SE514397C2

SE514397C2 - Paper drying process, involves constantly monitoring web dryness and altering exhaust air removal and steam pressure inside dryer cylinders if dryness deviates from chosen value

Info

Publication number: SE514397C2
Application number: SE9902481A
Authority: SE
Inventors: Jonas Birgersson; Krister Forsman
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-02-19
Also published as: SE9902481D0; SE9902481L

Abstract

The moisture content of the web is monitored and in the event of a deviation from the desired dryness value, the amount of exhaust air removed and the pressure of the steam used for heating the cylinder are changed. A process for drying a web of material (4), preferably a paper web, comprises contacting the web with cylinders (3) heated internally with steam, and removing the liberated water vapour and steam with the exhaust air, whilst regulating steam pressure inside the cylinders and regulating the flow of exhaust air. The moisture content of the web is monitored and in the event of a deviation from the desired dryness value, the amount of exhaust air removed is either increased or reduced in order to increase or reduce the dryness respectively. A comparatively slow change is also made in the pressure of the steam used for heating the cylinder, such that an increase in pressure will increase the dryness, or vice versa.

Description

25 30 35 f 1 . _. .. f. « , . ,- t _' "Q - _ Ä.« fw* ',:|:'<.É<Ã <.“<<~ , , ,« _ , . < fm n f _; _«e_' ~ ¿ - .l .vf <~ t bortledd ventilationsluft ökar regleras ventilationsluftens volymflöde uppàt så att börvärdet äter uppnás. 25 30 35 f 1. _. .. f. «,. , - t _ '"Q - _ Ä.« fw *',: |: '<. É <Ã <. “<< ~,,,« _,. <fm nf _; _ «e_' ~ ¿- .l .vf <~ t diverted ventilation air increases, the volume flow of the ventilation air is regulated upwards so that the setpoint eats is reached.

Vid ändring av kvaliteten av det banformiga materialet och vid start efter banbrott, tar inställningen relativt läng tid. Detta beror till stor del pà den termiska trögheten i de tjockväggiga cylindrarna.When changing the quality of the web-shaped material and when starting after a web break, the setting takes a relatively long time. This is largely due to the thermal inertia of the thick-walled cylinders.

För att förutsäga behovet av ånga i beroende av egenskaper hos det banformiga materialet och för att styra àngtillförseln vid kvalitetsändringar har t.ex. i US-5,7l8,060 (SE 505 480) ett komplicerat simulerings- förfarande innefattande självadapterande system föreslagits.In order to predict the need for steam in dependence on the properties of the web-shaped material and to control the steam supply in the event of quality changes, e.g. in US-5,718,060 (SE 505 480) a complicated simulation method comprising self-adapting systems has been proposed.

UPPFINNINGENS SYFTE Ett huvudsyfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en enkel metod för övervakning och reglering av fukthalten hos ett banformigt material, i första hand papper, vilken förmår minska den tid som erfordras för att ändra betingelserna vid exv. pappersframställning. Avsikten är sáledes att minimera risken för att det torkade banformiga materialet inte uppfyller angiven specifikation pà torrhalt.OBJECT OF THE INVENTION A main object of the present invention is to provide a simple method for monitoring and regulating the moisture content of a web-shaped material, primarily paper, which is capable of reducing the time required to change the conditions of e.g. papermaking. The intention is thus to minimize the risk that the dried web material does not meet the specified specification of dry matter content.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en enkel metod att minska det tidsintervall under vilket det banformiga materialet inte uppfyller given specifikation efter banbrott eller kvalitetsändringar och därmed minska den producerade mängden undermàligt material, s.k. utskott.A second object of the present invention is to offer a simple method of reducing the time interval during which the web-shaped material does not meet the given specification after web breaks or quality changes and thereby reducing the amount of substandard material produced, so-called committee.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett förfarande vid torkning av ett banformigt material, företrädesvis en pappersbana. Det banformiga materialet förs i kontakt med och värms av upphettade cylindrar i vars inre ånga avger värme under kondensering. Det vatten som i form av ànga avgàr fràn det banformiga materialet, bortföres av ventilationsluft som 10 15 20 25 30 35 ~ .~:51~.4.«..f;;3ki9=;: 3 àtminstone till stor del bortföres som frànluft. Ångtrycket inuti cylindrarna samt flödet av fränluft anpassas sä att ángtrycket, vid önskad torrhalt pá det torkade banformiga materialet, under stationär drift ger ett förutbestämt änginnehàll i frànluften.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for drying a web-shaped material, preferably a paper web. The web-shaped material is brought into contact with and heated by heated cylinders in whose inner steam emits heat during condensation. The water which in the form of vapors emits from the web-shaped material is removed by ventilation air which is at least largely removed as exhaust air. . The vapor pressure inside the cylinders and the flow of exhaust air are adjusted so that the vapor pressure, at the desired dry content of the dried web-shaped material, during stationary operation gives a predetermined steam content in the exhaust air.

