición de acuerdo con el
invento para suministrar aire a una sección de secado y para extraer
aire de la sección de secado. La Figura 3 usa, cuando es aplicable,
los mismos números de referencia que las Figuras 1 y 2.
En la solución acorde con el invento
representada en la Figura 3, el aire de escape procedente de los
rodillos 20 de aspiración y del techo 18 se distribuye para que sea
directamente afectado a través de dos torres de recuperación de
calor 22 y 22' que tiene diferentes emplazamientos para la
extracción de aire. Las torres de recuperación de calor se
dimensionan de acuerdo con la aplicación respectiva.
El aire húmedo de escape de los rodillos de
aspiración se suministra mediante el ventilador 50 a la primera
torre 22 de recuperación de calor. En general, el aire de escape de
los rodillos de aspiración es más húmedo que el aire extraído a
través del techo, porque las aberturas de aspiración de los rodillos
de aspiración extraen aire de las proximidades de la superficie de
la banda continua, en otras palabras, desde una ubicación con una
máxima humedad del aire. Con la ayuda de la extracción de aire
húmedo, es posible aumentar la potencia de la torre de recuperación
de calor en comparación con las soluciones anteriormente conocidas,
en las que la parte principal del aire suministrado a las torres de
recuperación de calor se origina desde la campana, desde el techo
de la campana, cuyo aire está más seco que el aire ahora
suministrado a la torre.
La torre 22 se dimensiona de acuerdo con las
extracciones de los rodillos de aspiración. Normalmente no es
necesario ajustar el ventilador 50 durante las condiciones normales
de funcionamiento. Sin embargo, también en la solución acorde con
el invento, en situaciones especiales la torre 22 puede recibir aire
de escape desde el techo 18 de la campana a través del canal 51,
por ejemplo en situaciones en las que el volumen procedente de los
rodillos de aspiración es demasiado grande.
Normalmente, el aire se extrae del espacio de
aire de la campana a través del techo 18 a la segunda torre 22' de
recuperación de calor con la ayuda del ventilador 44. De esta
manera, aproximadamente entre un 20% y un 60%, o incluso más,
típicamente alrededor del 40% del aire a extraer del espacio de aire
de la campana, se extrae a través de esta torre 22'. La extracción
se controla de acuerdo con los requisitos de secado, con la ayuda
de un controlador de paletas de guiado separado o bien de un
regulador de tiro 74, como se ha mostrado en la Figura 3. El
control se puede efectuar también mediante un control de convertidor
de frecuencia del motor del ventilador 44.
Desde el techo, o directamente desde el espacio
de aire de la campana, el ventilador 64 toma, a través del canal
65, más aire de circulación para los componentes funcionales 38. En
la solución de acuerdo con la Figura 3, el canal 63 dirige
adicionalmente un gran volumen de aire sustitutivo, que se
precalienta en la torre 22 de recuperación de calor, al aire de
circulación. Cuando se requiera, el aire sustitutivo se puede
precalentar en un radiador separado de vapor o de agua (que no se
ha mostrado). La mezcla de aire de circulación y aire sustitutivo
se dirige mediante el ventilador 64 a los componentes funcionales
38. La cantidad de aire de circulación tomada del techo se puede
controlar mediante un regulador de tiro 76. Mediante el control de
la proporción entre aire de circulación y aire sustitutivo, el
regulador de tiro 76 puede afectar al balance de aire de la campana
y controlar el nivel cero. El volumen del aire sustitutivo que
procede de la primera torre de recuperación se mantiene
ventajosamente constante.
Sin embargo, un volumen ajustable de aire
sustitutivo se trae a través de la segunda torre 22' de recuperación
de calor con la ayuda del ventilador 54 a los miembros 42 de
calentamiento y ventilación. El volumen de aire se puede controlar,
por ejemplo, con un regulador de tiro 78 instalado por delante del
ventilador, con un controlador de paletas de guiado o con un
control de convertidor de frecuencia del motor del ventilador.
