WO2012152546A1 - Method for recovering heat for a dryer section of a machine for producing a material web, and dryer section - Google Patents

Method for recovering heat for a dryer section of a machine for producing a material web, and dryer section Download PDF

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WO2012152546A1
WO2012152546A1 PCT/EP2012/056971 EP2012056971W WO2012152546A1 WO 2012152546 A1 WO2012152546 A1 WO 2012152546A1 EP 2012056971 W EP2012056971 W EP 2012056971W WO 2012152546 A1 WO2012152546 A1 WO 2012152546A1
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WO
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heating medium
drying
material web
machine
mass flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/056971
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German (de)
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Inventor
Erich Brunnauer
Andreas Ziegelwanger
Norbert Karner
Erich Rollenitz
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Voith Patent Gmbh
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Publication date
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/20—Waste heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the invention relates to a method for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web is at least indirectly dried on a plurality of heated drying cylinders.
  • the invention further relates to a drying section for a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, with a plurality of heated drying cylinders.
  • Drying sections for machines for producing a material web in which the material web is dried on at least one heatable drying cylinder are known in various designs from the prior art. Frequently, a plurality of drying cylinders is provided, wherein in the area of the inlet of the web into the dryer section with steam heated drying cylinders are used, the special circuits in the individual drying cylinders or a plurality of these commonly associated steam / condensate system even with lower cylinder surface temperatures down to 45 ° C to 50 ° C can be operated. For this purpose, however, a mode of operation with vacuum is required, which is connected due to the means to be provided and the control engineering effort with appropriate operating and investment costs. Also, the minimum achievable temperature are physically limited.
  • the saturation vapor temperature is 69.1 ° C.
  • the temperature at the respective cylinder surface is in such heatable cylinders when operated by the heat loss through the paper by 15 ° C to 25 ° C lower than the steam temperature.
  • the temperatures at the cylinder surfaces are much higher, since there is no heat dissipation. This can lead to problems in transferring because of the strip on the cylinder because of the large difference between the temperature of the strip and the cylinder surface adheres.
  • the invention is therefore based on the object to further develop a dryer section such that the disadvantages mentioned are avoided and in the region of the inlet into the dryer section and temperatures of acting as a heating surface cylinder surfaces of the drying cylinders can be provided in the range between 40 ° C and 60 ° C lie without having to provide a vacuum level. Furthermore, the solution according to the invention should be suitable for rapidly reducing the surface temperature at the respective drying cylinder in order to make transfer operations more effective and easier.
  • the solution according to the invention is characterized in terms of the operation of the dryer section by a method for heat recovery.
  • the inventive method for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web is at least indirectly dried on a plurality of heated drying cylinders is characterized in that at least in the direction of passage of the web through the dryer section first drying cylinder and optionally further downstream of this drying cylinder are designed as double-walled drying cylinder, which are acted upon by a liquid heating medium, wherein the temperature of the liquid heating medium through the at least indirect use of heat at least one mass flow from the dryer section and / or the machine for producing a material web is influenced.
  • a stream of liquid or gaseous media or mixtures thereof understood. This is defined by the mass of a medium that moves through a cross-section in a certain time unit.
  • the mass flows can be process streams.
  • Process streams are streams involved in processes in some form, i. Input currents or streams to be supplied to a process, the stream passing through the process and output currents.
  • the output streams can either again act as process streams in other processes or be present as pure waste product streams.
  • the drying cylinder comprises a radially outer cylinder jacket and a radially inner cylinder jacket arranged coaxially therewith and coupled at least indirectly to it, forming at least one hollow or intermediate space which can be acted upon by the liquid heating medium.
  • Cylindrical jackets arranged coaxially with one another and at least indirectly coupled to one another with the formation of at least one hollow space or vaporizable space are understood in a first embodiment to be cylindrical shells, ie separate cylindrical components which are detachably or non-detachably connected to one another by appropriate means.
  • the second education is through the integral construction and over recesses and Holes characterized in the outer wall portion of a hollow cylinder incorporated cavities.
  • thermodynamic advantage of the solution according to the invention consists in that substantially lower temperatures than the steam-heated drying cylinders according to the prior art can be set on the surfaces of the drying cylinder arranged in the inlet section in the drying section. This results in advantages in terms of the detachment behavior of the material web and the contamination behavior, in particular when transferring the material web by avoiding excessive adhesive forces of the material web strip.
  • cylinder surface coating e.g., tungsten carbide
  • the inertia of the system is low, i. the required surface temperatures to be set can be very fast, i. be adjusted promptly.
  • the solution according to the invention also has the advantage that already existing heat flows in a dryer section or from other areas of a machine for producing a material web can be effectively utilized and thus the energy balance of the dryer section and thus the machine for the production of material webs is improved overall.
  • the surface temperature of the respective drying cylinder is set as a function of the temperature of the heating medium.
  • the temperature of the heating medium is controlled for this purpose, particularly preferably regulated.
  • the control offers the advantage of the continuous guarantee of equal conditions on the surface of the respective drying cylinder.
  • the heat transfer to the heating medium there are a variety of possibilities. This can be at least indirectly, ie via at least one Heat exchanger or directly. According to the first possibility, the heat of the at least one mass flow is transmitted to the heating medium via at least one heat exchanger. In this embodiment, mass flow and heating medium are separated, ie there is no mixing. This embodiment is particularly suitable for mass flows that are not present as liquid media, whereby the spectrum of heat utilization is significantly expanded in a machine for producing a material web.
  • At least one partial flow of the at least one mass flow in functional concentration is used directly as the heating medium.
  • this embodiment is dispensed with separate heat exchanger and consequent transmission losses and significantly reduces the cost of media management due to the elimination of the routes for a medium.
  • a mass flow a process stream from a running in the dryer section and / or the machine for producing a material web process is used. These are in any case present during operation of the dryer section or the machine for producing a material web or to be introduced into these streams whose heat is thus used effectively.
  • an exhaust gas stream in particular an exhaust air stream of a hot air drying element, for example in the form of a hot air hood assigned to a drying cylinder, is used as the mass flow from the dryer section and / or the machine for producing a material web.
  • condensate makes it possible to set very low temperatures on the directly applied to this or indirectly acted upon by heat transfer to the heating medium drying cylinder. Furthermore, a separate preparation can be omitted.
  • a fluid in the form of water is used in particular in heat input via a heat exchanger.
  • a condensate produced during the operation of other drying cylinders is advantageously used as heating medium, which can be conducted via one or more condensate separator stages.
  • a dryer section according to the invention for a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, with a plurality of heated drying cylinders characterized in that the first drying cylinder in the direction of passage and optionally further downstream of this drying cylinder with a each individual drying cylinder or a plurality of these associated heating medium supply system are designed for application to a liquid heating medium, wherein the single heating medium supply system is thermally coupled to at least one mass flow of the dryer section and / or the machine for producing a material web.
  • At least one feed line for the heating medium of the heating medium supply system which is coupled to the first drying cylinder and, if appropriate, further downstream drying cylinders, is provided with at least one mass flow by heating technology Drying section and / or coupled to the machine for producing a material web.
  • the heating medium supply system comprises a separate heating medium source, which is coupled to the drying cylinder, and is designed to be able to provide liquid heating medium the heat-technical coupling of the heating medium supply system with the at least one mass flow of the dryer section and / or mass flow of the machine for producing a material web via at least one heat exchanger, in particular heat exchanger takes place.
  • This design offers the advantage that all theoretically possible mass flows are available as heat-emitting streams.
  • the heat technology coupling of the heating medium supply system with the at least one mass flow of the dryer section and / or the machine for producing a material web is carried out directly by the heating medium supply system is formed from components of another drying cylinder associated steam / condensate system and at least one condensate or a vapor / condensate mixture leading line is connected to the first or the first drying cylinders of the dryer section in the feed direction for loading.
  • This solution is characterized by a high functional concentration with low design and control engineering effort.
  • the heating medium supply system means for individual control and / or regulation of the temperature of the Heating medium provided. These can be designed as additional heating or cooling devices, on a simple way, a locally flexible fine adjustment of the temperature of the heating medium is possible.
  • Figure 1 illustrates a first basic embodiment of a dryer section and a method for heat recovery
  • Figure 2 illustrates the basic structure of a in the region of the inlet of the
  • Figure 3 shows a second basic embodiment of a dryer section and a
  • FIG. 4 shows a further development of the second basic version of a
  • FIG. 5 shows by way of example a particularly advantageous embodiment of a
  • FIG. 1 illustrates in an exemplary schematic simplified representation an embodiment according to the invention of a dryer section 1 and with reference to this the basic principle of a method according to the invention for heat recovery.
  • the drying section 1 comprises a plurality of heatable drying cylinders TZ, wherein one or a plurality of these are summarized in drying groups.
  • drying groups I and II are provided by way of example, wherein each of the drying groups comprises at least one, preferably a plurality of drying cylinders TZ M to TZi n or TZm to TZn n with n> 1. Only the first and last drying cylinder of a dryer group I, II are shown by way of example.
  • FIG. 1 illustrates in an exemplary schematic simplified representation an embodiment according to the invention of a dryer section 1 and with reference to this the basic principle of a method according to the invention for heat recovery.
  • the drying section 1 comprises a plurality of heatable drying cylinders TZ, wherein one or a plurality of these are summarized in drying groups.
  • drying section 1 does not show a concrete construction of a dryer section 1, but only the components required to explain the basic principle in a highly schematically simplified representation. Not shown are further functional units and the fibrous web or these supporting bands, in particularizersiebb.
  • a drying section 1 is part of a machine, not shown here, for producing a material web, in particular fibrous web, in the form of a paper, board or tissue web.
  • the individual drying groups I and II are connected in the direction of passage through them one behind the other.
  • a coordinate system is applied to the dryer section 1 by way of example.
  • the X-direction describes the extension direction of the dryer section in the longitudinal direction of the machine and is therefore also referred to as the machine direction MD.
  • the Y-direction corresponds to the width direction transverse to the machine direction MD and is therefore also referred to as the cross-machine direction CD.
  • the Z direction coincides with the height direction.
  • At least one drying cylinder in particular the first drying cylinder TZ M of the drying group I, which corresponds in the direction of passage of the first drying group, is designed as a double-walled heatable cylinder, hereinafter referred to as heating cylinder 2.
  • heating cylinder 2 a double-walled heatable cylinder
  • a plurality of drying cylinders of the first drying group I very particularly preferably all drying cylinders TZ M to TZi n are designed as double-walled heating cylinder 2.
  • each of the double-walled heating cylinder 2 comprises a radially inner cylindrical shell 3 and a radially outer cylindrical shell 5 spaced apart from it, forming at least one hollow or intermediate space 4 which can be acted upon by the heating medium HM.
  • the heating medium HM is a fluid according to the invention. in particular a liquid heating medium in the form of hot water or condensate.
  • the hollow or intermediate space 4 can be designed as a circumferentially and / or longitudinal direction, ie viewed parallel to the cylinder axis, continuous annular space or from a plurality of individual annular segment-shaped partial spaces, in the circumferential direction and / or Transverse direction of the individual heating cylinder 2 are arranged adjacent to each other, are formed.
