用于改善造纸机中的干燥过程的方法和设备

本发明涉及一种用于在制造纤维料幅时通过过程控制系统改善造纸机中的干燥过程的效率的方法，为了进行干燥，所述纤维料幅与可被渗透的干网一起在至少一个干燥机组中曲折形地交替地导引通过多个蒸汽加热的烘缸和多个干网吸辊，并且在这些蒸汽加热的烘缸之间设有料幅稳定器，所述料幅稳定器分别具有被加载负压的移除装置和被加载负压的稳定装置，所述稳定装置用于稳定通过移除装置从相应的烘缸上移除的纤维料幅并且还用于稳定纤维料幅经过稳定装置直至后续的被加载负压的干网吸辊的运行，并且优选地设有两个用于形成气刀的侧面的过压室。

这种类型的设备是已知的。文献DE 102019124500 A1公开了一种用于干燥用于制造或整理纤维料幅的机器的纤维料幅的设备。该设备包括两个烘缸，这两个烘缸与导引辊共同构成兜部。在该兜部中，烘缸配设有移除装置，其用于在移除点从烘缸上移除纤维料幅。移除装置在移除点的区域中具有负压空间，从纤维料幅的运行方向看，该负压空间在纤维料幅的入口和出口处分别具有具备机器宽度的密封件。此外公开了负压区之后的稳定区，该稳定区同样可以被置于真空中。负压空间的负压在此可以与稳定区的真空分开地调节和控制。

这些已知的设备具有不同的缺点。在造纸机运行过程中可能出现不同的变化的和干扰性的影响。干燥过程必须设计为在此能够或多或少地良好地实现运行。因此，生产的纸张类型、运行速度、材料类型等都可能发生变化。干燥过程必须在造纸机的高生产率下尽可能不产生可能在纤维料幅的进一步加工中导致故障的料幅断裂、料幅损坏地运行。然而这并非始终是可能的。例如，为了保持干燥过程的稳定，造纸机的速度通常必须降低。

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种方法和设备，以优化干燥过程的效率，并且减少或避免已知的缺点。

所述技术问题通过权利要求1的特征解决。在此建议一种用于在制造纤维料幅时通过过程控制系统改善造纸机中的干燥过程的效率的方法，为了进行干燥，所述纤维料幅与可被渗透的干网一起在至少一个干燥机组中曲折形地交替地导引通过多个蒸汽加热的烘缸和多个干网吸辊，并且在这些蒸汽加热的烘缸之间设有料幅稳定器，所述料幅稳定器分别具有被加载负压的移除装置和被加载负压的稳定装置，所述稳定装置用于稳定通过移除装置从相应的烘缸上移除的纤维料幅并且还用于稳定纤维料幅经过稳定装置直至后续的被加载负压的干网吸辊的运行，并且优选地设有两个用于形成气刀的侧面的过压室，

其特征在于，

a)多个料幅稳定器分别配有至少两个用于测量运行参数的传感器，并且后续的干网吸辊优选地配有用于测量运行参数的传感器，并且

b)设有计算单元，并且

c)所述计算单元与所述造纸机的过程控制系统相连接，并且

d)在所述计算单元中将测量到的运行参数与所述过程控制系统的过程数据共同进行分析，并且将控制信号输出至与所述料幅稳定器有效连接的多个执行器，并且

e)通过所述控制信号控制多个料幅稳定器的多个执行器。

通过本发明能够一方面通过将造纸机的过程数据、例如机器速度和/或纤维料幅的单位面积重量和/或计算单元中的浆料组成成分与料幅稳定器和/或烘缸的运行参数共同进行分析，并且将新的控制信号发送至多个料幅稳定器的执行器，以便有针对性地影响运行参数，从而在烘干和烘干过程以及纤维料幅的可运行性方面优化烘干工艺。通过同时或至少以时间间隔考虑多个纤维料幅稳定器的运行参数，还可以考虑到下述效应，这些效应例如通过改变机器速度和/或纤维料幅的单位面积重量和/或浆料组成成分对纤维料幅的干燥过程或运行特性产生影响。与之相关地例如列举纤维料幅的粘连倾向，其对于操作人员而言并不容易立即察觉。如果比较不同纸种的不同浆料进给量对纤维料幅运行能力的影响，那么第一纸类型在多个烘缸中的粘连倾向可能高于第二纸类型。按照本发明，可以通过提高移除装置和稳定装置中的负压抵消较高的粘连效果，从而避免纤维料幅断裂或机器速度降低。也可以考虑在粘连效果减弱时降低负压。这种预测性的运行方式能够实现较高的造纸机生产率。移除装置在移除点的区域中具有也被成为负压室的负压空间，从纤维料幅的运行方向看，该负压空间在纤维料幅的入口和出口处分别具有具备机器宽度的密封件。在该区域中，纤维料幅与烘缸直接接触地位于烘缸上，并且被干网压紧在烘缸上。两个具有机器宽度的密封件将负压空间相对于干网密封。因此，在运行中可能由于团块使干网与密封件接触。因此，这些密封件会磨损并且因此必须不时进行调整或更换。通过预先调整有利地提高运行中的生产率，并且能够针对即将进行的维护有利地预测性地高效地对更换进行规划。

