SE464142B

SE464142B - Method of removing condensate from a drier section of a paper machine

Info

Publication number: SE464142B
Application number: SE8505965A
Authority: SE
Inventors: A Maijala; M Karlsson; K Vikman
Original assignee: Papes Oy
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1991-03-11
Also published as: FI850625L; FI71591B; SE8505965L; FI71591C; SE8505965D0; FI850625A0

Abstract

The invention relates to a regulating method for removing the condensate formed in a drier section of a paper machine. The drier section of the paper machine used in the method comprises a number of consecutive drier groups, between which a pressure difference prevails. Using the method, the quantity of steam flowing into each group and what is known as the throughflow steam quantity flowing from group to group are regulated. For removing condensate, the pressure difference between the inflow side and the condensation side of the steam is in this connection regulated using the function δ p = f (pa), in which function δ p is the pressure level between the inflow side and the condensation side of the steam and pa is the pressure level of the steam group. <IMAGE>

Description

464 142 valts så, att det i ånggruppen bildade kondensatet säkert avgår oberoende av med vilken hastighet kondensatet upp- kommer och vilken trycknivå som råder i ånggruppen. En ' dylik lösning har dock i praktiken visat sig vara osäker. 464 142 has been chosen so that the condensate formed in the steam group safely leaves regardless of the speed at which the condensate arises and the pressure level prevailing in the steam group. However, such a solution has in practice proved to be uncertain.

Detta beror därpå, att den valda tryckskillnaden kan i sådana lägen där produktionen (den uppkomna mängden av kondensat) icke är stor, leda till för stor genom- strömmande ångmängd hos gruppen. Detta i sin tur förorsakar i rörledníngarna en stor erosionskorrosionsrisk och å ena sidan, vid stigande tryckskillnad mellan ånggrupperna, förminskas produktionskapaciteten hos torkpartiet. Å andra sidan kan driftspersonalen lätt välja en sådan tryckskillnad, att det vid ett maximalt produktionsläge icke finns förutsättningar för tillräcklig kondensavgång och följden blir risk för vattenlast. Pâ grund av ovan- nämnda omständigheter, och därtill på grund av att drifts- personalen icke har tillräcklig kunskap om funktionen hos förfarandet för att avlägsna kondensat och icke heller tid för fortsatt övervakning, väljes tryckskillnaden i ånggruppen utan undantag för stor. Detta leder alltid till snabb förslitning av kondensavledaranordningar (av sifoner och rörledningar) och driftsförluster, i form av sjunkande torkningskapacitet och ökande reparationsbehov.This is because the selected pressure difference can, in such situations where the production (the resulting amount of condensate) is not large, lead to too large a flow of vapor flowing through the group. This in turn causes a large erosion corrosion risk in the pipelines and on the one hand, with increasing pressure difference between the steam groups, the production capacity of the drying section is reduced. On the other hand, the operating personnel can easily choose such a pressure difference that at a maximum production mode there are no conditions for sufficient condensation and the consequence is a risk of water load. Due to the above-mentioned circumstances, and also due to the fact that the operating personnel do not have sufficient knowledge of the function of the procedure for removing condensate and also no time for further monitoring, the pressure difference in the steam group is selected without exception too large. This always leads to rapid wear of condensate drain devices (of siphons and pipelines) and operating losses, in the form of declining drying capacity and increasing repair needs.

Ett annat allmänt använt regleringsförfarande för konden- satavledare är en s.k. strömningsreglering, som i sin ursprungliga form har erhållit (1961) US-patent 2 992 493.Another commonly used control procedure for condensate conductors is a so-called flow control, which in its original form has been obtained (1961) U.S. Patent 2,992,493.