La torre 22 mostrada en la Figura 3 se ha
proyectado y dimensionado para suministrar principalmente unos
flujos de aire predeterminados con la ayuda de los ventiladores 50
y 64. Los flujos de aire que pasan a través de la segunda torre son
controlables normalmente de acuerdo con la situación de
funcionamiento; en otras palabras, son flujos de aire que crean un
funcionamiento óptimo.
Por tanto, la solución acorde con la Figura 3
puede disminuir sustancialmente el número de diferentes
extracciones, canales y ventiladores, en comparación con las
correspondientes soluciones antes conocidas. En la solución de
acuerdo con la Figura 3, la necesidad de ventiladores se reduce a la
mitad comparada con la solución de la Figura 2. De este modo, en la
sección de secado de la Figura 3, la canalización del aire tiene una
estructura más clara que en las soluciones anteriores, y el control
es más sencillo y más fácil de automatizar. En la solución compacta
que responde a la Figura 3, la construcción del sistema de aire es
más barata. La solución conduce a un aparato compacto, mediante el
que a menudo es posible ahorrar también en los costes de edificación
de la instalación. Además, la solución de la Figura 3 ofrece
posibilidades de reducir los requisitos de potencia y los costes
energéticos.
En la solución acorde con la Figura 3, el aire
se extrae a través de la torre 22 generalmente en un estado más
húmedo que en la solución de la Figura 2, donde principalmente se
extrae aire menos húmedo de la campana a través de la torre. Por
tanto, la solución de la Figura 3 puede aumentar en general el
efecto de la torre de recuperación de calor, en comparación con la
solución de la Figura 2.
La extracción de aire húmedo directamente de los
rodillos de aspiración evita una circulación innecesaria de aire
húmedo dentro de la campana, y se puede extraer de la banda continua
una fracción grande del contenido de humedad con un volumen de aire
relativamente pequeño y bajos costes de aparatos. Como, en la
solución acorde con el invento, la humedad ya no se transfiere
desde los rodillos de aspiración al espacio de la campana, esto
aporta también una ventaja en el sentido de que las paredes de la
campana se encontrarán con un aire más seco que antes, lo cual
disminuye el riesgo de la creación de condensado y los
inconvenientes que ello produce.
La Figura 4 presenta otra solución de acuerdo
con el invento. Cuando ha sido aplicable, se han usado también en
la Figura 4 los mismos números de referencia que en las Figuras
anteriores.
En la sección de secado mostrada en la Figura 4,
están conectadas dos torres 22 de recuperación de calor de acuerdo
con el invento, a través de las cuales el aire húmedo de los
rodillos 20 de aspiración se extrae de la sección de secado y a
través de las cuales se suministra aire sustitutivo, mezclado con el
aire de circulación, a los componentes funcionales 38. El aire se
extrae adicionalmente del techo 18 de la campana por medio de la
segunda torre 22' de recuperación de calor. La segunda torre 22' se
usa para precalentar el aire sustitutivo para los miembros 40, 42
de calentamiento y ventilación.
En el caso de la Figura 4, los ventiladores 64
suministran, a través de las torres 22, típicamente entre el 50% y
el 80% del aire sustitutivo de la sección de secado. Este aire
sustitutivo se suministra típicamente a los componentes funcionales
38, por lo que este aire sustitutivo puede cubrir aproximadamente
entre el 20% y el 100%, típicamente alrededor del 50%, del aire
requerido por los componentes funcionales. Este aire sustitutivo se
suministra principalmente a los miembros 40, 42 de calentamiento y
ventilación. En el caso de la Figura 4, todos los flujos de aire se
pueden controlar por separado.
La Figura 5 presenta una tercera aplicación del
invento. En dicha Figura 5 se usan también los mismos números de
referencia que en las Figuras anteriores.
En la solución de la Figura 5, hay tres torres
22 de recuperación de calor de acuerdo con la Figura 3, y sólo una
torre 22' de recuperación de calor. Los flujos del aire de escape de
las torres 22, así como los flujos 80 de aire sustitutivo, son
principalmente constantes. El secado y el balance de aire se pueden
controlar mediante el control de los flujos de aire de la torre
22'.
