SE464474B

SE464474B - CONTROL SYSTEM FOR VENTILATION OF A PAPER MACHINE DRY CAPE

Info

Publication number: SE464474B
Application number: SE8603972A
Authority: SE
Inventors: R Virta; H Kotajaervi; M Karlsson; R Ilmanen
Original assignee: Valmet Paper Machinery Inc
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1991-04-29
Also published as: FI71372B; DE3630561A1; DE3630561C2; FI853654A0; SE8603972D0; SE8603972L

Description

464 474 10 15 20 25 sn' 35 2 Skillnaden mellan trycket på utsidan och insidan av kåpan varierar i kåpans höjdriktning från positiv till negativ p g a den s k skorstenseffektens skiktande tryck- verkan. Den nivå där ovannämnda tryckskillnad är noll och där ingen läckageströmning varken inli eller ut ur kåpan äger rum kallas kåpans 0-nivå. Under ifrågavarande 0-nivå strävar sålunda luften att strömma in i kàpan, och på motsvarande sätt strävar luften att ovanför denna O-nivå strömma ut ur kåpan. I allmänhet strävar man efter att reglera ifrågavarande O-nivå till en höjd av ca 2 m över nivån för pappersmaskinsalens golv, emedan de öppningar genom vilka pappersbanan leds in och ut ur kåpan befinner sig på denna höjd. Genom en sådan enligt uppfinningen föreslagen reglering av O-nivån till nämnda höjd strävar man att motverka de menliga luftströmmar som uppkommer vid pappersbanans svårtätade in- och utgångsöppningar. 464 474 10 15 20 25 sn '35 2 The difference between the pressure on the outside and the inside of the cover varies in the height direction of the cover from positive to negative due to the stratifying pressure effect of the so-called chimney effect. The level where the above-mentioned pressure difference is zero and where no leakage flow either in or out of the housing takes place is called the 0 level of the housing. Below the 0 level in question, the air thus tends to flow into the housing, and correspondingly the air tends to flow out of this housing above this O level. In general, one strives to regulate the O-level in question to a height of about 2 m above the level of the floor of the paper machine room, since the openings through which the paper web is led in and out of the cover are at this height. By such a proposed regulation of the O-level to said height proposed according to the invention, one strives to counteract the harmful air currents which arise at the paper-web's difficult-to-seal inlet and outlet openings.

Vid förut kända manuella reglersystem för ventilation av en kåpa till en pappersmaskin har man vid förändring av maskinens hastighet eller av avdunstningen från det papper som tillverkas varit tvungen att manuellt "ställa in" kåpans O-nivå på nytt.In previously known manual control systems for ventilation of a cover to a paper machine, when changing the speed of the machine or the evaporation from the paper produced, one has had to manually "set" the O-level of the cover again.

För uppnående av ovan angivna ändamål och för elimi- nering av nämnda olägenheter har enligt uppfinningen åstadkommits ett reglersystem, som är av den inledningsvis beskrivna typen och som därutöver har de särdrag som anges i den kännetecknande delen av efterföljande patentkravet 1. Föredragna utföringsformer av uppfinningen anges i efterföljande underordnade patentkrav.In order to achieve the above objects and to eliminate the said disadvantages, a control system has been provided according to the invention, which is of the type initially described and which in addition has the features stated in the characterizing part of the appended claim 1. Preferred embodiments of the invention are stated in the following dependent claims.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare under hänvisning till ett i figurerna på bifogade ritning visat utföringsexempel enligt uppfinningen, till vilket exempels detaljer uppfinningen på intet sätt är snävt begränsad.In the following, the invention is described in more detail with reference to an exemplary embodiment according to the invention shown in the figures in the accompanying drawing, to which details of the invention the invention is in no way narrowly limited.

Fig 1 visar i form av ett blockschema ett exempel på ett fördelaktigt utförande av reglersystemet enligt upp- finningen. 10 15 20 25 30 35 464 474 3 Fig 2 visar en medelst manuell mätning pá förhand uppmätt utloppsluftström som funktion av en ersättnings- luftström, när kàpans 0-nivá hàlls pà en viss konstant höjd.Fig. 1 shows in the form of a block diagram an example of an advantageous embodiment of the control system according to the invention. 10 15 20 25 30 35 464 474 3 Fig. 2 shows a pre-measured exhaust air flow by means of manual measurement as a function of a replacement air flow, when the 0-level of the cover is kept at a certain constant height.