Grundtanken hos regleringssystemet är den, att tillsam- mans med kondensatet från cylindern avgående genomström- ningsånga åstadkommer den konstanta tryckskillnaden över i ångröret befintliga utmätningsorganet. Denna tryck- skillnad inställes så, att i ånggruppens funktionsområde vid maximalt produktionsläge genomströmningsångmängden är tillräcklig för att avlägsna kondensatet. Därav följer, att mängden genomströmningsånga alltid är konstant oberoende av kondenseringshastigheten. Med detta system uppnås kända fördelar med hänsyn till den tidigare beskrivna regleringen av tryckskillnaden. Men skulle förhållandet hos ånggruppen ändras från dimensioneringsförhållanden, uppför sig ut- 464 142 mätningsorganet felaktigt. Förhållandet kan ändras t ex vid förändring av papperskvaliteten hos det papper som skall torkas eller vid förändring av produktionsmängden.The basic idea of the control system is that together with the condensate flowing through the cylinder from the cylinder, it creates the constant pressure difference across the measuring means existing in the steam pipe. This pressure difference is set so that in the operating range of the steam group at the maximum production position the flow rate of steam is sufficient to remove the condensate. It follows that the amount of flow vapor is always constant regardless of the condensation rate. With this system, known advantages are achieved with regard to the previously described regulation of the pressure difference. However, should the ratio of the steam group change from dimensioning conditions, the measuring means behaves incorrectly. The ratio can be changed, for example, by changing the paper quality of the paper to be dried or by changing the production quantity.

Därtill kan nämnas, att den automatiska regleringen av slutfuktigheten förorsakar fortsatt förändring av beting- elserna. Förändringen av betingelserna kan förorsaka att ånggruppens tryck sjunker lägre än det tryck, för vilket utmätningsorganet är kalibrerat, varvid genom utmätningsorganet strömmar en mindre masström än med större tryck, ty vid tryckförändringen ändras ångans täthet och den nödvändiga tryckskillnaden ernås med en annan masström.In addition, it can be mentioned that the automatic regulation of the final humidity causes a continued change in the conditions. The change in conditions can cause the pressure of the steam group to drop lower than the pressure for which the measuring means is calibrated, whereby a smaller mass flow flows through the measuring means than with greater pressure, because with the pressure change the density of the steam changes and the necessary pressure difference is reached with another mass flow.

Ett dylikt reglersystem är på detta sätt lika benäget för för stora eller för små värden hos genomströmnings- ångmängden som ett konstanttryckskillnadsregleríngssystem, och utan fortsatt övervakning och den rätta utmätningen består nackdelarna hos de tidigare beskrivna tryckskill- nadsregleringarna.Such a control system is in this way just as prone to too large or too small values of the flow vapor flow as a constant pressure difference control system, and without continued monitoring and the correct measurement the disadvantages of the previously described pressure difference controls remain.

Man har vidareutvecklat strömningsregleringen så, att det nämnda utmätningsorganet är förenat med en strömkvan- titetsregulator, som reglerar färskångventilen hos en i banans rörelseriktning längre bak befintlig med lägre tryck försedd ånggrupp efter vad som på grund av tryck- nivån hos gruppen med högre tryck gjord korrigering av inställningsvärdet hos strömningsmängdregulatorn förut- sätter. Med andra ord strömningsregleringen har ändrats så, att genomströmningsångans hastighet är konstant och oberoende av trycket hos ånggruppen Även i detta system måste hastigheten hos genomströmningsångan väljas på ett sådant sätt, att man kan förvissa sig om, att konden- satet avgår från hela det operativa området hos torkpar- tiet. På grund av denna omständighet stiger strömnings- hastigheten över hövan när ånggruppens trycknivå stiger.The flow control has been further developed so that the said measuring means is connected to a flow quantity regulator, which regulates the fresh steam valve of a steam group provided with lower pressure in the direction of movement further back according to what has been done due to the pressure level of the higher pressure group. of the setting value of the flow rate controller assumes. In other words, the flow control has been changed so that the velocity of the flow vapor is constant and independent of the pressure of the vapor group. Also in this system, the velocity of the flow vapor must be chosen in such a way that one can make sure that the condensate departs from the entire operating area. at the drying party. Due to this circumstance, the flow velocity over the hoof increases when the pressure level of the steam group rises.