  • the individual partial intermediate spaces can be acted upon individually or in groups or together with heating medium HM.
  • the liquid heating medium HM is inventively heated according to the requirements during operation of the dryer section 1 and / or cooled.
  • a heating medium supply system 6 is provided for this purpose, which is assigned to at least one, preferably a plurality of double-walled heating cylinders 2 of the drying group I and optionally the drying group II for the purpose of loading with heating medium HM.
  • the adaptation to the temperatures to be achieved on the surfaces of the heating cylinder 2 in the individual modes of operation can be done by targeted heating and / or cooling of the heating medium HM in the heating medium supply system 6.
  • the heating medium supply system 6 can be designed as a self-sufficient system with at least one heating medium source 9.
  • the heating medium HM in particular the fluid is provided.
  • the heating / cooling of the heating medium HM is carried out by using the heat of at least one mass flow MS from the dryer section 1 or other Sections of the machine for producing a material web.
  • the heat energy is thereby concretely taken from mass flows in the form of already existing process and / or output streams of the dryer section 1 and / or the machine for producing a material web.
  • a mass flow is understood as meaning a stream of liquid or gaseous media or mixtures of these.
  • Process streams are streams that are supplied to and / or involved in a process, ie, input streams and stream passing through processes, and output streams, which in turn may function as process streams in other areas or processes.
  • Output currents are currents that are present after passing through a process. These can either again act as process streams in other processes or be present as pure waste product streams.
  • a mass flow MS of this is performed according to a first embodiment in Figure 1 via a heat exchanger 10, via which also the heating medium HM is performed, for example, in cocurrent and / or countercurrent.
  • the heat exchanger 10 may be designed in various ways. It is crucial that this is suitable to deliver a predefined amount of heat to the heating medium HM.
  • the temperature at the surface of the drying cylinder TZ M can be set, in particular controlled and / or regulated.
  • the heat release can, for example, via the parameters characterizing the guide paths of heating medium HM and mass flow MS within the heat exchanger 10, such as length of the guide paths, dimensioning of the guide paths, flow rate of heating medium HM and / or mass flow MS and the parameters of the heating medium (HM) and the mass flow (MS), how temperature, pressure etc are defined.
  • heating and cooling devices 7, 8 may be devices for direct heating or cooling under the required additional energy input. In this case, no energy from other systems of the machine will be used.
  • the heating medium supply system 6 includes components of mass flow systems leading, here for example a steam / condensate system 1 1 of the second dryer group II.
  • the heating medium source 9 acts here the steam / condensate system 1 1 of the second dryer group II, in particular a functional element of the in the form of a condensate separator.
  • the first drying cylinder TZ M and possibly further drying cylinders of the first drying group I are then acted upon by the mass flow MS output therefrom.
  • control device 13 For setting the target value X-soll for the temperature at the surface of these drying cylinders TZ M to TZi n further devices 12, for example in the form of heating and / or cooling devices 7, 8 are provided here, which can be controlled via a control device 13.
  • the control device 13 can be designed as a control unit or decentralized control device.
  • At least one setpoint X-soll to be set for the temperature at the surface of the individual heating cylinder 2 is at least indirectly characterized in this variable and at least one control variable for controlling a device 12 for influencing the temperature of the heating medium HM is formed and output, here a manipulated variable Y12 to control the device 12th
  • the temperature at the surface of the drying cylinder TZ M to TZi n can also be controlled.
  • a desired value X-soll is specified and the current actual value X-ist or at least one, this at least indirectly, ie detected directly or via functions or other parameters characterizing variables. From the deviation, the manipulated variable Y12 is formed.
  • FIG. 4 illustrates a further development of an embodiment according to FIG. 3, in which, in addition to or as an alternative to influencing the temperature of the mass flow MS after removal from a process, the process is already intervened in the processes forming the mass flow MS and thus already a mass flow MS with the desired , these parameters characterizing how temperature is provided, which is then fed directly to the drying cylinder TZn.
  • the control device 13 also intervenes in the process of providing the mass flow MS, for example by controlling a Kodensatabscheiders in the steam / condensate system 1 1 of the second dryer group II.
  • at least one further manipulated variable Yll via the control device 13th determined and controlled by means of this, the respective control device.
  • FIG. 5 illustrates a particularly advantageous embodiment of the heating medium supply system 6 of a dryer section 1. Illustrated here are individual drying cylinders TZ M to TZ
  • V is part of a drying group IV.
  • the drying group I is associated with a heating medium supply system 6. This is part of a steam / condensate system 1 1 at least one, preferably several other drying groups II to IV, here the drying groups II to IV.
  • each of the individual drying groups I to IV to a central steam supply 14, in particular steam supply line can be coupled, via which the steam D is distributed to the individual dryer groups II to IV.
  • the coupling / decoupling to / from this and / or the setting of the steam parameters, in particular the pressure can be carried out individually or in groups by means of corresponding devices.
  • the devices are designed as valve devices, these preferably being pressure regulating valves.
  • the individual drying groups II, III and IV are connected to the steam supply 14 via one such device 15.1 to 15.3.
  • the possibility of influencing the steam parameters is given, for example, via corresponding devices 16.1, 16.2 in the coupling of individual drying cylinders of individual drying groups, here the drying cylinders TZm and TZ m of the drying groups II and III to the steam supply 14.
  • the drying groups II to IV condenses the individual drying cylinders supplied steam due to the heat transfer through the drying cylinder TZ to the fibrous web.
  • the resulting steam / condensate mixture DKII1, DKII2, DKIII1, DKIII2 DKIV1 is extracted from the drying cylinders TZm to TZ
  • the respective vapor / condensate mixture DKII1, DKII2, DKIII1, DKIII2 DKIV1 is passed over one or more condensate separation stages, the condensate KM, KIM being used as the heating medium HM of the heating medium supply system 6 of the drying cylinders TZ M to TZi n .
  • the drying group II and the drying group III are each assigned a condensate separator S2 and S3, the steam / condensate mixture DKIV1 being conducted, for example, via the condensate separator S2.
  • the steam / condensate mixtures DKII1, DKII2, DKIV1 are supplied to at least one inlet 17 on the condensate separator S2 and the steam / condensate mixtures DKIII1, DKIII2 to at least one inlet 18 on the condensate separator S3.
  • steam contained in the steam / condensate mixture DKII1, DKII2, DKIII1, DKIII2 DKIV1 can ascend as separated steam.
  • condensate may be due to the pressure conditions in the Condensate separator S2, S3 evaporate again and rise as so-called Brüdendampf.
  • the separated steam and the so-called Brüdendampf then give a vapor DS2 or DS3, which can be removed from the Kondensatabscheider S2, in particular at the output 19 and S3, in particular at the output 20 and other steam consumer systems or the individual drying cylinders of the dryer groups can be supplied.
  • This steam DS2 and DS3 is saturated steam corresponding to the pressure in the condensate separators S2 and S3.
  • the condensate KM or K3 is output.
  • the condensate KM, KIM can be collected in the vapor / condensate system 1 1 in a tank 23.
  • the condensate KM, KIM is fed into the heating medium supply system 6.
  • the tank 23 forms the heating medium source 9.
  • the heating medium supply system 6 is designed as a circuit with integrated tank 23.
  • the feed from the tank 23 to the individual drying cylinders TZ M to TZi n is denoted by 25 and the return from the individual drying cylinders TZ M to TZi n to the tank 23 with 26.
  • the individual drying cylinders TZ M to TZin in the heating medium supply system 6, in particular the circuit 24 are connected in parallel.
  • the solution according to the invention is not limited to the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 5.
  • Other configurations, in particular of the heating medium supply system 6 are conceivable.
  • the setting of the surface temperature itself is carried out indirectly via the setting of the temperature of the liquid heating medium HM, the temperature of which can be actively controlled by utilizing the heat energy from existing heat flows.
  • FIG. 6 illustrates, by way of example with reference to a signal flow diagram, a method for controlling the surface temperature of drying cylinders, in particular the drying cylinders TZ M to TZi n in the entry area of the drying section 1. It can be seen that in a method step A or the drying cylinder TZ M to TZi n are acted upon by a liquid heating medium HM and in a second process step B a target specification X-soll is set for the temperature to be achieved at the respective cylinder surface, while in Method step C, the target specification, in particular the target value X-solli for the temperature at the surface of the drying cylinder is adjusted by changes in the temperature of the heating medium HM.
  • This process step C is characterized by a manipulated variable specification Y, wherein the manipulated variable Y is selected as a function of the required for setting the setpoint value X-solli characteristic for the temperature of the heating medium HM.
  • this is set in a method step D on an adjusting device, in particular in the heating medium supply system 6 and thus applied to the drying cylinder with the heating medium with the required temperature.
  • This temperature can be controlled or regulated.
  • a corresponding adjustment between the setpoint and the actual value X-soll and X-ist is required, which is additionally indicated here in the signal flow diagram under method step E for recording the actual value, F for adjustment and C for outputting a manipulated variable.
  • control and / or regulation of the respective required temperatures of the individual drying cylinders and the interventions required therefrom on the respective heating medium supply systems 6 can be realized via a control device assigned separately to the drying section 1.

Abstract

The invention relates a method for recovering heat for a dryer section (1) of a machine for producing a material web, in particular a fibrous material web in the form of a paper, cardboard or tissue web, wherein the material web is dried at least indirectly on a plurality of heatable drying cylinders (TZI1 to TZIVn). The invention is characterized in that at least the first drying cylinder (TZI1) in the travel direction of the material web through the dryer section (1), and optionally additional drying cylinders (TZI2 to TZIn) arranged downstream thereof, are designed as double-wall drying cylinders (2) that are supplied with a liquid heating medium (HM), wherein the temperature of the liquid heating medium (HM) is influenced by the at least indirect use of heat of at least one mass flow (MS) from the dryer section (1) and/or from the machine for producing a material web.

Description

Verfahren zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn und Trockenpartie  Method for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web and a dryer section
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn wenigstens mittelbar an einer Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern getrocknet wird. The invention relates to a method for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web is at least indirectly dried on a plurality of heated drying cylinders.
Die Erfindung betrifft ferner eine Trockenpartie für eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern. The invention further relates to a drying section for a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, with a plurality of heated drying cylinders.