I enlighet med fig 1 leds en ersättningsluftström, dvs den inkommande luftströmmen ml, genom en kanal 11 in i en kåpa 10 til en mångcylindertork till en pappersmaskin.According to Fig. 1, a replacement air stream, i.e. the incoming air stream ml, is led through a duct 11 into a housing 10 of a multi-cylinder dryer to a paper machine.

Inne i kåpan 10 finns i allmänhet tvà rader av àngupp- hettade torkcylindrar 35, över vilka en pappersbana W, som skall torkas, förs fram i slingor. Pappersbanans W ingång in i kåpan 10 har hänvisningsbeteckningen Win och utgången W out Ersättningsluftkanalen 11 förgrenar sig i tvà del- kanaler lla och llb, vilka lämpligen fördelar den från inblásningsanordningen 11 inkommande ersättningsluften in i kåpan 10. I ersättningsluftkanalen ll är anordnad en fläkt 12, som framdriver ersättningsluften genom en värme- växlare 13, där ersättningsluften ges en lämplig tempera- tur. I ersättningsluftkanalen 11 finns ett reglerspjäll 14, vars läge styrs medelst en annan regulator 19 via en förbindning 17. Efter reglerspjället 14 finns i ersätt- ningsluftkanalen 11 en strömningsgivare, som mäter ersätt- ningsluftens strömning ml och som baserar sig på mätning av t ex tryckskillnad, samt strömningsgivarens sändare 15, vilken via en förbindning 16 är kopplad till ovannämnda regulator 19.Inside the housing 10 there are generally two rows of steam-heated drying cylinders 35, over which a paper web W to be dried is advanced in loops. The input of the paper web W into the housing 10 has the reference numeral Win and the output W out. The replacement air duct 11 branches into two sub-ducts 11a and 11b, which suitably distribute the replacement air entering from the blowing device 11 into the housing 10. In the replacement air duct 11, a fan 11 is provided which propels the replacement air through a heat exchanger 13, where the replacement air is given a suitable temperature. In the replacement air duct 11 there is a control damper 14, the position of which is controlled by another regulator 19 via a connection 17. After the control damper 14 there is a flow sensor in the replacement air duct 11, which measures the replacement air flow ml and which is based on measuring e.g. , and the transmitter 15 of the flow sensor, which is connected via a connection 16 to the above-mentioned regulator 19.

En utloppsluftkanal 18 är förbunden med kàpans 16 övre del. En utloppsluftström m2 strömmar genom en värme- átervinningsanordning (LTO) 15. Efter anordningen 25 finns i utloppsluftkanalen ett reglerspjäll 26, som styrs av en första regulator 30 via en förbindning 27. Efter regler- spjället 26 finns i utloppsluftkanalen 18 en utloppsluft- fläkt 28, där en kanal 29 på fläktens 28 trycksida leder till den omgivande luften. Med utloppsluftströmmen m2 av- leds det vatten som i kàpan 10 avdunstat från banan W. 464 474 10 15 20 25 30 35 4 I utloppsluftskanalen 18 är anordnad en mätgivare och sändare 22 för utloppsluftströmmen m2, en fuktgivare och sändare 23 för utloppsluftströmmen samt en mätgivare och : sändare 24 för utloppsluftströmmens temperatur (torr tem- peratur). Givaren och sändaren 22 för utloppsluftströmmen : m2 är via en förbindning 21 kopplad till regulatorn 19, medelst vilken ersättningsluftströmmen m styrs. De mät- signaler som fås av mätsändarna 23 och Zå för utloppsluft- strömmens m2 temperatur och fuktighet leds via förbind- ningar 36 och 37 till regulatorn 30, medelst vilken man via en förbindning 27 styr reglerventilen 26 i utlopps- luftkanalen 18. Den första regulatorn 30 och den andra regulatorn 19 kan konstruktionsmässigt och/eller funk- tionsmässigt åtminstone i någon man integreras.An exhaust air duct 18 is connected to the upper part of the cover 16. An exhaust air stream m2 flows through a heat recovery device (LTO) 15. After the device 25 there is in the exhaust air duct a control damper 26, which is controlled by a first regulator 30 via a connection 27. After the control damper 26 there is an outlet air fan 28 in the exhaust air duct 26 , where a duct 29 on the pressure side of the fan 28 leads to the ambient air. With the exhaust air stream m2, the water which in the cover 10 has evaporated from the web W. 464 474 10 15 20 25 30 35 4 In the exhaust air duct 18 is arranged a measuring sensor and transmitter 22 for the exhaust air stream m2, a humidity sensor and transmitter 23 for the exhaust air stream and a measuring sensor and: transmitter 24 for the exhaust air flow temperature (dry temperature). The sensor and transmitter 22 for the exhaust air flow: m2 is connected via a connection 21 to the regulator 19, by means of which the replacement air flow m is controlled. The measuring signals obtained by the measuring ends 23 and Zå for the temperature and humidity m2 of the exhaust air stream are led via connections 36 and 37 to the regulator 30, by means of which the control valve 26 in the exhaust air duct 18 is controlled via a connection 27. 30 and the second regulator 19 can be structurally and / or functionally integrated in at least one man.