Vid förfarandet enligt uppfinningen styr man, vid en detekterad avvikelse frán önskad torrhalt pá det torkade banformiga materialet, fränluftsmängden sä att en minskad torrhalt, mängden frànluft och omvänt. Därefter anpassar man, med en i det banformiga materialet, medför en ökning av jämförelsevis långsammare förändring, ángtrycket i cylindrarna i beroende av ànginnehállet i frànluften sä att en torrare fränluft medför en ökning av ángtrycket och omvänt, i syfte att ge ett förutbestämt ànginnehàll i frànluften.In the method according to the invention, in the event of a detected deviation from the desired dry content of the dried web-shaped material, the amount of exhaust air is controlled so that a reduced dry content, the amount of exhaust air and vice versa. Then, with one in the web-shaped material, an increase of comparatively slower change, the vapor pressure in the cylinders depending on the vapor content of the exhaust air, so that a drier vapor air causes an increase of the vapor pressure and vice versa, in order to give a predetermined vapor content. .

ALLMÄN BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningstanken bygger pà insikten att reglering av värmetillförsel via tjockväggiga cylindrar alltid kommer att vara förbunden med en relativt läng tidskonstant. Fràn den tidpunkt dä en förändring initieras till dess att pá nytt stationaritet råder kan det àtgä 10-20 minuter. Under denna tidsrymd kan man inte vänta sig att kvaliteten pá exv. en pappersbana ligger inom given specifikation.GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION The idea of the invention is based on the insight that regulation of heat supply via thick-walled cylinders will always be associated with a relatively long time constant. From the time a change is initiated until a new stationary state prevails, it can take 10-20 minutes. During this period of time, one cannot expect the quality of e.g. a paper web is within a given specification.

För att lösa detta problem föreslas enligt föreliggande uppfinning att man istället använder sig av den väsentligt snabbare regleringen av ett frànluftsflöde.In order to solve this problem, it is proposed according to the present invention to use instead the significantly faster control of an exhaust air flow.

Att ett ökat frànluftsflöde ger ökad torkeffekt och ett minskat frànluftsflöde ger en minskad torkeffekt är i sig endast ett logiskt konstaterande byggt pà välkända fysikaliska samband. Uppfinningens nytänkande ligger i den fördomsfria insikten att man skall avstå fràn den konventionella regleringen av ángtrycket i cylindrarna i en cylindertork som funktion av fukthalten i den torkande materialbanan och istället låta ángtrycket styras av 10 15 20 25 30 35 f 4 fukthalt/ànginnehàll i frànluften i syfte att hålla fránluftens ànginneháll vid ett förutbestämt värde.That an increased exhaust air flow gives an increased drying effect and a reduced exhaust air flow gives a reduced drying effect is in itself only a logical statement based on well-known physical connections. The new thinking of the invention lies in the open-minded realization that one should refrain from the conventional regulation of the vapor pressure in the cylinders in a cylinder dryer as a function of the moisture content in the drying material web and instead let the vapor pressure be controlled by 4 moisture content / vapor content in the exhaust air. purpose of keeping the exhaust air content at a predetermined value.