为了对移除装置和稳定装置的相应的负压室进行侧向的密封，可以在两侧、即第一料幅稳定器和第二料幅稳定器的导引侧的边缘和驱动侧的边缘设置在此未示出的气刀，气刀分别与处于过压中的气室相连，所述气室用于产生借助康达效应偏转的空气射束。用于相对于移动的壁、在当前情况下即用于相对于移动的干网密封空间的气刀是已知的并且由空气幕构成。也可以设置机械的密封件代替气刀。

在一种可行的扩展设计方案中，多个料幅稳定器分别配设有多个独立的执行器。例如可以为每个料幅稳定器配设排气风机或节流元件，以产生或影响移除装置和/或稳定装置中的负压。

在实际情况中，通过多个独立的控制信号可以控制这些独立的执行器。这实现了对干燥过程的特别好的优化。

此外可以考虑的是，多个执行器在控制方面结合成组。组中的执行器在此由相同的控制信号控制。

还可行的是，为了优化干燥过程将多个料幅稳定器组合成料幅稳定器组。

在一个有利的实际实的设计方案中，所述移除装置中的负压和/或所述稳定装置中的负压和/或各个干网吸辊中的负压由至少一个排风扇产生，所述排风扇直接地或间接地通过管路与所述移除装置和/或稳定装置和/或后续的干网吸辊连接。

在一种可行的扩展设计方案中，至少一个排风扇通过可控制转速的马达驱动，和/或所述管路配有至少一个可控的节流元件。

优选地可以将所述马达和/或所述节流元件用作执行器。

所述料幅稳定器的至少两个传感器从压力传感器、位移传感器、位置传感器和磨损传感器构成的组中选择。

除了其他过程数据外，至少两个传感器和执行器还不断地向过程控制系统提供运行参数或数据。

至少两个传感器的数据和/或执行器、优选独立的执行器的设置的数据与过程数据结合地能够通过运行中的变化得出关于过程参数的不同发展或趋势的结论，例如可以通过所述数据及早地识别料幅的抬升和/或粘连，并通过减小和/或增大料幅稳定器中的负压来抵消，还可以基于之前的料幅稳定器数据预先控制后续的料幅稳定器。由此确保了持续的优化和监控。

所确定的数据还可以有利地用于对所包括的部件进行预先维护，而无需专门为此安装其他传感器。通过运行中记录的变化可以通过实施的和/或自主学习算法有利地确定趋势，并且将其输出给操作人员作为即将进行的下一次维护的指示。例如可以有利地由传感器和/或执行器的数据结合已知的过程数据确定密封件的磨损情况。例如可以将压力传感器的数据和/或真空致动器的数据用于确定密封件的磨损。

至少两个传感器优选地可以是压力传感器。

至少两个传感器还可以包括位移传感器，以便例如测量密封件的磨损。通过磨损传感器的信息可以适配负压空间中的负压，从而避免对干燥过程造成负面后果。

然而也可行的是，将至少两个传感器设计成速度传感器或用于确定用于产生负压的空气的体积流量的传感器。

在一个有利的扩展设计方案中，过程数据从纤维料幅的单位面积重量、机器速度、干网张力、烘缸中的蒸汽压力、纤维料幅在各个料幅稳定器的区域中的干含量构成的组中选择。

从烘缸表面移除纤维料幅的移除点在纤维料幅的可运行性方面是特别关键的位置，因为纤维料幅根据运行条件或多或少地倾向于粘在滚筒表面。粘连倾向例如取决于浆料进给量、造纸机的速度、纤维料幅的单位面积重量和干含量。因此粘连倾向在时间上以及在干燥过程中改变。出于该原因也有利的是，至少在纤维料幅的制造过程的至少两个在时间上相互错开的阶段中测量并且在必要时影响运行参数。这如此实现，即使用多个、至少两个料幅稳定器的运行参数来优化干燥过程。

例如可以将三个、四个或五个料幅纸稳定器用于优化干燥过程。

因此，本发明也可以相应地转用于各个单独的干燥机组甚至整个干燥部。

在一种可能的有利情况下也可行的是，所述计算单元配备有用于确定控制信号的自主学习算法，以便优化干燥过程的效率。

所述技术问题还通过一种用于在制造纤维料幅时通过过程控制系统改善造纸机中的干燥过程的效率的设备解决，所述设备尤其用于实施根据权利要求1所述的方法，为了进行干燥，所述纤维料幅与可被渗透的干网一起在至少一个干燥机组中曲折形地交替地导引通过多个蒸汽加热的烘缸和多个干网吸辊，并且在这些蒸汽加热的烘缸之间设有料幅稳定器，所述料幅稳定器分别具有被加载负压的移除装置和被加载负压的稳定装置，所述稳定装置用于稳定通过移除装置从相应的烘缸上移除的纤维料幅并且还用于稳定纤维料幅经过稳定装置直至后续的被加载负压的干网吸辊的运行，并且优选地设有两个用于形成气刀的侧面的过压室，