En el caso anterior presentado como un ejemplo,
el ventilador 64 suministra a los componentes funcionales 38 el
aire sustitutivo y además aire de circulación procedente del techo
18 de la campana. Sin embargo, debido al gran volumen del aire
sustitutivo, la mezcla de aire sustitutivo y aire de circulación que
entra en los componentes funcionales se encuentra más seca que en
las soluciones de las Figuras 1 y 2 anteriormente presentadas, en
las que los componentes funcionales recibían un volumen de aire
sustitutivo esencialmente menor, típicamente menor del 20% de aire
sustitutivo. En la solución que responde al invento, el aire
relativamente seco que entra en los componentes funcionales tiene
un efecto ventajoso sobre el secado de la cara superior de la banda
continua, y por tanto reduce la tendencia de la sección de secado de
la banda continua a secar la banda continua más en la cara
inferior, es decir, en la cara que mira al cilindro de secado.
Las soluciones del invento de acuerdo con las
Figuras 3 y 5 son mucho más sencillas y tienen una estructura más
clara que las soluciones anteriores, y por tanto es más fácil su
control. Se requiere un número menor de ventiladores, extracciones
y otros canales, lo cual hace que sean más livianas las soluciones,
requiriendo menos espacio, y resultando más baratas. En su
totalidad, el contenido de humedad se puede extraer de la campana
mediante volúmenes de aire menores que anteriormente en las
secciones de secado correspondientes. En las soluciones se puede
aumentar el efecto de la recuperación de calor suministrando a las
torres 22 aire de escape con un mayor contenido de humedad. Al
mismo tiempo, se eliminan o minimizan los inconvenientes causados
por la humedad a las estructuras de la campana.
En la exposición anterior se han presentado
realizaciones preferidas del invento. Sin embargo, el invento no
está destinado a limitarse a estas soluciones mostradas a título de
ejemplo, sino que la intención es poder aplicar el invento
ampliamente dentro de los límites definidos por las
reivindicaciones.
Así, cuando se desee, por supuesto una parte de
la sección de secado se puede proveer de otros sistemas de escape y
admisión de aire conocidos anteriormente además de la soluciones de
aparatos de acuerdo con el invento. Cuando se desee, una fracción
del aire de escape se puede descargar directamente de la sección de
secado, sin dirigir el aire a la torre de recuperación de calor.
Adicionalmente, se puede suministrar aire sustitutivo a la sección
de secado también por medio de otras rutas que a través de la torre
de recuperación de calor.
Cuando se desee, una parte del aire de escape de
los dispositivos que trabajan por presión negativa se puede dirigir
directamente fuera de la sección de secado, al exterior de la
solución de acuerdo con el invento, o recircular a la sección de
secado de una manera anteriormente conocida.
En particular, el invento es bien aplicable en
una sección de secado provista de una sola pasada de alambre, pero
también puede concebirse su uso en otras secciones de secado
correspondientes. El invento se puede aplicar bien en las secciones
de secado en las que una parte de los cilindros de secado
convencionales o todos los cilindros de secado convencionales se
reemplacen por cilindros de secado provistos de campanas de soplado
en la parte superior o de rodillos de aspiración.