Trockenpartien für Maschinen zur Herstellung einer Materialbahn, in denen die Materialbahn an zumindest einem beheizbaren Trockenzylinder getrocknet wird, sind in verschiedensten Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Häufig ist eine Mehrzahl von Trockenzylindern vorgesehen, wobei im Bereich des Einlaufe der Materialbahn in die Trockenpartie mit Dampf beheizbare Trockenzylinder eingesetzt werden, die über spezielle Schaltungen im den einzelnen Trockenzylindern oder einer Mehrzahl dieser gemeinsam zugeordneten Dampf- /Kondensatsystem auch mit niedrigeren Zylinderoberflächentemperaturen hinunter bis zu 45°C bis 50°C betrieben werden können. Dazu ist jedoch auch eine Betriebsweise mit Vakuum erforderlich, was aufgrund der dafür vorzusehenden Mittel und des steuerungstechnischen Aufwandes mit entsprechenden Betriebs- und Investitionskosten verbunden ist. Auch sind der minimal erreichbaren Temperatur physikalische Grenzen gesetzt. So beträgt zum Beispiel bei einem Druck von 0,3 bar die Sättigungsdampftemperatur 69, 1 °C. Die Temperatur an der jeweiligen Zylinderoberfläche ist bei derartigen beheizbaren Zylindern bei Betrieb durch die Wärmeabnahme durch das Papier um 15°C bis 25°C niedriger als die Dampftemperatur. Für einen Überführvorgang (kein Papier auf Zylinder) nach einem Bahnabriss sind die Temperaturen an den Zylinderoberflächen jedoch wesentlich höher, da keine Wärmeabnahme erfolgt.. Dies kann zu Problemen beim Überführen führen, da der Streifen am Zylinder wegen des großen Unterschiedes zwischen der Temperatur des Streifens und der Zylinderoberfläche haftet. Drying sections for machines for producing a material web in which the material web is dried on at least one heatable drying cylinder are known in various designs from the prior art. Frequently, a plurality of drying cylinders is provided, wherein in the area of the inlet of the web into the dryer section with steam heated drying cylinders are used, the special circuits in the individual drying cylinders or a plurality of these commonly associated steam / condensate system even with lower cylinder surface temperatures down to 45 ° C to 50 ° C can be operated. For this purpose, however, a mode of operation with vacuum is required, which is connected due to the means to be provided and the control engineering effort with appropriate operating and investment costs. Also, the minimum achievable temperature are physically limited. For example, at a pressure of 0.3 bar, the saturation vapor temperature is 69.1 ° C. The temperature at the respective cylinder surface is in such heatable cylinders when operated by the heat loss through the paper by 15 ° C to 25 ° C lower than the steam temperature. However, for a transfer operation (no paper on cylinder) after a web break, the temperatures at the cylinder surfaces are much higher, since there is no heat dissipation. This can lead to problems in transferring because of the strip on the cylinder because of the large difference between the temperature of the strip and the cylinder surface adheres.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Trockenpartie derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden und im Bereich des Einlaufe in die Trockenpartie auch Temperaturen der als Heizfläche fungierenden Zylinderoberflächen der Trockenzylinder bereitgestellt werden können, die im Bereich zwischen 40°C und 60°C liegen, ohne eine Vakuumstufe vorsehen zu müssen. Ferner soll die erfindungsgemäße Lösung geeignet sein, die Oberflächentemperatur am jeweiligen Trockenzylinder schnell zu reduzieren, um Überführvorgänge effektiver zu gestalten und zu erleichtern. The invention is therefore based on the object to further develop a dryer section such that the disadvantages mentioned are avoided and in the region of the inlet into the dryer section and temperatures of acting as a heating surface cylinder surfaces of the drying cylinders can be provided in the range between 40 ° C and 60 ° C lie without having to provide a vacuum level. Furthermore, the solution according to the invention should be suitable for rapidly reducing the surface temperature at the respective drying cylinder in order to make transfer operations more effective and easier.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The solution according to the invention is characterized by the features of claims 1 and 10. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Lösung ist hinsichtlich der Betriebsweise der Trockenpartie durch ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung charakterisiert. Das erfindungsgemäßes Verfahren zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn wenigstens mittelbar an einer Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern getrocknet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der in Durchlaufrichtung der Materialbahn durch die Trockenpartie erste Trockenzylinder und gegebenenfalls weitere diesem nachgeordnete Trockenzylinder als doppelwandige Trockenzylinder ausgeführt werden, welche mit einem flüssigen Heizmedium beaufschlagt werden, wobei die Temperatur des flüssigen Heizmediums durch die zumindest mittelbare Nutzung von Wärme zumindest eines Massenstromes aus der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn beeinflusst wird. The solution according to the invention is characterized in terms of the operation of the dryer section by a method for heat recovery. The inventive method for heat recovery for a dryer section of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web is at least indirectly dried on a plurality of heated drying cylinders, is characterized in that at least in the direction of passage of the web through the dryer section first drying cylinder and optionally further downstream of this drying cylinder are designed as double-walled drying cylinder, which are acted upon by a liquid heating medium, wherein the temperature of the liquid heating medium through the at least indirect use of heat at least one mass flow from the dryer section and / or the machine for producing a material web is influenced.
Als Wärmerückgewinnung werden alle Verfahren zur Nutzbarmachung der thermischen Energie eines einen Prozess verlassenden Massenstromes angesehen. As heat recovery, all processes for harnessing the thermal energy of a process leaving mass flow are considered.
Unter einem Massenstrom im Sinne der Erfindung wird ein Strom aus flüssigen oder gasförmigen Medien oder Gemischen aus diesen verstanden. Dieser ist durch die Masse eines Mediums definiert, die sich in einer bestimmten Zeiteinheit durch einen Querschnitt bewegt. Bei den Massenströmen kann es sich um Prozessströme handeln. Prozessströme sind Ströme, die an Prozessen in irgendeiner Form beteiligt sind, d.h. Eingangsströme beziehungsweise einem Prozess zuzuführende Ströme, den Prozess durchlaufende Ströme sowie Ausgangsströme. Die Ausgangsströme können entweder wieder als Prozessströme in anderen Prozessen fungieren oder als reine Abproduktströme vorliegen. Under a mass flow in the context of the invention, a stream of liquid or gaseous media or mixtures thereof understood. This is defined by the mass of a medium that moves through a cross-section in a certain time unit. The mass flows can be process streams. Process streams are streams involved in processes in some form, i. Input currents or streams to be supplied to a process, the stream passing through the process and output currents. The output streams can either again act as process streams in other processes or be present as pure waste product streams.
Die Beaufschlagung des doppelwandigen Trockenzylinders mit Heizmedium erfolgt dabei in den sich durch die Doppelwand ergebenden Hohl- beziehungsweise Zwischenraum. Der Trockenzylinder umfasst dazu einen radial äußeren Zylindermantel und einen koaxial zu diesem angeordneten und wenigstens mittelbar mit diesem unter Ausbildung wenigstens eines mit dem flüssigen Heizmedium beaufschlagbaren Hohl- beziehungsweise Zwischenraumes gekoppelten radial inneren Zylindermantel. Unter den koaxial zueinander angeordneten und wenigstens mittelbar miteinander unter Ausbildung wenigstens eines mit Dampf beaufschlagbaren Hohl- beziehungsweise Zwischenraumes gekoppelten Zylindermänteln werden in einer ersten Ausbildung zylindrische Schalen, d.h. separate zylindrische Komponenten, die miteinander über entsprechende Mittel lösbar oder unlösbar verbunden sind, verstanden. Die zweite Ausbildung ist durch die integrale Bauweise und über Ausnehmungen und Bohrungen im äußeren Wandbereich eines Hohlzylinders eingearbeitete Hohlräume charakterisiert. The loading of the double-walled drying cylinder with heating medium takes place in the resulting through the double wall hollow or space. For this purpose, the drying cylinder comprises a radially outer cylinder jacket and a radially inner cylinder jacket arranged coaxially therewith and coupled at least indirectly to it, forming at least one hollow or intermediate space which can be acted upon by the liquid heating medium. Cylindrical jackets arranged coaxially with one another and at least indirectly coupled to one another with the formation of at least one hollow space or vaporizable space are understood in a first embodiment to be cylindrical shells, ie separate cylindrical components which are detachably or non-detachably connected to one another by appropriate means. The second education is through the integral construction and over recesses and Holes characterized in the outer wall portion of a hollow cylinder incorporated cavities.
Der thermodynamische Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass an den Oberflächen der im Einlaufbereich in die Trockenpartie angeordneten Trockenzylinder wesentlich geringere Temperaturen gegenüber den mit Dampf beheizbaren Trockenzylindern gemäß dem Stand der Technik eingestellt werden können. Dadurch ergeben sich Vorteile bezüglich des Ablöseverhaltens der Materialbahn sowie des Verschmutzungsverhaltens, insbesondere beim Überführen der Materialbahn durch die Vermeidung von übermäßigen Haftkräften des Materialbahnstreifens. Zusätzlich können Möglichkeiten der Zylinderoberflächenbeschichtung (z.B. Wolfram karbid) eingesetzt werden. The thermodynamic advantage of the solution according to the invention consists in that substantially lower temperatures than the steam-heated drying cylinders according to the prior art can be set on the surfaces of the drying cylinder arranged in the inlet section in the drying section. This results in advantages in terms of the detachment behavior of the material web and the contamination behavior, in particular when transferring the material web by avoiding excessive adhesive forces of the material web strip. In addition, cylinder surface coating (e.g., tungsten carbide) options may be used.
Neben der Einstellbarkeit geringer Oberflächentemperaturen ist die Trägheit des Systems gering, d.h. die geforderten einzustellenden Oberflächentemperaturen können sehr schnell, d.h. zeitnah eingestellt werden. In addition to the adjustability of low surface temperatures, the inertia of the system is low, i. the required surface temperatures to be set can be very fast, i. be adjusted promptly.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet des Weiteren den Vorteil, dass ohnehin vorhandene Wärmeströme in einer Trockenpartie oder aus anderen Bereichen einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn effektiv ausgenutzt werden können und somit die Energiebilanz der Trockenpartie und damit auch der Maschine zur Herstellung von Materialbahnen insgesamt verbessert wird. The solution according to the invention also has the advantage that already existing heat flows in a dryer section or from other areas of a machine for producing a material web can be effectively utilized and thus the energy balance of the dryer section and thus the machine for the production of material webs is improved overall.
In vorteilhafter Weise wird die Oberflächentemperatur des jeweiligen Trockenzylinders als Funktion der Temperatur des Heizmediums eingestellt. In einer bevorzugten Ausführung wird dazu die Temperatur des Heizmediums gesteuert, besonders bevorzugt geregelt. Die Regelung bietet den Vorteil der kontinuierlichen Gewährleistung gleicher Verhältnisse an der Oberfläche des jeweiligen Trockenzylinders. Advantageously, the surface temperature of the respective drying cylinder is set as a function of the temperature of the heating medium. In a preferred embodiment, the temperature of the heating medium is controlled for this purpose, particularly preferably regulated. The control offers the advantage of the continuous guarantee of equal conditions on the surface of the respective drying cylinder.
Bezüglich der Wärmeübertragung auf das Heizmedium besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Diese kann zumindest mittelbar, d.h. über zumindest einen Wärmeüberträger oder direkt erfolgen. Gemäß der ersten Möglichkeit wird die Wärme des zumindest einen Massenstromes über wenigstens einen Wärmeüberträger auf das Heizmedium übertragen. In dieser Ausführung sind Massenstrom und Heizmedium getrennt, d.h. es erfolgt keine Vermischung. Diese Ausführung ist in besonders vorteilhafter Weise für Massenströme geeignet, die nicht als flüssige Medien vorliegen, wodurch das Spektrum der Wärmeausnutzung in einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn erheblich erweitert wird. With regard to the heat transfer to the heating medium there are a variety of possibilities. This can be at least indirectly, ie via at least one Heat exchanger or directly. According to the first possibility, the heat of the at least one mass flow is transmitted to the heating medium via at least one heat exchanger. In this embodiment, mass flow and heating medium are separated, ie there is no mixing. This embodiment is particularly suitable for mass flows that are not present as liquid media, whereby the spectrum of heat utilization is significantly expanded in a machine for producing a material web.