Man har försökt hitta en lösning på föregående olägen- heter, när man känner till det uppkomna kondensatets mängd per tidsenhet. Ett dylikt förfarande och anordning 464 142 har framställts i US-patentet 4 222 178. I detta för- farande har man förenat det í genomströmningsångröret befintliga utmätningsorganet och det till samma ånggrupp hörande i kondensavgångsröret hos kondensbehållaren pla- cerade utmätningsorganet på ett sådant sätt, att över organen rådande tryckskillnadsförhållande bibehålls konstant.An attempt has been made to find a solution to the previous inconveniences, when one knows the amount of condensate formed per unit time. Such a method and device 464 142 have been disclosed in U.S. Patent 4,222,178. In this method, the metering means contained in the flow-through steam pipe and the measuring means belonging to the same steam group belonging to the condensate outlet pipe of the condensate container are placed in such a way that the pressure difference ratio prevailing over the organs is maintained constant.

Detta förhållande ändras alltid när i ânggruppen upp- stående mängden av kondensat per tidsenhet förändras.This ratio always changes when the amount of condensate per unit time in the vapor group changes.

Syftet med ifrågavarande system är att upprätthålla ett sådant förhållande mellan tryckskillnaderna, att oberoende av produktionen kondensatet alltid avgår och samtidigt hastigheten hos genomströmningsångan i sifonröret är den minsta möjliga. Detta system förutsätter, att varje ànggrupp har sin egen kondensbehållare och därtill, att från varje behållare avlägsnas endast till respektive behållare kommande ånggrupps kondensat.The purpose of the system in question is to maintain such a relationship between the pressure differences that, regardless of the production, the condensate always departs and at the same time the velocity of the flow vapor in the siphon tube is the smallest possible. This system presupposes that each steam group has its own condensate container and, in addition, that from each container only the condensate of the steam group coming to the respective container is removed.

Med andra ord är det icke möjligt att i serie koppla två eller flera ånggruppers kondensbehållare. Icke heller får det i kondensbehållareninkommaandra, i processen uppkommande kondensat. I praktiken fordrar förverkligandet härav mycket dyra och komplicerade aggregationer av anord- ningar och rörsystem.In other words, it is not possible to connect two or more steam groups of condensate containers in series. Nor does it get into the condensate container other condensate arising in the process. In practice, the realization of this requires very expensive and complicated aggregations of devices and pipe systems.

Syftet med denna uppfinning är att åstadkomma ett förfarande som reglerar tryckskillnaden mellan en i pappersmaskinens flercylindertorkanordning använd ånggrupps ångfördelningsrör och kondenssamlingsrör så, att tryckskillnaden är tillräck- ligt stor och även ändrar sig med trycket. Med förfarandet kan man avlägsna nackdelarna hos den i början beskrivna lösningen enligt konstanttryckskillnadsreglersystemet och därtill är förfarandet tillämpbart på de andra ovan framställda lösningarna enligt den kända tekniken och då är det möjligt att man kan avlägsna olägenheterna hos dessa lösningar och på detta sätt höja nivån för rådande teknik på området.The object of this invention is to provide a method which regulates the pressure difference between a steam group of steam distribution pipes and condensate collecting pipes used in the multi-cylinder drying device of the paper machine so that the pressure difference is sufficiently large and also changes with the pressure. With the method one can remove the disadvantages of the initially described solution according to the constant pressure difference control system and in addition the method is applicable to the other solutions prepared above according to the prior art and then it is possible to remove the disadvantages of these solutions and thus increase the level of prevailing technology in the field.

För att ernå detta syfte kännetecknas förfarandet i huvudsak 464 142 därav, att man reglerar tryckskillnaden enligt funktionen ¿3p = f (pa) för att avlägsna kondensatet mellan ångans inströmningssida och kondenssida, i vilken funktion zkp är tryckskillnaden mellan ångans inströmningssida hos ånggruppen och kondenssida, pa är ànggruppens trycknivá, och vilken funktion har den egenheten, att funktionen är ökande i pa/¿§ p koordinationen. Formen hos regler- kurvan anläggs på regleranordningen antingen i förväg eller densamma bestäms med tillhjälp av maskinella mät- ningar - flera dylika kurvor kan finnas och vid varje tillfälle utnyttjad kurva är beroende av kvaliteten hos det producerade papperet. Ifrågavarande kvalitetsberoende bestäms antingen erfarenhetsmässigt eller med tillhjälp av maskinella mätningar.To achieve this object, the method is mainly characterized by regulating the pressure difference according to the function ¿3p = f (pa) to remove the condensate between the inlet side of the steam and the condensate side, in which function zkp is the pressure difference between the inlet side of the steam side and the condensate side of the steam group pa is the pressure level of the steam group, and which function has the peculiarity that the function is increasing in the pa / ¿§ p coordination. The shape of the control curve is applied to the control device either in advance or the same is determined with the aid of machine measurements - several such curves may exist and the curve used at each time depends on the quality of the paper produced. The quality dependence in question is determined either from experience or with the help of mechanical measurements.

