ES2299474T3 - Metodo y seccion de secado para disponer el aire de escape y el aire de admision en una seccion de secado. - Google Patents

Metodo y seccion de secado para disponer el aire de escape y el aire de admision en una seccion de secado. Download PDF

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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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