Enligt uppfinningen làter man därför frànluftens volymflöde styras i beroende av fukthalten i materialbanan.According to the invention, the volume flow of the exhaust air is therefore allowed to be controlled depending on the moisture content in the material web.

En avvikelse för detekterad fukthalt i banan medför om fukthalten är hög att flödet ökar och om fukthalten är làg att flödet minskar. Detta är den primära korrektionsätgärden enligt föreslagen uppfinning.A deviation for the detected moisture content in the web means that if the moisture content is high, the flow increases and if the moisture content is low, the flow decreases. This is the primary correction measure according to the proposed invention.

Den sekundära åtgärden är att det förändrade fránluftsflödet i sin tur via i fránluften detekterat ànginnehàll används som styrparameter för ängtrycket i cylindrarna. Ångtrycket förändras làngsamt till dess att frànluftens ànginnehàll átergár till det förutbestämda värdet.The secondary measure is that the changed exhaust air flow, in turn via steam content detected in the exhaust air, is used as a control parameter for the vapor pressure in the cylinders. The vapor pressure changes slowly until the vapor content of the exhaust air returns to the predetermined value.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning där Fig. l schematiskt visar en anordning lämplig för utövande av förfarandet enligt uppfinningen BESKRIVNING Av FÖRESLAGEN UTFöRINGsFoRM Fig. 1 visar en papperstork l med en kàpa 2 innefattande fem torkcylindrar 3 över vilka en pappersbana 4 förs, eventuellt tillsammans med en icke visad torkvira. Till torkcylindrarna 3 leds överhettad vattenånga via ledningar 7 och frán torkcylindrarna 3 avleds kondensat via andra ledningar 8.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail in connection with the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows a device suitable for carrying out the method according to the invention. DESCRIPTION OF THE PROPOSED EMBODIMENT Fig. 1 shows a paper dryer 4 is carried, possibly together with a drying wire (not shown). Overheated water vapor is led to the drying cylinders 3 via lines 7 and condensate is drained from the drying cylinders 3 via other lines 8.

Den vàta pappersbanan 4 förs in i kàpan 2 genom en första öppning 16 och den torkade pappersbanan uttages genom en andra öppning 17. Ventilationsluft införes genom en inloppskanal 5 till kàpan 2 och utsuges därifrån med en fläkt 9 i en utloppskanal 6. 10 15 20 25 30 35 ' 5 Fukthalten i den torkade pappersbanan mäts med en givare 12 och mätvärdet överförs till en styrenhet 10 som via en ledning 15 reglerar varvtalet pá fläkten 9.The wet paper web 4 is introduced into the cover 2 through a first opening 16 and the dried paper web is taken out through a second opening 17. Ventilation air is introduced through an inlet duct 5 to the cover 2 and is extracted therefrom by a fan 9 in an outlet duct 6. The moisture content of the dried paper web is measured with a sensor 12 and the measured value is transferred to a control unit 10 which regulates the speed of the fan 9 via a line 15.

Fukthalten i frànluften i utloppskanalen 6 mätes med en givare 14 och via styrenheten 10 regleras tillförseln av ànga till cylindrarna 3 med ett reglerorgan 11.The moisture content of the exhaust air in the outlet duct 6 is measured with a sensor 14 and via the control unit 10 the supply of steam to the cylinders 3 is regulated by a control means 11.

Vid stationär drift registreras fukthalten i den torkade pappersbanan av styrenheten 10 via givaren 12 och fläktens 9 varvtal injusteras sä att ett önskat värde erhálles. Den, via ledningarna 7 och reglerorganet 11, till cylindrarna 3 förda mängden ànga styrs sà att önskat värde pà fränluftens fukthalt, exv 160g/nf, registreras via givaren 14.During stationary operation, the moisture content in the dried paper web is registered by the control unit 10 via the sensor 12 and the speed of the fan 9 is adjusted so that a desired value is obtained. The amount of steam supplied to the cylinders 3 via the lines 7 and the control means 11 is controlled so that the desired value of the moisture content of the exhaust air, eg 160 g / nf, is registered via the sensor 14.