Gemäß der zweiten Möglichkeit wird zumindest ein Teilstrom des zumindest einen Massenstromes in Funktionskonzentration direkt als Heizmedium verwendet. In dieser Ausführung wird auf separate Wärmeüberträger und dadurch bedingte Übertragungsverluste verzichtet und der Aufwand zur Medienführung aufgrund des Wegfalls der Führungswege für ein Medium erheblich reduziert. Als Massenstrom gelangt ein Prozessstrom aus einem in der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn ablaufenden Prozess, zum Einsatz. Bei diesen handelt es sich um ohnehin beim Betrieb der Trockenpartie beziehungsweise der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn vorliegende beziehungsweise in diese einzubringende Ströme, deren Wärme somit effektiv genutzt wird. According to the second possibility, at least one partial flow of the at least one mass flow in functional concentration is used directly as the heating medium. In this embodiment is dispensed with separate heat exchanger and consequent transmission losses and significantly reduces the cost of media management due to the elimination of the routes for a medium. As a mass flow, a process stream from a running in the dryer section and / or the machine for producing a material web process is used. These are in any case present during operation of the dryer section or the machine for producing a material web or to be introduced into these streams whose heat is thus used effectively.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird als Massenstrom aus der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn ein Abgasstrom, insbesondere ein Abluftstrom eines Heißlufttrockenelementes, beispielsweise in Form einer einem Trockenzylinder zugeordneten Heißlufthaube verwendet. In a particularly advantageous embodiment, an exhaust gas stream, in particular an exhaust air stream of a hot air drying element, for example in the form of a hot air hood assigned to a drying cylinder, is used as the mass flow from the dryer section and / or the machine for producing a material web.
In einer weiteren Ausbildung ist es denkbar, als Massenstrom aus der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn einen Medienstrom aus zumindest einem der nachfolgenden Medien zu verwenden: In a further embodiment, it is conceivable to use as the mass flow from the dryer section and / or the machine for producing a material web a media stream from at least one of the following media:
- Dampf  - steam
- Dampf-/Kondensatgemisch - Kondensat - Steam / condensate mixture - condensate
Die Verwendung von Kondensat erlaubt es, sehr geringe Temperaturen am mit diesem direkt beaufschlagten oder indirekt durch Wärmeabgabe an das Heizmedium beaufschlagten Trockenzylinder einzustellen. Ferner kann eine separate Aufbereitung dessen entfallen. The use of condensate makes it possible to set very low temperatures on the directly applied to this or indirectly acted upon by heat transfer to the heating medium drying cylinder. Furthermore, a separate preparation can be omitted.
Als Heizmedium wird insbesondere bei Wärmeeintrag über einen Wärmeüberträger ein Fluid in Form von Wasser verwendet. Bei direkter als auch indirekter Nutzung der Wärme aus einem Massenstrom einer Trockenpartie und/oder einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn findet in vorteilhafter Weise als Heizmedium ein bei der Betriebsweise anderer Trockenzylinder anfallendes Kondensat Verwendung, dass über eine oder mehrere Kondensatabscheiderstufen geführt werden kann. As a heating medium, a fluid in the form of water is used in particular in heat input via a heat exchanger. In the case of direct or indirect use of the heat from a mass flow of a dryer section and / or a machine for producing a material web, a condensate produced during the operation of other drying cylinders is advantageously used as heating medium, which can be conducted via one or more condensate separator stages.
Vorrichtungsmäßig ist eine erfindungsgemäße Trockenpartie für eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern dadurch gekennzeichnet, dass der in Durchlaufrichtung erste Trockenzylinder und gegebenenfalls weitere diesem nachgeordnete Trockenzylinder mit einem jedem einzelnen Trockenzylinder oder einer Mehrzahl von diesen zugeordneten Heizmedium-Versorgungssystem zur Beaufschlagung mit einem flüssigen Heizmedium ausgeführt sind, wobei das einzelne Heizmedium-Versorgungssystem wärmetechnisch mit zumindest einem Massenstrom der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn gekoppelt ist. In terms of apparatus, a dryer section according to the invention for a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, with a plurality of heated drying cylinders characterized in that the first drying cylinder in the direction of passage and optionally further downstream of this drying cylinder with a each individual drying cylinder or a plurality of these associated heating medium supply system are designed for application to a liquid heating medium, wherein the single heating medium supply system is thermally coupled to at least one mass flow of the dryer section and / or the machine for producing a material web.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist zumindest eine mit dem ersten Trockenzylinder und gegebenenfalls weiteren diesem nachgeordneten Trockenzylindern gekoppelte Zufuhrleitung für Heizmedium des Heizmedium- Versorgungssystems wärmetechnisch mit zumindest einem Massenstrom der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn gekoppelt. According to a particularly advantageous embodiment, at least one feed line for the heating medium of the heating medium supply system which is coupled to the first drying cylinder and, if appropriate, further downstream drying cylinders, is provided with at least one mass flow by heating technology Drying section and / or coupled to the machine for producing a material web.
Bezüglich der Vorteile der doppelwandigen Ausführung und Beaufschlagung mit flüssigem Heizmedium wird auf die Ausführungen zum Verfahrensanspruch verwiesen. With regard to the advantages of the double-walled design and exposure to liquid heating medium, reference is made to the comments on the method claim.
Zur indirekten Nutzung der Wärme aus zumindest einem Massenstrom der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn umfasst das Heizmedium-Versorgungssystem eine separate Heizmediumquelle, die mit dem Trockenzylinder koppelbar ist, und derart ausgeführt ist, geeignet zu sein, flüssiges Heizmedium bereitzustellen, wobei die wärmetechnische Kopplung des Heizmedium-Versorgungssystems mit dem zumindest einen Massenstrom der Trockenpartie und/oder Massenstrom der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn über zumindest einen Wärmeüberträger, insbesondere Wärmetauscher erfolgt. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass alle theoretisch möglichen Massenströme als Wärme abgebende Ströme zur Verfügung stehen. For indirect use of the heat from at least one mass flow of the dryer section and / or the machine for producing a material web, the heating medium supply system comprises a separate heating medium source, which is coupled to the drying cylinder, and is designed to be able to provide liquid heating medium the heat-technical coupling of the heating medium supply system with the at least one mass flow of the dryer section and / or mass flow of the machine for producing a material web via at least one heat exchanger, in particular heat exchanger takes place. This design offers the advantage that all theoretically possible mass flows are available as heat-emitting streams.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt jedoch die wärmetechnische Kopplung des Heizmedium-Versorgungssystems mit dem zumindest einen Massenstrom der Trockenpartie und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn direkt, indem das Heizmedium-Versorgungssystem aus Bestandteilen eines anderen Trockenzylindern zugeordneten Dampf- /Kondensatsystems gebildet wird und zumindest eine Kondensat- beziehungsweise ein Dampf-/Kondensatgemisch führende Leitung dessen mit dem in Durchlaufrichtung ersten oder den ersten Trockenzylindern der Trockenpartie zur Beaufschlagung verbunden ist. Diese Lösung ist durch eine hohe Funktionskonzentration mit geringem konstruktivem und steuerungstechnischem Aufwand charakterisiert. In a particularly advantageous embodiment, however, the heat technology coupling of the heating medium supply system with the at least one mass flow of the dryer section and / or the machine for producing a material web is carried out directly by the heating medium supply system is formed from components of another drying cylinder associated steam / condensate system and at least one condensate or a vapor / condensate mixture leading line is connected to the first or the first drying cylinders of the dryer section in the feed direction for loading. This solution is characterized by a high functional concentration with low design and control engineering effort.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind im Heizmedium-Versorgungssystem Mittel zur individuellen Steuerung und/oder Regelung der Temperatur des Heizmediums vorgesehen. Diese können als zusätzliche Heiz- oder Kühleinrichtungen ausgeführt sein, über die auf einfache Art und Weise eine örtlich flexible Feineinstellung der Temperatur des Heizmediums möglich ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt: In an advantageous development of the heating medium supply system means for individual control and / or regulation of the temperature of the Heating medium provided. These can be designed as additional heating or cooling devices, on a simple way, a locally flexible fine adjustment of the temperature of the heating medium is possible. The solution according to the invention is explained below with reference to figures. The following is shown in detail:
Figur 1 verdeutlicht eine erste Grundausführung einer Trockenpartie und eines Verfahrens zur Wärmerückgewinnung;  Figure 1 illustrates a first basic embodiment of a dryer section and a method for heat recovery;
Figur 2 verdeutlicht den Grundaufbau eines im Bereich des Einlaufe der Figure 2 illustrates the basic structure of a in the region of the inlet of the
Materialbahn in die Trockenpartie ausgeführten Trockenzylinders; Material web in the dryer section running drying cylinder;
Figur 3 zeigt eine zweite Grundausführung einer Trockenpartie und eines Figure 3 shows a second basic embodiment of a dryer section and a
Verfahrens zur Wärmerückgewinnung;  Method for heat recovery;
Figur 4 zeigt eine Weiterentwicklung der zweiten Grundausführung einer FIG. 4 shows a further development of the second basic version of a
Trockenpartie und eines Verfahrens zur Wärmerückgewinnung;  Drying section and a method for heat recovery;
Figur 5 zeigt beispielhaft eine besonders vorteilhafte Ausführung einer FIG. 5 shows by way of example a particularly advantageous embodiment of a
Trockenpartie und eines Verfahrens zur Wärmerückgewinnung.  Drying section and a method for heat recovery.
Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung beispielhaft eine erfindungsgemäße Ausführung einer Trockenpartie 1 und anhand dieser das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wärmerückgewinnung. Die Trockenpartie 1 umfasst eine Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern TZ, wobei jeweils einer oder eine Mehrzahl dieser in Trockengruppen zusammenfassbar sind. Im dargestellten Fall sind Trockengruppen I und II beispielhaft vorgesehen, wobei jede der Trockengruppen zumindest einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von Trockenzylindern TZM bis TZin beziehungsweise TZm bis TZnn mit n > 1 umfasst. Dargestellt sind beispielhaft nur der erste und letzte Trockenzylinder einer Trockengruppe I, II. Die Figur 1 zeigt dabei nicht einen konkreten Aufbau einer Trockenpartie 1 , sondern lediglich die zur Erläuterung des Grundprinzips erforderlichen Komponenten in stark schematisiert vereinfachter Darstellung. Nicht dargestellt sind weitere Funktionseinheiten und die Faserstoffbahn beziehungsweise die diese stützenden Bänder, insbesondere Trockensiebbänder. Eine derartige Trockenpartie 1 ist Bestandteil einer hier nicht dargestellten Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoff bahn, in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn. Die einzelnen Trockengruppen I und II sind dabei in Durchlaufrichtung durch diese hintereinander geschaltet. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist beispielhaft ein Koordinatensystem an die Trockenpartie 1 angelegt. Die X-Richtung beschreibt dabei die Erstreckungsrichtung der Trockenpartie in Längsrichtung der Maschine und wird daher auch als Maschinenrichtung MD bezeichnet. Die Y-Richtung entspricht der Breitenrichtung quer zur Maschinenrichtung MD und wird daher auch als Maschinenquerrichtung CD bezeichnet. Die Z-Richtung fällt mit der Höhenrichtung zusammen. FIG. 1 illustrates in an exemplary schematic simplified representation an embodiment according to the invention of a dryer section 1 and with reference to this the basic principle of a method according to the invention for heat recovery. The drying section 1 comprises a plurality of heatable drying cylinders TZ, wherein one or a plurality of these are summarized in drying groups. In the illustrated case, drying groups I and II are provided by way of example, wherein each of the drying groups comprises at least one, preferably a plurality of drying cylinders TZ M to TZi n or TZm to TZn n with n> 1. Only the first and last drying cylinder of a dryer group I, II are shown by way of example. FIG. 1 does not show a concrete construction of a dryer section 1, but only the components required to explain the basic principle in a highly schematically simplified representation. Not shown are further functional units and the fibrous web or these supporting bands, in particular Trockensiebbänder. Such a drying section 1 is part of a machine, not shown here, for producing a material web, in particular fibrous web, in the form of a paper, board or tissue web. The individual drying groups I and II are connected in the direction of passage through them one behind the other. To illustrate the individual directions, a coordinate system is applied to the dryer section 1 by way of example. The X-direction describes the extension direction of the dryer section in the longitudinal direction of the machine and is therefore also referred to as the machine direction MD. The Y-direction corresponds to the width direction transverse to the machine direction MD and is therefore also referred to as the cross-machine direction CD. The Z direction coincides with the height direction.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Trockenzylinder, insbesondere der in Durchlaufrichtung erste Trockenzylinder TZM der Trockengruppe I, welche in Durchlaufrichtung der ersten Trockengruppe entspricht, als doppelwandig ausgeführter beheizbarer Zylinder, nachfolgend als Heizzylinder 2 bezeichnet, ausgeführt. Vorzugsweise ist jedoch eine Vielzahl von Trockenzylindern der ersten Trockengruppe I, ganz besonders bevorzugt sind alle Trockenzylinder TZM bis TZin als doppelwandige Heizzylinder 2 ausgeführt. According to the invention, at least one drying cylinder, in particular the first drying cylinder TZ M of the drying group I, which corresponds in the direction of passage of the first drying group, is designed as a double-walled heatable cylinder, hereinafter referred to as heating cylinder 2. Preferably, however, a plurality of drying cylinders of the first drying group I, very particularly preferably all drying cylinders TZ M to TZi n are designed as double-walled heating cylinder 2.
Ein derartiger Heizzylinder 2 ist beispielhaft im Querschnitt in Figur 2 dargestellt. Dabei umfasst jeder der doppelwandigen Heizzylinder 2 eine radial innere Zylinderschale 3 und eine im Abstand zu dieser unter Ausbildung zumindest eines mit dem Heizmedium HM beaufschlagbaren Hohl- beziehungsweise Zwischenraumes 4 angeordnete radial äußere Zylinderschale 5. Bei dem Heizmedium HM handelt es sich erfindungsgemäß um ein Fluid, insbesondere ein flüssiges Heizmedium in Form von Warmwasser oder Kondensat. Der Hohl- beziehungsweise Zwischenraum 4 kann als in Umfangsrichtung und/oder Längsrichtung, d.h. parallel zur Zylinderachse betrachtet, durchgängig ringförmiger Zwischenraum ausgeführt sein oder aber aus einer Vielzahl von einzelnen ringsegmentförmigen Teilzwischenräumen, die in Umfangsrichtung und/oder Querrichtung des einzelnen Heizzylinders 2 einander benachbart angeordnet sind, ausgebildet werden. Die einzelnen Teilzwischenräume können einzeln oder in Gruppen oder gemeinsam mit Heizmedium HM beaufschlagt werden. Durch den Betrieb der Trockenzylinder TZM zumindest der ersten Trockenbaugruppe I mit flüssigem Heizmedium HM, insbesondere Kondensat, ist es möglich, die Trockenzylinder in entsprechender Anpassung an die jeweiligen, an ihren Oberflächen einzustellenden Temperaturbereiche mit geringen Investitions- und Betriebskosten zu betreiben. Dadurch können insbesondere für die im Eingangsbereich in die Trockenpartie 1 angeordneten Trockenzylinder, hier für den ersten Trockenzylinder TZM beziehungsweise die Trockenzylinder TZin, geringere Oberflächentemperaturen eingestellt werden, wodurch sich erhebliche Vorteile bezüglich des Bahnablöseverhaltens sowie des Verschmutzungsverhaltens für die zu trocknenden Materialbahnen ergeben. Such a heating cylinder 2 is shown by way of example in cross section in FIG. In this case, each of the double-walled heating cylinder 2 comprises a radially inner cylindrical shell 3 and a radially outer cylindrical shell 5 spaced apart from it, forming at least one hollow or intermediate space 4 which can be acted upon by the heating medium HM. The heating medium HM is a fluid according to the invention. in particular a liquid heating medium in the form of hot water or condensate. The hollow or intermediate space 4 can be designed as a circumferentially and / or longitudinal direction, ie viewed parallel to the cylinder axis, continuous annular space or from a plurality of individual annular segment-shaped partial spaces, in the circumferential direction and / or Transverse direction of the individual heating cylinder 2 are arranged adjacent to each other, are formed. The individual partial intermediate spaces can be acted upon individually or in groups or together with heating medium HM. By operating the drying cylinder TZ M at least the first dry assembly I with liquid heating medium HM, in particular condensate, it is possible to operate the drying cylinder in appropriate adaptation to the respective temperature ranges to be set on their surfaces with low investment and operating costs. As a result, lower surface temperatures can be set in particular for the drying cylinder arranged in the dryer section 1 in the entry section, here for the first drying cylinder TZ M or the drying cylinder TZi n , resulting in considerable advantages with respect to the web release behavior and the contamination behavior for the material webs to be dried.
Bezüglich der Beaufschlagung des einzelnen Heizzylinders 2 mit Heizmedium HM besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Das flüssige Heizmedium HM wird dabei erfindungsgemäß entsprechend den Anforderungen beim Betrieb der Trockenpartie 1 erwärmt und/oder abgekühlt. Im einfachsten Fall gemäß Figur 1 ist dazu ein Heizmedium-Versorgungssystem 6 vorgesehen, das zum Zweck der Beaufschlagung mit Heizmedium HM zumindest einem, vorzugsweise einer Mehrzahl von doppelwandigen Heizzylindern 2 der Trockengruppe I und gegebenenfalls der Trockengruppe II zugeordnet ist. Die Anpassung an die zu erzielenden Temperaturen an den Oberflächen der Heizzylinder 2 in den einzelnen Betriebsweisen kann dabei durch gezielte Erwärmung und/oder Abkühlung des Heizmediums HM im Heizmedium-Versorgungssystem 6 erfolgen. With regard to the admission of the individual heating cylinder 2 with heating medium HM is a variety of ways. The liquid heating medium HM is inventively heated according to the requirements during operation of the dryer section 1 and / or cooled. In the simplest case according to FIG. 1, a heating medium supply system 6 is provided for this purpose, which is assigned to at least one, preferably a plurality of double-walled heating cylinders 2 of the drying group I and optionally the drying group II for the purpose of loading with heating medium HM. The adaptation to the temperatures to be achieved on the surfaces of the heating cylinder 2 in the individual modes of operation can be done by targeted heating and / or cooling of the heating medium HM in the heating medium supply system 6.
Das Heizmedium-Versorgungssystem 6 kann, wie in Figur 1 dargestellt, als autarkes System mit zumindest einer Heizmediumquelle 9 ausgeführt sein. Über diese wird das Heizmedium HM, insbesondere das Fluid bereitgestellt. Die Erwärmung/Kühlung des Heizmediums HM erfolgt durch Nutzung der Wärme zumindest eines Massenstromes MS aus der Trockenpartie 1 oder anderen Abschnitten der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn. Die Wärmeenergie wird dabei konkret Massenströmen in Form von ohnehin vorhandenen Prozess- und/oder Ausgangsströmen der Trockenpartie 1 und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn entnommen. Unter einem Massenstrom wird ein Strom aus flüssigen oder gasförmigen Medien oder Gemischen aus diesen verstanden. Prozessströme sind Ströme, die einem Prozess zugeführt werden und/oder an diesem beteiligt sind, d.h. Eingangströme und Prozess durchlaufende Ströme sowie Ausgangsströme, die wiederum in anderen Bereichen beziehungsweise bei anderen Prozessen als Prozessströme fungieren können. Ausgangsströme sind Ströme, die nach Durchlaufen eines Prozesses vorliegen. Diese können entweder wieder als Prozessströme in anderen Prozessen fungieren oder als reine Abproduktströme vorliegen. As shown in FIG. 1, the heating medium supply system 6 can be designed as a self-sufficient system with at least one heating medium source 9. About this, the heating medium HM, in particular the fluid is provided. The heating / cooling of the heating medium HM is carried out by using the heat of at least one mass flow MS from the dryer section 1 or other Sections of the machine for producing a material web. The heat energy is thereby concretely taken from mass flows in the form of already existing process and / or output streams of the dryer section 1 and / or the machine for producing a material web. A mass flow is understood as meaning a stream of liquid or gaseous media or mixtures of these. Process streams are streams that are supplied to and / or involved in a process, ie, input streams and stream passing through processes, and output streams, which in turn may function as process streams in other areas or processes. Output currents are currents that are present after passing through a process. These can either again act as process streams in other processes or be present as pure waste product streams.
Zur Nutzung der Wärmeenergie eines Massenstromes MS wird dieser gemäß einer ersten Ausführung in Figur 1 über einen Wärmetauscher 10 geführt, über welchen ebenfalls das Heizmedium HM geführt wird, beispielsweise im Gleich- und/oder Gegenstrom. Der Wärmetauscher 10 kann verschiedenartig ausgeführt sein. Entscheidend ist, dass dieser geeignet ist, eine vordefinierte Wärmemenge an das Heizmedium HM abzugeben. To use the heat energy of a mass flow MS of this is performed according to a first embodiment in Figure 1 via a heat exchanger 10, via which also the heating medium HM is performed, for example, in cocurrent and / or countercurrent. The heat exchanger 10 may be designed in various ways. It is crucial that this is suitable to deliver a predefined amount of heat to the heating medium HM.