Claims (17)
1. Un método para disponer del aire de escape y
del aire de admisión contenido en una sección (12) de secado
cubierta con una campana (14) en una máquina de fabricación de papel
o de cartón, en el que la sección (12) de secado tiene al menos un
grupo de secado provisto de cilindros (10) de secado y unos
dispositivos que trabajan por presión negativa o por presión
positiva, tales como rodillos (20) de aspiración, cajas de
aspiración, componentes funcionales (28) que trabajan por presión
positiva, y/o unos dispositivos (40, 42 que suministran aire de
calentamiento y/o aire de ventilación, en el que en el método
- se extrae aire de los dispositivos que
trabajan por presión negativa por medio de una torre de recuperación
de calor y se descarga fuera de la sección de secado,
- se suministra aire sustitutivo por medio de la
torre de recuperación de calor a los dispositivos de la campana que
trabajan por presión positiva, y
- se extrae aire del espacio de aire de la
campana, típicamente del techo de la campana, por lo que una primera
fracción del aire de escape del espacio de aire de la campana se
dirige además por medio de la torre de recuperación de calor y se
descarga fuera de la sección de secado,
caracterizado porque
- el aire de escape procedente de los
dispositivos (20) que trabajan por presión negativa se suministra
mediante un primer ventilador (50) por medio de una primera torre
(22) de recuperación de calor y se descarga fuera de la sección
(12) de secado,
- una primera fracción del aire sustitutivo se
suministra mediante un segundo ventilador (64) por medio de la
primera torre (22) de recuperación de calor a unos primeros
dispositivos (38) que trabajan por presión positiva, cuyos
dispositivos son principalmente componentes funcionales,
- una segunda fracción del aire sustitutivo se
suministra con un tercer ventilador (54) a través de una segunda
torre separada (22') de recuperación de calor a unos segundos
dispositivos (40, 42) que trabajan por presión positiva, cuyos
dispositivos son diferentes de los primeros dispositivos (38) que
trabajan por presión positiva y principalmente son unos
dispositivos que suministran aire de calentamiento y/o aire de
ventilación, y porque
- la fracción principal del aire de escape del
espacio (16) de aire de la campana (14) se suministra por un cuarto
ventilador (44) a través de la segunda torre (22') de recuperación
de calor y se descarga fuera de la sección (12) de secado.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque una segunda fracción del aire de escape
procedente del espacio (16) de aire de la campana (14) se suministra
como aire de circulación de retorno al interior de la campana (16)
hasta los primeros dispositivos (38) que trabajan por presión
positiva.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el aire además se circula desde el
espacio (16) de aire de la campana (14) mediante el segundo
ventilador (64) junto con la primera fracción del flujo de aire
sustitutivo a los primeros dispositivos (38) que trabajan por
presión positiva.
4. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el aire de
escape del espacio (16) de aire de la campana (14) se controla
mediante el control del volumen de aire de escape del espacio (16)
de aire de la campana (14) por medio de la segunda torre (22') de
recuperación de calor.
5. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el suministro de
aire al interior de la campana (14) se controla mediante el control
del volumen de aire sustitutivo alimentado a través de la segunda
torre (22') de recuperación de calor.
6. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una fracción de
aire, que es sustancialmente menor que la fracción principal, se
extrae adicionalmente del espacio (16) de aire de la campana (14)
mediante el primer ventilador (50) a través de la primera torre (22)
de recuperación de calor, de donde se mezcla con el aire de escape
procedente de los dispositivos (20) que trabajan con presión
negativa.
7. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el aire húmedo
de los dispositivos (20) que trabajan por presión negativa en la
sección (12) de secado se suministra al interior de una a cinco,
típicamente al interior de una a dos primeras torres separadas (22)
de recuperación de calor, con el fin de recuperar el calor de dicho
aire húmedo.
8. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la primera
fracción del aire sustitutivo abarca alrededor del 20% al 80%,
típicamente alrededor del 50%, del aire requerido por los
componentes funcionales (38).
9. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque entre el 20% y
el 50%, típicamente alrededor del 50%, del aire de escape
procedente del espacio (16) de aire de la campana (14) se extrae a
través de una sola segunda torre (22') de recuperación de calor.