Uppfinningens stora fördel ligger i regleringen vid snabba förändringar, som byte av producerad kvalitet eller uppstart efter banbrott. Vid en ökning av fukthalten, eller ett för högt värde rent allmänt, för den torkade pappersbanan, registrerad av givaren 12, går frán styrenheten 10 via ledningen 15 en signal till fläkten 9 att öka varvtalet. Detta leder till ett ökat flöde av ventilationsluft och pà detta sätt en ökad torkeffekt.The great advantage of the invention lies in the regulation of rapid changes, such as a change in the quality produced or start-up after a track break. In the event of an increase in the moisture content, or too high a value in general, for the dried paper web, registered by the sensor 12, a signal from the control unit 10 via the line 15 goes to the fan 9 to increase the speed. This leads to an increased flow of ventilation air and in this way an increased drying effect.

Relativt snabbt uppnär man åter den önskade fukthalten för den torkade pappersbanan. Denna återhämtning reducerar produktionen av papper utanför specifikationen till priset av en ökad energiàtgàng. Styrenheten 10 ger samtidigt, som följd av det minskade ànginnehàllet i fránluften, via reglerorganet 11 ett ökat ángtryck i cylindrarna 3 och i takt med att detta relativt lángsamt ger en ökad värmeöverföring till pappersbanan 4 minskas fläktens 9 varvtal under stigande fukthalt i frànluften. Detta fortsätter till dess att frànluften àter har den förutbestämda fukthalten. Under detta förlopp sänkes automatiskt flödet av frànluft eftersom pappersbanans fukthalt kommer att ligga under den önskade. När frànluftens ánginneháll/fukthalt när ett förutbestämt värde och pappersbanans fukthalt är den önskade blir driften áter stationär. 10 f ' er1:*»9 a* 6 Vid en plötslig minskning av fukthalten i den torkade pappersbanan sker förloppet i omvänd riktning.The desired moisture content of the dried paper web is again achieved relatively quickly. This recovery reduces the production of paper outside the specification to the price of increased energy consumption. At the same time, as a result of the reduced steam content in the exhaust air, via the control means 11 an increased steam pressure in the cylinders 3 is given and as this relatively slowly gives an increased heat transfer to the paper web 4 the fan 9 speed decreases during rising humidity in the exhaust air. This continues until the exhaust air again has the predetermined moisture content. During this process, the flow of exhaust air is automatically reduced because the moisture content of the paper web will be below the desired one. When the vapor content / moisture content of the exhaust air reaches a predetermined value and the moisture content of the paper web is desired, operation becomes stationary again. 10 f 'er1: * »9 a * 6 In the event of a sudden decrease in the moisture content in the dried paper web, the process takes place in the reverse direction.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel utan kan varieras pà ett flertal sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. som integrerande, och/eller Sá kan exv. olinjära reglerorgan, deriverande eller kombinationer därav, komplicerade styralgoritmer användas.ALTERNATIVE EMBODIMENTS The invention is of course not limited to the above-described embodiments but can be varied in a number of ways within the scope of the appended claims. as integrative, and / or Sá can e.g. nonlinear control means, derivatives or combinations thereof, complicated control algorithms are used.

Claims

10 15 20 25 30 ~ r - ,; s¿1tk4ï:; iï, “s, 91i; ~ öi 7 PAT ENTKRAV

A method of drying a web-shaped material, preferably a paper web, wherein the web-shaped material is brought into contact with and heated by heated cylinders in whose internal vapor emits heat during condensation and from the web-shaped material, in the form of vapor, effluent water is removed by ventilation air which is at least largely removed as exhaust air, while regulating the vapor pressure inside the cylinders and the flow of exhaust air, characterized in that if a detected deviation from the desired dry content of the dried web material is controlled, the amount of dry air is controlled so that web-shaped material, causes an increase in the amount of exhaust air and vice versa in order to regain the desired dry content of the dried web-shaped material and with a comparatively slower change, adjusts the steam pressure in the cylinders depending on the steam content of the exhaust air so that a drier exhaust air. and vice versa, in order to give a predetermined anguish hold in the exhaust.