Über die Wärmeabgabe an das Heizmedium HM kann die Temperatur an der Oberfläche des Trockenzylinders TZM eingestellt, insbesondere gesteuert und/oder geregelt werden. Die Wärmeabgabe kann beispielsweise über die die Führungswege von Heizmedium HM und Massenstrom MS innerhalb des Wärmetauschers 10 charakterisierenden Parameter, wie Länge der Führungswege, Dimensionierung der Führungswege, Strömungsgeschwindigkeit von Heizmedium HM und/oder Massenstrom MS sowie die Parameter des Heizmediums (HM) sowie des Massenstromes (MS), wie Temperatur, Druck e.t.c. definiert werden. About the heat to the heating medium HM, the temperature at the surface of the drying cylinder TZ M can be set, in particular controlled and / or regulated. The heat release can, for example, via the parameters characterizing the guide paths of heating medium HM and mass flow MS within the heat exchanger 10, such as length of the guide paths, dimensioning of the guide paths, flow rate of heating medium HM and / or mass flow MS and the parameters of the heating medium (HM) and the mass flow (MS), how temperature, pressure etc are defined.
Bei nichtausreichender Wärmemenge zur Einstellung der gewünschten Oberflächentemperatur am Trockenzylinder TZM ist es denkbar zusätzliche Heizeinrichtungen 7 und/oder Kühleinrichtungen 8 vorzusehen. Mittels diesen ist eine direkte Beeinflussung der Betriebsparameter des Heizmediums HM möglich. Bei den Heiz- und Kühleinrichtungen 7, 8 kann es sich dabei um Einrichtungen zum direkten Erwärmen oder Abkühlen unter erforderlichem zusätzlichem Energieeinsatz handeln. In diesem Fall wird keine Energie aus anderen Systemen der Maschine zum Einsatz gelangen. If there is insufficient heat to set the desired surface temperature on the drying cylinder TZ M , it is conceivable additional Provide heaters 7 and / or cooling devices 8. By means of these, a direct influence on the operating parameters of the heating medium HM is possible. The heating and cooling devices 7, 8 may be devices for direct heating or cooling under the required additional energy input. In this case, no energy from other systems of the machine will be used.
Zeigt die Figur 1 eine Ausführung mit mittelbarer Nutzung des Massenstromes MS durch Nutzung lediglich der Wärmeenergie dessen, verdeutlicht Figur 3 eine besonders vorteilhafte Ausführung mit direkter Nutzung der Wärme des Massenstromes MS durch die zumindest teilweise Nutzung dessen als Heizmedium HM. In dieser Ausführung umfasst das Heizmedium- Versorgungssystem 6 Bestandteile von Massenströme führenden Systemen, hier beispielhaft eines Dampf-/Kondensatsystems 1 1 der zweiten Trockengruppe II. Als Heizmediumquelle 9 fungiert hier das Dampf-/Kondensatsystem 1 1 der zweiten Trockengruppe II, insbesondere ein Funktionselement dessen in Form eines Kondensatabscheiders. Mit dem aus diesem ausgegebenen Massenstrom MS werden dann der erste Trockenzylinder TZM und gegebenenfalls weitere Trockenzylinder der ersten Trockengruppe I beaufschlagt. Zur Einstellung des Sollwertes X-soll für die Temperatur an der Oberfläche dieser Trockenzylinder TZM bis TZin können weitere Einrichtungen 12, hier beispielsweise in Form von Heiz- und/oder Kühleinrichtungen 7, 8 vorgesehen werden, welche über eine Steuereinrichtung 13 ansteuerbar sind. Die Steuereinrichtung 13 kann als Steuergerät oder dezentrale Steuereinrichtung ausgeführt sein. Zur Einstellung der gewünschten Temperatur wird zumindest eine, den einzustellenden Sollwert X-soll für die Temperatur an der Oberfläche des einzelnen Heizzylinders 2 wenigstens mittelbar charakterisierende Größe in dieser verarbeitet und zumindest eine Stellgröße zur Ansteuerung einer Einrichtung 12 zur Beeinflussung der Temperatur des Heizmediums HM gebildet und ausgegeben, hier eine Stellgröße Y12 zur Ansteuerung der Einrichtung 12. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung kann die Temperatur an der Oberfläche der Trockenzylinder TZM bis TZin auch geregelt werden. In diesem Fall wird für jeden Trockenzylinder oder eine Mehrzahl von diesen ein Sollwert X-soll vorgegeben und der aktuelle Istwert X-ist oder zumindest eine, diesen wenigstens mittelbar, d.h. direkt oder über Funktionen oder andere Parameter charakterisierende Größen erfasst. Aus der Abweichung wird die Stellgröße Y12 gebildet. 1 shows an embodiment with indirect use of the mass flow MS by using only the heat energy thereof, Figure 3 illustrates a particularly advantageous embodiment with direct use of the heat of the mass flow MS through the at least partial use of it as the heating medium HM. In this embodiment, the heating medium supply system 6 includes components of mass flow systems leading, here for example a steam / condensate system 1 1 of the second dryer group II. As the heating medium source 9 acts here the steam / condensate system 1 1 of the second dryer group II, in particular a functional element of the in the form of a condensate separator. The first drying cylinder TZ M and possibly further drying cylinders of the first drying group I are then acted upon by the mass flow MS output therefrom. For setting the target value X-soll for the temperature at the surface of these drying cylinders TZ M to TZi n further devices 12, for example in the form of heating and / or cooling devices 7, 8 are provided here, which can be controlled via a control device 13. The control device 13 can be designed as a control unit or decentralized control device. In order to set the desired temperature, at least one setpoint X-soll to be set for the temperature at the surface of the individual heating cylinder 2 is at least indirectly characterized in this variable and at least one control variable for controlling a device 12 for influencing the temperature of the heating medium HM is formed and output, here a manipulated variable Y12 to control the device 12th According to a particularly advantageous embodiment, the temperature at the surface of the drying cylinder TZ M to TZi n can also be controlled. In this case, for each drying cylinder or a plurality of these, a desired value X-soll is specified and the current actual value X-ist or at least one, this at least indirectly, ie detected directly or via functions or other parameters characterizing variables. From the deviation, the manipulated variable Y12 is formed.
Die Figur 4 verdeutlicht eine Weiterentwicklung einer Ausführung gemäß Figur 3, bei welcher neben oder alternativ zu einer Beeinflussung der Temperatur des Massenstromes MS nach Abfuhr aus einem Prozess bereits in die den Massenstrom MS bildenden Prozesse mit eingegriffen wird und dadurch bereits ein Massenstrom MS mit den gewünschten, diesen charakterisierenden Parametern, wie Temperatur bereitgestellt wird, der dann dem Trockenzylinder TZn direkt zugeführt wird. In diesem Fall wird über die Steuereinrichtung 13 auch in den Prozess der Bereitstellung des Massenstromes MS mit eingegriffen, beispielsweise durch Ansteuerung eines Kodensatabscheiders im Dampf- /Kondensatsystem 1 1 der zweiten Trockengruppe II. In diesem Fall wird zumindest eine weitere Stellgröße Yll über die Steuereinrichtung 13 ermittelt und mittels dieser die jeweilige Stelleinrichtung angesteuert. FIG. 4 illustrates a further development of an embodiment according to FIG. 3, in which, in addition to or as an alternative to influencing the temperature of the mass flow MS after removal from a process, the process is already intervened in the processes forming the mass flow MS and thus already a mass flow MS with the desired , these parameters characterizing how temperature is provided, which is then fed directly to the drying cylinder TZn. In this case, the control device 13 also intervenes in the process of providing the mass flow MS, for example by controlling a Kodensatabscheiders in the steam / condensate system 1 1 of the second dryer group II. In this case, at least one further manipulated variable Yll via the control device 13th determined and controlled by means of this, the respective control device.
Die Figur 5 verdeutlicht dabei eine besonders vorteilhafte Ausführung des Heizmedium-Versorgungssystems 6 einer Trockenpartie 1 . Beispielhaft dargestellt sind hier einzelne Trockenzylinder TZM bis TZ|Vn, die in einzelnen Trockengruppen I bis IV angeordnet sind. Im Einzelnen sind hier die Trockenzylinder TZM bis TZin in der Trockengruppe I zusammengefasst, die Trockenzylinder TZm und TZnn in der Trockengruppe II und die Trockenzylinder TZnn und TZmn in der Trockengruppe III. Der Trockenzylinder TZ|V ist Bestandteil einer Trockengruppe IV. Der Trockengruppe I ist ein Heizmedium-Versorgungssystem 6 zugeordnet. Dieses ist Bestandteil eines Dampf-/Kondensatsystems 1 1 zumindest einer, vorzugsweise mehrerer anderer Trockengruppen II bis IV, hier der Trockengruppen II bis IV. Erkennbar ist dabei, dass jede der einzelnen Trockengruppen I bis IV an eine zentrale Dampfzufuhr 14, insbesondere Dampfzufuhrleitung koppelbar ist, über die der Dampf D auf die einzelnen Trockengruppen II bis IV verteilt wird. Die Kopplung/Entkopplung an diese/von dieser und/oder die Einstellung der Dampfparameter, insbesondere des Druckes kann über entsprechende Einrichtungen einzeln oder gruppenweise erfolgen. Im einfachsten Fall sind in die Einrichtungen als Ventileinrichtungen ausgeführt, wobei es sich bei diesen vorzugsweise um Druckregelventile handelt. Im dargestellten Fall sind die einzelnen Trockengruppen II, III und IV über jeweils eine derartige Einrichtung 15.1 bis 15.3 mit der Dampfzufuhr 14 verbunden. Die Möglichkeit der Beeinflussung der Dampfparameter ist beispielsweise über entsprechende Einrichtungen 16.1 , 16.2 in der Kopplung einzelner Trockenzylinder einzelner Trockengruppen, hier der Trockenzylinder TZm und TZm der Trockengruppen II und III an die Dampfzufuhr 14 gegeben. Im Betrieb der Trockenzylinder TZm bis TZ|Vn der Trockengruppen II bis IV kondensiert der den einzelnen Trockenzylindern zugeführte Dampf aufgrund der Wärmeabgabe durch den Trockenzylinder TZ an die Faserstoff bahn. Das dabei entstehende Dampf-/Kondensatgemisch DKII1 , DKII2, DKIII1 , DKIII2 DKIV1 wird aus den Trockenzylindern TZm bis TZ|Vi abgeführt. Dabei wird das jeweilige Dampf-/Kondensatgemisch DKII1 , DKII2, DKIII1 , DKIII2 DKIV1 über eine oder mehrere Kondensatabscheidestufen geführt, wobei das dabei abgeschiedene Kondensat KM, KIM als Heizmedium HM des Heizmedium-Versorgungssystems 6 der Trockenzylinder TZM bis TZin genutzt wird. Im dargestellten Fall ist der Trockengruppe II und der Trockengruppe III jeweils ein Kondensatabscheider S2 und S3 zugeordnet, wobei das Dampf-/Kondensatgemisch DKIV1 beispielhaft über den Kondensatabscheider S2 geführt wird. Die Zufuhr der Dampf- /Kondensatgemische DKII1 , DKII2, DKIV1 erfolgt zu zumindest einem Eingang 17 am Kondensatabscheider S2 und der Dampf -/Kondensatgemische DKIII1 , DKIII2 zu zumindest einem Eingang 18 am Kondensatabscheider S3. An den einzelnen