Uppfinningen åskådliggöres i den följande beskrivningen med ett tillämpningsexempel hänvisande samtidigt till den bifogade ritningen. Ritningen visar schematiskt ett apparatsystem för att förverkliga förfarandet.The invention is illustrated in the following description with an application example referring simultaneously to the accompanying drawing. The drawing schematically shows an apparatus system for realizing the method.

På ritningen har framställts pappersmaskinens torkparti och med hänvisningsbeteckningar 1, 2, 3 har framställts ånggrupper, vilka är kaskadartat kopplade mot pappers- banans gângriktning. Banans gàngriktning har man utmärkt med pilen 32. Färskånga leds till torkpartiets cylinder- grupper via huvudångröret 7. Ånggruppernas àngfördel- ningsrör 11, 12, 13 är förenade med huvudångröret 7 via reglerventiler 8, 9 och 10. En del av den ånga som leds till cylindrarna kondenseras inuti cylindrarna och det bildade kondensatet leds tillsammans med genomströmningsånga med ett roterande sifonsystem till kondensatsamlings- rörsystem 14, 15 och 16, varifrån det leds vidare till varje ånggrupps kondensatbehállare 4, 5 och 6. Från kon- densatbehållaren 4 leds genomströmnings- och expansions- ånga via ett i dess övre de1'befintligt rör 31 in i ång- gruppens 2 ångfördelningsrör 12 så, att den i àngfördel- ningsröret 12 befintliga regleringsventilen 17 befinner sig efter blandningen av från röret 31 kommande ånga 464 142 och genom färskångventilen 9 kommande ånga. På samma sätt förfar man med ånggruppen 2 och kondensatbehållaren 5. Ånggruppens 3 kondensångblandning leds till ångbe- ' hållaren 6. Från behållaren 6 leds expansions- och genom- strömningsånga till en ytkondensator 23. De icke konden- f serade ångorna avlägsnas från ytkondensatorn med hjälp av en pump 24. I ånggrupperna 2 och 3 finns för dessa gruppers tryckreglering separata i àngfördelningsröret 12 och 13 befintliga reglerventiler 17 och 18.The drawing shows the drying section of the paper machine and with reference numerals 1, 2, 3 steam groups have been produced, which are cascade-like connected to the direction of travel of the paper web. The direction of travel of the web is indicated by the arrow 32. Fresh steam is led to the cylinder groups of the drying section via the main steam pipe 7. The steam distribution steam pipes 11, 12, 13 are connected to the main steam pipe 7 via control valves 8, 9 and 10. Some of the steam led to the cylinders are condensed inside the cylinders and the formed condensate is led together with flow steam with a rotating siphon system to condensate collecting pipe systems 14, 15 and 16, from where it is passed on to each steam group condensate containers 4, 5 and 6. From the condensate container 4 flow and expansion steam via a steam distribution pipe 12 present in its upper part 1 into the steam distribution pipe 12 of the steam group 2, so that the control valve 17 present in the steam distribution pipe 12 is located after the mixing of steam 464 142 coming from the pipe 31 and coming through the fresh steam valve 9 . The steam group 2 and the condensate tank 5 are treated in the same way. The condensate mixture of the steam group 3 is led to the steam tank 6. Expansion and flow steam is led from the tank 6 to a surface condenser 23. The uncondensed vapors are removed from the surface condenser by of a pump 24. In the steam groups 2 and 3 there are separate control valves 17 and 18 for the pressure control of these groups in the steam distribution pipe 12 and 13.