10. Una sección (12) de secado en una máquina de
fabricación de papel o de cartón, que comprende una campana (14)
que cubre la sección de secado, al menos un grupo de secado provisto
de unos cilindros (10) de secado y unos dispositivos que trabajan
por presión negativa y por presión positiva, tales como rodillos
(20) de aspiración, cajas de aspiración, componentes funcionales
(38) que trabajan por presión positiva, y/o unos dispositivos
(40,42) que suministran aire de calentamiento y/o aire de
ventilación, y un aparato para disponer del aire de escape y del
aire de admisión en la sección de secado, en donde el aparato
comprende unos ventiladores (44, 50, 54, 64)
- para extraer aire de los dispositivos que
trabajan por presión negativa a través de una torre de recuperación
de calor y descargarlo fuera de la sección de secado,
- para suministrar aire sustitutivo a través de
la torre de recuperación de calor a los dispositivos de la campana
que trabajan por presión positiva, y
- para dirigir una primera fracción del aire de
escape del espacio de aire de la campana, típicamente desde el techo
de la campana, a través de la torre de recuperación de calor y
descargarlo fuera de la sección de secado,
caracterizado porque el aparato comprende
al menos dos torres (20, 22') de recuperación de calor que tienen
diferentes ubicaciones de extracción y al menos los siguientes
ventiladores que trabajan diferentemente:
- un primer ventilador (50) para extraer aire de
los dispositivos (20) que trabajan por presión negativa a través de
una primera torre (22) de recuperación de calor y descargarlo fuera
de la sección (12) de secado,
- un segundo ventilador (64) para suministrar un
primer flujo de aire sustitutivo a través de la primera torre (22)
de recuperación de calor a unos primeros dispositivos (38) que
trabajan por presión positiva, cuyos dispositivos son
principalmente componentes funcionales,
- un tercer ventilador (54) para suministrar un
segundo flujo de aire sustitutivo a través de la segunda torre (22')
de recuperación de calor a los segundos dispositivos (40, 42) que
trabajan por presión positiva, cuyos dispositivos son diferentes de
los primeros dispositivos (38) que trabajan por presión positiva y
típicamente son dispositivos que suministran aire de calentamiento
y/o aire de ventilación, y
- un cuarto ventilador (44) para extraer aire de
la campana (14), típicamente del techo (18) de la campana (14), y
para suministrarlo a través de la segunda torre (22') de
recuperación de calor y descargarlo fuera de la sección (12) de
secado.
11. Una sección de secado de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizada porque el aparato comprende
un ventilador para circular el aire de escape del espacio (16) de
aire de la campana (14), típicamente del techo (18) de la campana
(14), de retorno al interior de la campana (14) como aire de
circulación, a los primeros dispositivos (38) que trabajan por
presión positiva.
12. Una sección de secado de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizada porque el aparato comprende
además unos conductos (65) para suministrar aire mediante el segundo
ventilador (64) desde la campana (14), típicamente desde el techo
(18) de la campana (14), como aire de circulación mezclado con aire
sustitutivo a los primeros dispositivos (38) que trabajan por
presión positiva.
13. Una sección de secado de acuerdo con una de
las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque el aparato
comprende medios de control (74) para controlar el volumen de aire
suministrado desde la campana (14), típicamente desde el techo (18)
de la campana (14), a la segunda torre (22') de recuperación de
calor.
14. Una sección de secado de acuerdo con una de
las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque el aparato
comprende de una a cinco, típicamente de una a dos primeras torres
separadas (22) de recuperación de calor.
15. Una sección de secado de acuerdo con una de
las reivindicaciones 10 a 14, caracterizada porque el aparato
comprende una única segunda torre (22') de recuperación de
calor.
16. Una sección de secado de acuerdo con una de
las reivindicaciones 10 a 15, caracterizada porque está
provista de una sola pasada de alambre, y porque
- los dispositivos que trabajan por presión
negativa son principalmente rodillos (20) de aspiración o cajas de
aspiración, y porque
- los primeros dispositivos que trabajan por
presión positiva son cajas de soplado (38) que mejoran la capacidad
de desplazamiento y están dispuestas en las cavidades (36) entre los
cilindros (10) de secado, y porque
- los segundos dispositivos que trabajan por
presión positiva son unos dispositivos (42) que suministran aire
para calentamiento y/o aire para ventilación.
17. Una sección de secado de acuerdo con una de
las reivindicaciones 10 a 16, caracterizada porque el aparato
comprende al menos una primera y una segunda torre (22, 22') de
recuperación de calor, y porque las torres (22, 22') de recuperación
de calor comprenden unos dispositivos
- para precalentar aire sustitutivo a
suministrarse al interior de la campana (14), y
- para calentar agua que se va a usar en los
procesos de fabricación.
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