Kondensatabscheidern S2 und S3 kann im Dampf-/Kondensatgemisch DKII1 , DKII2, DKIII1 , DKIII2 DKIV1 enthaltener Dampf als separierter Dampf aufsteigen. Zusätzlich kann Kondensat aufgrund der Druckverhältnisse im Kondensatabscheider S2, S3 wieder verdampfen und steigt als so genannter Brüdendampf auf. Der separierte Dampf und der so genannte Brüdendampf ergeben dann einen Dampf DS2 beziehungsweise DS3, der aus dem Kondensatabscheider S2, insbesondere am Ausgang 19 beziehungsweise S3, insbesondere am Ausgang 20 abgeführt und anderen Dampfverbrauchersystemen beziehungsweise den einzelnen Trockenzylindern der Trockengruppen zugeführt werden können. Dieser Dampf DS2 und DS3 ist Sattdampf entsprechend dem Druck in den Kondensatabscheidern S2 und S3. An den Ausgängen 21 und 22 der Kondensatabscheider S2 und S3 wird das Kondensat KM beziehungsweise K3 ausgegeben. Das Kondensat KM, KIM kann im Dampf-/Kondensatsystem 1 1 in einem Tank 23 gesammelt werden. Vorzugsweise wird das Kondensat KM, KIM in das Heizmedium-Versorgungssystem 6 eingespeist. Der Tank 23 bildet dabei die Heizmediumquelle 9. Das Heizmedium- Versorgungssystem 6 ist als Kreislauf mit integriertem Tank 23 ausgeführt. Der Zulauf vom Tank 23 zu den einzelnen Trockenzylindern TZM bis TZin ist mit 25 und der Rücklauf von den einzelnen Trockenzylindern TZM bis TZin zum Tank 23 mit 26 bezeichnet. Im dargestellten Fall sind die einzelnen Trockenzylinder TZM bis TZin im Heizmedium-Versorgungssystem 6, insbesondere dem Kreislauf 24 parallel geschaltet. FIG. 5 illustrates a particularly advantageous embodiment of the heating medium supply system 6 of a dryer section 1. Illustrated here are individual drying cylinders TZ M to TZ | Vn , which are arranged in individual drying groups I to IV. Specifically, the drying cylinders TZ M to TZi n are summarized here in the drying group I, the drying cylinders TZm and TZn n in the drying group II and the drying cylinders TZnn and TZmn in the drying group III. The drying cylinder TZ | V is part of a drying group IV. The drying group I is associated with a heating medium supply system 6. This is part of a steam / condensate system 1 1 at least one, preferably several other drying groups II to IV, here the drying groups II to IV. It can be seen that each of the individual drying groups I to IV to a central steam supply 14, in particular steam supply line can be coupled, via which the steam D is distributed to the individual dryer groups II to IV. The coupling / decoupling to / from this and / or the setting of the steam parameters, in particular the pressure can be carried out individually or in groups by means of corresponding devices. In the simplest case, the devices are designed as valve devices, these preferably being pressure regulating valves. In the case shown, the individual drying groups II, III and IV are connected to the steam supply 14 via one such device 15.1 to 15.3. The possibility of influencing the steam parameters is given, for example, via corresponding devices 16.1, 16.2 in the coupling of individual drying cylinders of individual drying groups, here the drying cylinders TZm and TZ m of the drying groups II and III to the steam supply 14. During operation of the drying cylinders TZm to TZ | Vn the drying groups II to IV condenses the individual drying cylinders supplied steam due to the heat transfer through the drying cylinder TZ to the fibrous web. The resulting steam / condensate mixture DKII1, DKII2, DKIII1, DKIII2 DKIV1 is extracted from the drying cylinders TZm to TZ | V i dissipated. The respective vapor / condensate mixture DKII1, DKII2, DKIII1, DKIII2 DKIV1 is passed over one or more condensate separation stages, the condensate KM, KIM being used as the heating medium HM of the heating medium supply system 6 of the drying cylinders TZ M to TZi n . In the case shown, the drying group II and the drying group III are each assigned a condensate separator S2 and S3, the steam / condensate mixture DKIV1 being conducted, for example, via the condensate separator S2. The steam / condensate mixtures DKII1, DKII2, DKIV1 are supplied to at least one inlet 17 on the condensate separator S2 and the steam / condensate mixtures DKIII1, DKIII2 to at least one inlet 18 on the condensate separator S3. At the individual condensate separators S2 and S3, steam contained in the steam / condensate mixture DKII1, DKII2, DKIII1, DKIII2 DKIV1 can ascend as separated steam. In addition, condensate may be due to the pressure conditions in the Condensate separator S2, S3 evaporate again and rise as so-called Brüdendampf. The separated steam and the so-called Brüdendampf then give a vapor DS2 or DS3, which can be removed from the Kondensatabscheider S2, in particular at the output 19 and S3, in particular at the output 20 and other steam consumer systems or the individual drying cylinders of the dryer groups can be supplied. This steam DS2 and DS3 is saturated steam corresponding to the pressure in the condensate separators S2 and S3. At the outputs 21 and 22 of the condensate S2 and S3, the condensate KM or K3 is output. The condensate KM, KIM can be collected in the vapor / condensate system 1 1 in a tank 23. Preferably, the condensate KM, KIM is fed into the heating medium supply system 6. The tank 23 forms the heating medium source 9. The heating medium supply system 6 is designed as a circuit with integrated tank 23. The feed from the tank 23 to the individual drying cylinders TZ M to TZi n is denoted by 25 and the return from the individual drying cylinders TZ M to TZi n to the tank 23 with 26. In the case shown, the individual drying cylinders TZ M to TZin in the heating medium supply system 6, in particular the circuit 24 are connected in parallel.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungen beschränkt. Andere Ausbildungen, insbesondere des Heizmedium- Versorgungssystems 6 sind denkbar. Grundsätzlich ist es möglich, die unterschiedlichsten vorhandenen Wärmeströme in der Trockenpartie 1 oder anderen Bereichen einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn zur Steuerung der Oberflächentemperatur eines mit einem flüssigen Heizmedium HM beaufschlagbaren Heizzylinders 2 einzusetzen. Die Einstellung der Oberflächentemperatur selbst erfolgt dabei indirekt über die Einstellung der Temperatur des flüssigen Heizmediums HM, wobei dessen Temperatur durch Ausnutzung der Wärmeenergie aus vorhandenen Wärmeströmen aktiv gesteuert werden kann. Die Figur 6 verdeutlicht beispielhaft anhand eines Signalflussbildes ein Verfahren zur Steuerung der Oberflächentemperatur von Trockenzylindern, insbesondere den Trockenzylindern TZM bis TZin im Eingangsbereich der Trockenpartie 1 . Daraus ersichtlich ist, dass in einem Verfahrensschritt A der oder die Trockenzylinder TZM bis TZin mit einem flüssigen Heizmedium HM beaufschlagt werden und in einem zweiten Verfahrensschritt B eine Sollvorgabe X-soll für die zu erzielende Temperatur an der jeweiligen Zylinderoberfläche vorgegeben wird, während im Verfahrensschritt C die Sollvorgabe, insbesondere der Sollwert X-solli für die Temperatur an der Oberfläche des Trockenzylinders durch Änderungen der Temperatur des Heizmediums HM eingestellt wird. Dieser Verfahrensschritt C ist dabei durch eine Stellgrößenvorgabe Y charakterisiert, wobei die Stellgröße Y als Funktion des zur Einstellung des Sollwertes X-solli erforderlichen Kennwertes für die Temperatur des Heizmediums HM gewählt wird. In Abhängigkeit der entsprechenden Stellgröße Y wird dieser in einem Verfahrensschritt D an einer Stelleinrichtung, insbesondere im Heizmedium-Versorgungssystem 6 eingestellt und damit der Trockenzylinder mit dem Heizmedium mit der erforderlichen Temperatur beaufschlagt. Diese Temperatur kann dabei gesteuert oder geregelt werden. Bei einer Reglung ist ein entsprechender Abgleich zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert X-soll und X-ist erforderlich, der hier zusätzlich im Signalflussbild unter Verfahrensschritt E zur Erfassung des Istwertes, F zum Abgleich und C zur Ausgabe einer Stellgröße angegeben ist. The solution according to the invention is not limited to the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 5. Other configurations, in particular of the heating medium supply system 6 are conceivable. In principle, it is possible to use a wide variety of existing heat flows in the dryer section 1 or other areas of a machine for producing a material web for controlling the surface temperature of a heating cylinder 2 that can be charged with a liquid heating medium HM. The setting of the surface temperature itself is carried out indirectly via the setting of the temperature of the liquid heating medium HM, the temperature of which can be actively controlled by utilizing the heat energy from existing heat flows. FIG. 6 illustrates, by way of example with reference to a signal flow diagram, a method for controlling the surface temperature of drying cylinders, in particular the drying cylinders TZ M to TZi n in the entry area of the drying section 1. It can be seen that in a method step A or the drying cylinder TZ M to TZi n are acted upon by a liquid heating medium HM and in a second process step B a target specification X-soll is set for the temperature to be achieved at the respective cylinder surface, while in Method step C, the target specification, in particular the target value X-solli for the temperature at the surface of the drying cylinder is adjusted by changes in the temperature of the heating medium HM. This process step C is characterized by a manipulated variable specification Y, wherein the manipulated variable Y is selected as a function of the required for setting the setpoint value X-solli characteristic for the temperature of the heating medium HM. Depending on the corresponding manipulated variable Y, this is set in a method step D on an adjusting device, in particular in the heating medium supply system 6 and thus applied to the drying cylinder with the heating medium with the required temperature. This temperature can be controlled or regulated. In a control, a corresponding adjustment between the setpoint and the actual value X-soll and X-ist is required, which is additionally indicated here in the signal flow diagram under method step E for recording the actual value, F for adjustment and C for outputting a manipulated variable.
Die Steuerung und/oder Regelung der jeweiligen erforderlichen Temperaturen der einzelnen Trockenzylinder und der daraus erforderlichen Eingriffe an den jeweiligen Heizmedium-Versorgungssystemen 6 kann über eine separat der Trockenpartie 1 zugeordnete Steuervorrichtung realisiert werden. The control and / or regulation of the respective required temperatures of the individual drying cylinders and the interventions required therefrom on the respective heating medium supply systems 6 can be realized via a control device assigned separately to the drying section 1.