I ânggruppens 1 fördelningsrör 11 är fäst ett tryckmät- organ 25 och på motsvarande sätt är i kondenssamlingsröret 14 fäst ett mätorgan 26. Mätorganen 25 och 26 är förenade med tryckskillnadsreglerorganet B, som strävar att hålla tryckskillnaden vid inställt värde genom att reglera både färskångventilen 9 och passerventilen 19, vars rör- system är i förbindelse med ytkondensatorn 23. När tryck- skillnaden är under inställningsvärdet stänger färskàng- ventilen 9 förorsakande sänkning av mottrycket i linjen 31 och åstadkommande en större tryckskillnad mellan ång- fördelningsröret 11 och kondenssamlingsröret 14. I händelse att reglerventilen 9 är helt stängd och tryckskillnaden fortfarande är otillräcklig, öppnar sig passerventilen 19. Reglerorganet B får det yttre inställningsvärdet från reglerorganet A, som reglerar ânggruppens 1 tryck med hjälp av ventilen 8. Reglerorganet A räknar detta inställda värde från ânggruppens 1 tryck och torkpartiets produktionsuppgifter i enlighet med kurvaturen 1 med hjälp av en dator 33. Inställningsvärdet för ânggruppens 1 tryck beräknas med datorn 33, t ex genom återkoppling av rullens fuktighet. Inställningsvärdet för ânggruppens 2 tryck hos reglerorganet C beräknas med hjälp av inställ- ningsvärdet hos reglerorganen A och B på så sätt, att ânggruppens 2 tryck alltid är lägre eller lika stort som trycket hos ånggruppen 1 minskat med tryckskillnaden mellan gruppens ångfördelnings- och kondenssamlingsrör och med tryckförlusten, som uppkommer då utloppsångan strömmar till kondensbehâllaren 4 och via röret 31. 464 142 Dessutom ger en dator 34 (som kan vara densamma som 33) inställningsvärdets begränsning åt reglerorganet C. Denna begränsning har i förväg i tabellform införts i datorns minne och den är beroende av den papperskvalitet som för tillfället skall torkas. Dessa beroenden är antingen erfarenhetsmässiga eller bestämda genom mätningar. Tryck- skillnadsregulatorn D får sitt yttre inställningsvärde via ett reglerorgan C, som beräknar det på samma sätt som regulatorn A beräknar inställningsvärdet för tryck- skillnadsregulatorn B. Den av reglerorganet C använda kurvaturen 1 kan vara densamma som eller olika den av reglerorganet A använda kurvaturen. Inställníngsvärdet för ånggruppens 3 tryck för reglerorganet E beräknas på lika grunder som inställningsvärdet för ånggruppens 2 tryck. Begränsningen av inställningsvärdet till regler- organet E erhålls från den i datorn 35 befintliga tabellen såsom konstaterades hos reglerorganet C. Det bör dock observeras att tabellen är olika den som finns hos regler- organet C.A pressure measuring means 25 is fixed in the distribution group 11 of the steam group 1 and correspondingly a measuring means 26 is fixed in the condensate collecting pipe 14. The measuring means 25 and 26 are connected to the pressure difference control means B, which strives to keep the pressure difference at set value by controlling both fresh steam valve 9 and the pass valve 19, the pipe system of which is in communication with the surface capacitor 23. When the pressure difference is below the setting value, the fresh steam valve 9 closes causing a lowering of the back pressure in line 31 and causing a larger pressure difference between the steam distribution pipe 11 and the condensate collection pipe 14. the control valve 9 is completely closed and the pressure difference is still insufficient, the access valve 19 opens. The control means B receives the external setting value from the control means A, which regulates the pressure of the steam group 1 by means of the valve 8. The control means A calculates this set value from the steam group 1 pressure. in accordance with curve the setting 1 by means of a computer 33. The setting value for the pressure of the steam group 1 is calculated with the computer 33, for example by feedback of the humidity of the roller. The setting value of the steam group 2 pressure of the control means C is calculated by means of the setting value of the control means A and B in such a way that the pressure of the steam group 2 is always lower or equal to the pressure of the steam group 1 reduced by the pressure difference between the group steam distribution and condensate pipes. the pressure loss which occurs when the outlet steam flows to the condensate tank 4 and via the pipe 31. 464 142 In addition, a computer 34 (which may be the same as 33) gives the setting value limitation to the control means C. This limitation has been tabulated in advance in the computer memory and it is depending on the quality of paper currently to be dried. These dependencies are either experiential or determined by measurements. The pressure difference regulator D receives its external setting value via a control means C, which calculates it in the same way as the regulator A calculates the setting value for the pressure difference regulator B. The curvature 1 used by the control means C can be the same as or different from the curvature used by the control means A. The setting value for the steam group 3 pressure for the control means E is calculated on the same basis as the setting value for the steam group 2 pressure. The limitation of the setting value to the control means E is obtained from the table in the computer 35 as was found in the control means C. It should be noted, however, that the table is different from that in the control means C.