Den andra regulatorns 19 funkton styrs enligt upp- finningen av en enhet 20, t ex en mikroprocessor, i vars minne man i form av en tabell eller en kalkylerbar funk- tion har lagrat en i fig 2 visad, pà förhand definierad kurva kl, som är av väsentlig betydelse för hur regler- systemet enligt uppfinningen fungerar. En inställnings- värdereglereneht 33 är via förbindningar 31 och 32 kopplad till den första regulatorn 30.According to the invention, the function of the second controller 19 is controlled by a unit 20, for example a microprocessor, in the memory of which, in the form of a table or a calculable function, a pre-defined curve kl, shown in Fig. 2, has been stored. is of essential importance for how the control system according to the invention works. A setting value control unit 33 is connected via connections 31 and 32 to the first controller 30.

I det följande beskrivs de nya särdragen hos kon- struktionen och funktionssättet för reglersystemet enligt uppfinningen.In the following, the new features of the construction and mode of operation of the control system according to the invention are described.

Den i fig 2 visade kurvan kl, vilken är lagrad i minnet för den enhet 20 som reglerar den andra regulatorn 19, mäts manuellt genom att man minskar utloppsluftström- -men m2 medelst t ex reglerspjället 26 och genom att man reglerar ersättningsluftströmmen ml medelst reglerspjället 14 i kanalen ll så, att den i kàpan 10 befintliga O-nivån Q ställs in pá en given vald konstant höjd, t ex på 2 m höjd över maskinsalens golv. På ovan visat sätt är punkterna 1, v 2 och 3 i fig 2 definierade, och den funktion som dessa punkter representerar har approximerats med kurvan (lin- jen) kl. Kurvan kl är av avgörande betydelse för hur reg- lersystemet enligt uppfinningen fungerar och är specifik 10 15 20 25 30 35 464 474 5 för varje enskild tork. Kurvan kl kan definieras exakt endast genom speciella förhandsmätningar. Om man vill ställa in kåpans 0-nivå på en annan höjd, bör man mäta upp en annan motsvarande kurva, vilken i fig 2 visas som den brutna linjen kz. I enhetens 20 minne har man i form av en funktion eller en tabell eller tabeller lagrat kurvan kl och k2...kn).The curve kl shown in Fig. 2, which is stored in the memory of the unit 20 controlling the second regulator 19, is measured manually by reducing the exhaust air flow but by means of, for example, the control damper 26 and by regulating the replacement air flow ml by means of the control damper 14. in the duct 11 so that the O-level Q present in the housing 10 is set at a given selected constant height, for example at a height of 2 m above the floor of the engine room. In the manner shown above, points 1, v 2 and 3 in Fig. 2 are defined, and the function which these points represent has been approximated by the curve (line) at The curve kl is of decisive importance for how the control system according to the invention works and is specific for each individual dryer. The curve at can be defined exactly only by special preliminary measurements. If you want to set the cover level 0 to another height, you should measure another corresponding curve, which in Fig. 2 is shown as the broken line kz. In the unit's 20 memory, the curve kl and k2 ... kn) has been stored in the form of a function or a table or tables.