Bezüglich der konkreten konstruktiven Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung ist diese nicht auf die in den Figuren dargestellte Ausführung beschränkt. Bezugszeichenliste With respect to the concrete structural design of the solution according to the invention this is not limited to the embodiment shown in the figures. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Trockenpartie 1 drying section
2 Heizzylinder  2 heating cylinders
3 radial innere Zylinderschale  3 radially inner cylinder shell
4 Hohl- beziehungsweise Zwischenraum  4 hollow or intermediate space
5 radial äußere Zylinderschale  5 radially outer cylinder shell
6 Heizmedium-Versorgungssystem  6 heating medium supply system
7 Heizeinrichtung  7 heating device
8 Kühleinrichtung  8 cooling device
9 Heizmediumquelle  9 heating medium source
10 Wärmetauscher  10 heat exchangers
1 1 Dampf-/Kondensatsystem  1 1 steam / condensate system
12 Einrichtung  12 device
13 Steuereinrichtung  13 control device
14 Dampfzufuhr  14 steam supply
15.2, 15.3 Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung und/oder 15.2, 15.3 Device for coupling / decoupling and / or
Einstellung der Dampfparameter 16.1 , 16.2 Einrichtung zur Kopplung/Entkopplung und/oder  Setting the steam parameters 16.1, 16.2 Device for coupling / decoupling and / or
Einstellung der Dampfparameter Setting the steam parameters
17 Eingang Kondensatabscheider S2 17 inlet condensate separator S2
18 Eingang Kondensatabscheider S3  18 inlet condensate separator S3
19 Ausgang Kondensatabscheider S2  19 outlet condensate separator S2
20 Ausgang Kondensatabscheider S3  20 outlet condensate separator S3
21 Ausgang Kondensatabscheider S2  21 outlet condensate separator S2
22 Ausgang Kondensatabscheider S3  22 Condensate separator S3 output
23 Tank  23 tank
24 Kreislauf  24 cycle
25 Zulauf  25 inlet
26 Rücklauf I, II, III, IV Trockengruppen 26 return I, II, III, IV drying groups
A - F Verfahrensschritte  A - F process steps
CD Maschinenquerrichtung  CD cross machine direction
D Dampf  D steam
DS2, DS3 Dampf  DS2, DS3 steam
DKII1 , DKII2, DKIII1 DKII1, DKII2, DKIII1
DKIII2, DKIV1 Dampf-/Kondensatgem isch  DKIII2, DKIV1 steam / condensate mixture
HM Heizmedium  HM heating medium
KM, KIM Kondensat  KM, KIM condensate
MD Maschinenrichtung  MD machine direction
MS Massenstrom  MS mass flow
S2, S3 Kondensatabscheider  S2, S3 condensate separator
TZn - TZm Trockenzylinder der ersten Trockengruppe TZn - TZm drying cylinder of the first dryer group
TZ|n - TZ||2 Trockenzylinder der zweiten Trockengruppe TZiin - TZ|||2 Trockenzylinder der dritten Trockengruppe TZ|V1 Trockenzylinder der vierten TrockengruppeTZ | n - TZ || 2 Drying cylinders of the second drying group TZiin - TZ ||| 2 Drying cylinders of the third drying group TZ | V1 Drying cylinders of the fourth drying group
X-ist Istwert X-is actual value
X-soll Sollwert  X-set reference
Y12, Yll Stellgröße  Y12, Yll control value

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Wärmerückgewinnung für eine Trockenpartie (1 ) einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn wenigstens mittelbar an einer Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern (TZn bis TZ|Vn ) getrocknet wird, Method for heat recovery for a drying section (1) of a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, in which the material web is dried at least indirectly on a plurality of heatable drying cylinders (TZn to TZ | Vn ) becomes,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest der in Durchlaufrichtung der Materialbahn durch die Trockenpartie (1 ) erste Trockenzylinder (TZn) und gegebenenfalls weitere diesem nachgeordnete Trockenzylinder (TZ|2 bis TZin ) als doppelwandige Trockenzylinder (2) ausgeführt sind, welche mit einem flüssigen Heizmedium (HM) beaufschlagt werden, wobei die Temperatur des flüssigen Heizmediums (HM) durch die zumindest mittelbare Nutzung von Wärme zumindest eines Massenstromes (MS) aus der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn beeinflusst wird. in that at least the first drying cylinder (TZn) passing through the drying section (1) in the passage direction of the material web and optionally further downstream drying cylinders (TZ 2 to TZi n ) are designed as double-walled drying cylinders (2) which act upon a liquid heating medium (HM) be, wherein the temperature of the liquid heating medium (HM) by the at least indirect use of heat at least one mass flow (MS) from the dryer section (1) and / or the machine for producing a material web is influenced.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Temperatur des Heizmediums (HM) gesteuert, vorzugsweise geregelt wird.  the temperature of the heating medium (HM) is controlled, preferably regulated.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, Method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Wärme des zumindest einen Massenstromes (MS) über wenigstens einen Wärmeüberträger (10) auf das Heizmedium (HM) übertragen wird.  the heat of the at least one mass flow (MS) is transmitted to the heating medium (HM) via at least one heat exchanger (10).
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 4. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilstrom des zumindest einen Massenstromes (MS) als Heizmedium (HM) verwendet wird. characterized, in that at least one partial flow of the at least one mass flow (MS) is used as the heating medium (HM).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Massenstrom (MS) aus der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn ein Prozessstrom, insbesondere ein Eingangstrom und/oder ein während des Prozesses vorliegender Strom und/oder ein Ausgangstrom verwendet wird.  in that a process stream, in particular an input stream and / or a stream present during the process and / or an output stream, is used as the mass flow (MS) from the drying section (1) and / or the machine for producing a material web.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Massenstrom (MS) aus der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn ein Abluftstrom eines Heißlufttrockenelementes, insbesondere einer einem Trockenzylinder (TZ bis TZivn) zugeordneten Heißlufthaube (3) verwendet wird.  in that as the mass flow (MS) from the dryer section (1) and / or the machine for producing a material web an exhaust air stream of a hot air drying element, in particular a hot air hood (3) assigned to a drying cylinder (TZ to TZivn) is used.
7. Verfahren nach Anspruch 5, 7. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Massenstrom (MS) aus der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn ein Medienstrom aus zumindest einem der nachfolgenden Medien verwendet wird:  in that a mass flow of at least one of the following media is used as the mass flow (MS) from the dryer section (1) and / or the machine for producing a material web:
- Dampf  - steam
- Dampf-/Kondensatgemisch  - Steam / condensate mixture
- Kondensat (KM, KIM)  - Condensate (KM, KIM)
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. The method according to any one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass als Heizmedium (HM) ein Fluid in Form von Wasser verwendet wird.  in that a fluid in the form of water is used as the heating medium (HM).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 9. The method according to any one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass als Heizmedium (HM) bei der Betriebsweise anderer Trockenzylinder (TZin bis TZivn) anfallendes Kondensat (KM, Kill) verwendet wird. characterized, that condensate (KM, Kill) occurring as the heating medium (HM) in the operation of other drying cylinders (TZin to TZivn) is used.
10. Trockenpartie (1 ) für eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer Mehrzahl von beheizbaren Trockenzylindern (TZ bis10. drying section (1) for a machine for producing a material web, in particular a fibrous web in the form of a paper, board or tissue web, with a plurality of heated drying cylinders (TZ to
TZivn), TZivn)
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der in Durchlaufrichtung erste Trockenzylinder (TZn) und gegebenenfalls weitere diesem nachgeordnete Trockenzylinder (TZ|2 bis TZin) als doppelwandige Trockenzylinder (2) mit einem jedem einzelnen Trockenzylinder (TZn bis TZin) oder einer Mehrzahl (TZn bis TZin) von diesen zugeordneten Heizmedium-Versorgungssystem (6) zur Beaufschlagung mit einem flüssigen Heizmedium (HM) ausgeführt sind, wobei das einzelne Heizmedium-Versorgungssystem (6) wärmetechnisch mit zumindest einem Massenstrom (MS) der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn gekoppelt ist. in that the first drying cylinder (TZn) and optionally further downstream drying cylinder (TZ 2 to TZin) are double-walled drying cylinders (2) with one each drying cylinder (TZn to TZi n ) or a plurality (TZn to TZi n ) of these associated heating medium supply system (6) are designed for application to a liquid heating medium (HM), wherein the single heating medium supply system (6) thermally with at least one mass flow (MS) of the dryer section (1) and / or the machine for producing a material web is coupled.
1 1 . Trockenpartie (1 ) nach Anspruch 10, 1 1. Drying section (1) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest eine mit dem ersten Trockenzylinder (TZn) und gegebenenfalls weiteren diesem nachgeordnete Trockenzylindern (TZn bis TZin) gekoppelte Zufuhrleitung für Heizmedium (HM) des Heizmedium- Versorgungssystems (6) wärmetechnisch mit zumindest einem Massenstrom (MS) der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn gekoppelt ist.  in that at least one supply line for heating medium (HM) of the heating medium supply system (6) coupled to the first drying cylinder (TZn) and optionally further downstream drying cylinders (TZn to TZin) is thermally insulated with at least one mass flow (MS) of the drying section (1) and / or the machine is coupled to produce a material web.
12. Trockenpartie (1 ) nach Anspruch 10 oder 1 1 , 12. Drying section (1) according to claim 10 or 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Heizmedium-Versorgungssystem (6) eine separate Heizmediumquelle (9) umfasst, die mit dem Trockenzylinder (TZn bis TZin) koppelbar ist, wobei die wärmetechnische Kopplung des Heizmedium- Versorgungssystems (6) mit dem zumindest einen Massenstrom (MS) der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn über zumindest einen Wärmeüberträger, insbesondere Wärmetauscher (10) erfolgt. in that the heating medium supply system (6) comprises a separate heating medium source (9) which can be coupled to the drying cylinder (TZn to TZi n ), the heat-related coupling of the heating medium Supply system (6) with the at least one mass flow (MS) of the dryer section (1) and / or the machine for producing a material web via at least one heat exchanger, in particular heat exchanger (10).
Trockenpartie (1 ) nach Anspruch 12, Drying section (1) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die wärmetechnische Kopplung des Heizmedium-Versorgungssystems (6) mit dem zumindest einen Massenstrom (MS) der Trockenpartie (1 ) und/oder der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn direkt erfolgt, indem das Heizmedium-Versorgungssystem (6) aus Bestandteilen eines anderen Trockenzylindern (TZm bis TZ|Vn) zugeordneten Dampf- /Kondensatsystems (1 1 ) gebildet wird und zumindest eine Kondensatbeziehungsweise ein Dampf-/Kondensatgemisch führende Leitung dessen mit dem in Durchlaufrichtung ersten oder den ersten Trockenzylindern (TZ bis TZin) der Trockenpartie (1 ) zur Beaufschlagung verbunden ist. in that the heat-technical coupling of the heating medium supply system (6) with the at least one mass flow (MS) of the dryer section (1) and / or the machine for producing a material web is effected directly by the heating medium supply system (6) comprising components of another drying cylinder ( TZm to TZ | Vn ) associated steam / condensate system (1 1) is formed and at least one Kondensatbeziehungsweise a vapor / condensate mixture leading line with the first or first drying cylinders (TZ to TZin) of the dryer section (1) in the feed direction for loading connected is.
Trockenpartie (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, Drying section (1) according to one of claims 10 to 13,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass im Heizmedium-Versorgungssystem (6) Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur des Heizmediums (HM) vorgesehen sind. in that means for controlling and / or regulating the temperature of the heating medium (HM) are provided in the heating medium supply system (6).
PCT/EP2012/056971 2011-05-09 2012-04-17 Method for recovering heat for a dryer section of a machine for producing a material web, and dryer section WO2012152546A1 (en)

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