Tryckreglerorganet F får sitt yttre inställningsvärde från reglerorganet E enligt ovan beskrivna principer.The pressure control means F receives its external setting value from the control means E according to the principles described above.

Trfckskillnadsreglerorganet F reglerar tryckskillnaden mellan àngfördelningsröret 13 hos ånggruppen 3 och kondens- samlingsröret 16 genom reglering av ventilen 21 och genom att ge det yttre inställningsvärdet för temperaturen 31 hos det från ytkondensatorn 23 kommande kondensatet.The pressure difference regulating means F regulates the pressure difference between the steam distribution pipe 13 of the steam group 3 and the condensate collecting pipe 16 by regulating the valve 21 and by giving the external setting value for the temperature 31 of the condensate coming from the surface condenser 23.

Reglerorganet G reglerar färskvattenventilen 22 så, att kondensatets temperatur har det önskade värdet.The regulating means G regulates the fresh water valve 22 so that the temperature of the condensate has the desired value.

Enär ånggruppernas tryckskillnad är beroende av produk- tionen och gruppernas trycknivåer är kopplade till varandra så, att i banans gångriktning längre bort varande grupp alltid har ett högre tryck, fungerar det ovan beskrivna förfarandet även i ett sådant läge, där huvudgruppens trycknivå beräknas t ex i samband med banbrott.Since the pressure difference of the steam groups depends on the production and the pressure levels of the groups are connected to each other so that the group further away in the path of the path always has a higher pressure, the method described above also works in such a situation where the main group pressure level is calculated e.g. in connection with pioneering work.

Claims

464,142 Patent claims

A method for controlling the removal of condensate originating in the drying cylinder of a paper machine or a cardboard machine, wherein the drying portion of the machine comprises several successive drying groups, between which there is a pressure difference, whereby the method regulates from group to group or corresponding flowing so-called flow steam quantity, characterized in that for removing condensate the pressure difference between the steam inflow side and the condensation side is regulated according to the function A p = f (pa), in which function A p is the pressure difference between the steam group steam side and the condensation side , pa is the pressure level of the steam group and which function has the peculiarity that the function is growing in the pa / ¿5 p coordination.

2. A method according to claim 1, characterized in that a function f (pa) is provided in a control unit for a steam and condensation system, which function is characteristic of each group.

3. A method according to claim 1, characterized in that the f (pa) level of the function changes proportionally to the production.

4. A method according to claim 1, characterized in that the f (pa) level of the function changes in relation to the properties of the raw materials of the paper to be dried.

Method according to Claim 1, characterized in that in order to achieve the function ¿\; ﬁ = f (pa), the control valve (8, 9, 10) of each steam group (1, 2, 3) is regulated, which is arranged in the main steam pipe. (7), by means of a control means (A, C, E) present in each steam group (1, 2, 3), to which an external corresponding setting value is given for regulating the pressure level of the steam group, 464 142 is measured by means of measuring means (25 - 30). ) of each steam group (1, 2, 3) the pressure difference between the steam inflow side (11, 12, 13) and condensation side (14, 15, 16), each steam group pressure difference values are passed to the steam group corresponding control means (B, D, F), to which control values are given by the pressure level giving control means (A, C, E) and with which control means (B, D), calculated in the direction of movement of the track seen the control means (F) belonging to the first steam group, control the following steam group control valve (9, 10) and / or in between the condensate container (4, 5) of the steam group in question and the pipe system lying on the surface condenser (23) ade valve (19, 20) and of which the condensing power (F) of the surface condenser (23) belonging to the first steam group (3) belonging to the first steam group (3) is controlled by regulating the temperature of the steam tank condenser container ( 6).