Reglersystemet enligt uppfinningen fungerar på föl- jande sätt. Regulatorn 30 håller utloppsluftens fuktighet konstant om utloppsluftens temperatur hålls konstant. I allmänhet eftersträvas i utloppsluften ett så stort fukt- värde som möjligt, t ex ca 200 g H20/kg tl. Fuktigheten i hålls konstant genom att man me- (eller kurvorna kl utloppsluftströmmen m2 delst regulatorn 30 reglerar reglerspjället 26 i kanalen 18 under samtidig mätning av utloppsluftens fuktighet me- delst fuktmätaren 23. Härvid reglerar regulatorn 30 fuk- tigheten i utloppsluften till den nivå som inställs i in- ställningsvärdereglerenheten 33. Det optimala värdet för fuktigheten i utloppsluften är beroende av utloppsluftens temperatur, och därför leds den temperatursignal som mätts medelst termometern 24 från regulatorn 30 eller direkt från termometern via förbindningen 31 till inställninge- värdereglerenheten 33 för fuktnivån, vilken enhet auto- matiskt ändrar inställningsvärdet för fuktigheten som funktion av temperaturen.The control system according to the invention works in the following way. The regulator 30 keeps the humidity of the exhaust air constant if the temperature of the exhaust air is kept constant. In general, the outlet air strives for as large a moisture value as possible, eg approx. 200 g H 2 O / kg tl. The humidity in is kept constant by measuring (or the curves at the exhaust air flow m2 in the regulator 30 the regulating damper 26 in the duct 18 while simultaneously measuring the humidity of the exhaust air by means of the humidity meter 23. The regulator 30 regulates the humidity in the exhaust air to the level set in the setting value control unit 33. The optimum value for the humidity in the exhaust air depends on the temperature of the exhaust air, and therefore the temperature signal measured by the thermometer 24 is conducted from the controller 30 or directly from the thermometer via the connection 31 to the humidity level setting value control unit 33. - mathematically changes the setting value for the humidity as a function of the temperature.

Medelst samma strömningsmätare 22 mäter reglersyste- met den för rätt fuktighet reglerade utloppsluftvolym- strömmen, varvid den mätsignal som beskriver nämnda volym- ström leds till regulatorn 19 via förbindningen 21. Med hjälp av den i enheten 20 lagrade kurvan kl väljer regula- torn 19 som sitt inställningsvärde den ersättningsluft- mängd mio som motsvarar värdet för utloppsluftströmmen mzo (fig 2), vilket förverkligas medelst reglerkretsen 14, 15, 216, l7,.19 och 20. Ett resultat av denna reglering är att reglerspjället 14 i ersättningsluftkanalen ll söker sig till ett sådant (nytt) läge, att följden härav blir att 0- nivån i kåpan 10 ställer sig in på den höjd som represen- teras av kurvan k t ex på ämnda 2,0 m. ll 464 474 10 15 20 25 30 35 6 Det ovan beskrivna reglersystem avpassas att fungera så, eller också styrs så, att man t ex efter ett banbrott kan_fortsätta verksamheten medelst i minnet tidigare lag- rade inställningsvärden i t ex en halv timmes tid, så att förändringsfenomenen efter banbrottet hinner jämna ut sig, varefter man låter inställningsvärdena i regulatorerna 19, 30 börja glida styrda av reglersystemet. På så sätt und- viks instabilitetsfenomen efter banbrott.By means of the same flow meter 22, the control system measures the outlet air volume flow regulated for the correct humidity, the measuring signal describing said volume flow being led to the regulator 19 via the connection 21. By means of the curve stored in the unit 20, the regulator 19 selects its set value is the replacement air volume mio which corresponds to the value of the exhaust air flow mzo (Fig. 2), which is realized by means of the control circuit 14, 15, 216, 17, .19 and 20. A result of this regulation is that the control damper 14 in the replacement air duct ll seeks such a (new) position that the consequence of this is that the 0-level in the housing 10 adjusts to the height represented by the curve kt ex on the said 2.0 m. ll 464 474 10 15 20 25 30 35 6 The control system described above is adapted to function in such a way, or is controlled in such a way that, for example, after a break in the track, one can continue the operation by means of setting values previously stored in memory for, for example, half an hour, so that but after the track break the time has to level out, after which the setting values in the controllers 19, 30 are allowed to begin to slide controlled by the control system. In this way, instability phenomena after track breaks are avoided.

Medelst reglersystemet enligt uppfinningen kan man bibehålla det i utloppsluftströmmen på förhand bestämda fördelaktiga fuktvärdet och sålunda förhindra av alltför höga fuktvärden i utloppsluftströmmen förorsakad konden- sering av vatten inuti kåpan 10, vilket kan skada t ex banan W. En väsentlig fördel ligger även däri att man und- viker ständiga mätningar av 0-nivån i kåpan 10, vilka är besvärliga och föga noggranna. Vid förhandsbestämning av kurvan kl kan mätningen av O-nivån baseras på många tryck- skillnadsmätningar som företagits i representativa punkter i kåpan 10, och sålunda kan mätningarnas noggrannhet och tillförlitlighet förbättras.By means of the control system according to the invention it is possible to maintain the advantageous moisture value predetermined in the exhaust air stream and thus prevent condensation of water inside the housing 10 caused by excessive moisture values in the exhaust air stream, which can damage, for example, the web W. avoids constant measurements of the 0 level in the housing 10, which are cumbersome and not very accurate. When predetermining the curve at, the measurement of the O-level can be based on many pressure difference measurements taken at representative points in the housing 10, and thus the accuracy and reliability of the measurements can be improved.

I det följande presenteras patentkraven, inom ramen för vilka uppfinningens olika detaljer kan variera och avvika från föregående exempel. .n m'In the following, the claims are presented, within the framework of which the various details of the invention may vary and deviate from the previous examples. .n m '

Claims

10 15 20 25 30 35 464 474 PATENT REQUIREMENTS

Control system for ventilation of a paper machine's drying cover (10), by means of which both the exhaust air flow (m2) derived from the cover and the replacement air flow (ml) initiated in the cover are measured and at which the moisture level and temperature of the outlet air flow are measured, characterized from the fact that the control system comprises two control circuits, of which the humidity level of the exhaust air stream is measured by means of the first control circuit (23, 24, 26, 27, 30, 31, 32, 33) and is regulated by influencing the magnitude of the exhaust air flow (m2 ) according to a value set with a setting value unit (33), and that by means of the second control circuit (14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22) in the control system the O-point of the difference between the pressure inside and outside the cover is kept (10) which is ventilated, ie the so-called 0-level of the cover, at a constant height by measuring the flow rate (m2) of the exhaust air, which is regulated by means of said first control circuit, and by setting the second control circuit in setting value for the flow rate of the replacement air (ml) to a value corresponding to a predetermined value stored in the second control circuit for a constant 0 level in the cover (10).

Control system according to claim 1, characterized in that the first control circuit has measuring devices (20, 37) for the temperature of the exhaust air flow (m2), from which measuring devices (20, 37) the measuring signal obtained there is conductive to the input circuit. position value unit (33) for changing the setting value of the control circuit for the humidity according to a preset humidity-temperature dependence.

Control system according to Claim 1 or 2, characterized in that the first control circuit has a setting value unit (20) connected to its regulator (19), in which information on the mutual relationship between the exhaust air flow and the 464 474 10 15 20 25 30 35 8 The settling air flow for a selected constant 0 level in the dryer cover (10) is stored.

Control system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second control circuit has, by means of pressure difference sensors or the equivalent: functional measuring devices (21, 22) for the amount of exhaust air (m2), from which devices (21, 22) the measurement signals obtained there are conductive to the setting value unit (20) of the control circuit, from which a variable setting value corresponding to a constant 0 level in the housing (10) is obtained for the second controller (19), and that the second control circuit also has measuring devices (15, 16) as well as control and function devices for the replacement air flow rate (ml), by means of which devices the control damper (14) or equivalent is actuated in the replacement air duct (II).

Control system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it is arranged and / or controlled to function in such a way that the setting values for each control circuit after an interruption of operation in the dryer are kept constant for a certain time, so that after interruption The phenomenon of change that occurs, which affects the control system, has time to equalize, after which the setting values are connected to be controlled by the control system.

Control system according to one of Claims 1 to 5, characterized in that in the definition of the dependence between the exhaust air flow (m2) and the replacement air flow (ml) which corresponds to the constant O- level in the housing (10), the measurements are performed. of the O-level in question inside the housing (10) at several representative points for this and that the measurement results thus obtained are applied as an average, if necessary as a weighted average. f)