其特征在于，

a)多个料幅稳定器分别配有至少两个用于测量运行参数的传感器，并且后续的干网吸辊优选地配有用于测量运行参数的传感器，并且

b)设有计算单元，并且

c)所述计算单元与所述造纸机的过程控制系统相连接，并且

d)在所述计算单元中将测量到的运行参数与所述过程控制系统的过程数据共同进行分析，并且将控制信号输出至与所述料幅稳定器有效连接的多个执行器，并且

e)通过所述控制信号控制多个料幅稳定器的多个执行器。

本发明还明确地扩展至由权利要求书中未明确提及的特征组合所给出的实施例，因此只要在技术上是合理的，所公开的本发明特征就能够任意地相互组合。

由以下参照附图对优选实施例的描述得出本发明的其它特征和优点。

唯一的附图在示意性的横截面中示出造纸机的干燥部的局部区域。在该示例中，干燥过程2包括具有单列的干燥装置的设备1，所述干燥装置具有三个处于一个水平面中的用蒸汽加热的烘缸4.1、4.2和4.3。纤维料幅3与干网6共同曲折形地交替地导引通过烘缸4.1、4.2、4.3和干网吸辊5。纤维料幅3在此与烘缸4.1、4.2和4.3的热的滚筒表面直接接触。干网吸辊5具有钻孔的外罩，该外罩可以具有通过轴颈实现的自身的负压接口，或者如在当前情况下那样通过钻孔的外罩被料幅稳定器7、8吸住。在干网吸辊5的区域中，干网6位于钻孔的外罩和纤维料幅3之间。干网吸辊5中的负压确保纤维料幅在造纸机速度较高或以不足的浆料进给量制造纤维料幅3时不会断裂。通过烘缸4.1、4.2、4.3和干网吸辊5的图示的布置方式，在相邻的烘缸4.1、4.2、4.3和相关的干网吸辊5之间形成兜部。在每个兜部中安装有料幅稳定器7、8，以稳定料幅的运行。第一料幅稳定器7和第二料幅稳定器8相同地构造。它们具有移除装置7.1、8.1和稳定装置7.2、8.2。移除装置7.1、8.1具有负压室7.5、8.5，该负压室沿着运行方向15通过具有机器宽度的密封件7.6、7.7、8.6、8.7相对于干网6密封。负压室7.5和8.5相对于纤维料幅3离开烘缸4.1和4.2的表面的位置布置。这在纤维料幅3的可运行性方面是特别关键的位置，因为纤维料幅3根据运行条件或多或少地倾向于粘在滚筒表面。粘连倾向例如取决于浆料进给量、造纸机的速度、纤维料幅3的单位面积重量和干含量。因此粘连倾向在时间上以及在干燥过程中改变。移除装置7.1、8.1的负压室7.5、8.5通过管路16与由可控制转速的驱动马达驱动的排风扇12相连以产生负压。纤维料幅稳定器7、8还具有以负压加载的稳定装置7.2、8.2，该稳定装置用于在烘缸4.1、4.2和干网吸辊5之间稳定处于干网6上的纤维料幅3。以负压加载的稳定装置7.2、8.2通过通道与移除装置7.1、8.1的负压室7.5、8.5连接，以便在稳定装置7.2、8.2中产生并维持负压，在该通道中具有设计为节流阀7.8、8.8的节流元件7.8、8.8。由于稳定装置7.2、8.2中的负压始终低于移除装置7.1、8.1的负压室7.5、8.5中的负压，因此可以通过节流阀调节稳定装置7.2、8.2中的负压。

为了对移除装置和稳定装置7.1、8.1的负压室7.5、8.5进行侧向的密封，可以在两侧、即第一料幅稳定器7和第二料幅稳定器8的导引侧的边缘和驱动侧的边缘设置在此未示出的气刀，气刀分别与处于过压中的气室相连，所述气室用于产生借助康达效应偏转的空气射束。用于相对于移动的壁、在当前情况下即用于相对于移动的干网密封空间的气刀是已知的并且由空气幕构成。也可以设置机械的密封件代替气刀。

压力传感器7.3、7.4、8.3、8.4设置在移除装置7.1、8.1和稳定装置7.2、8.2的负压室7.5、8.5中，所述压力传感器通过测量数据线11.1、11.2、11.3、11.4与计算单元10连接。测量数据线将料幅稳定器7、8的由传感器测量的当前运行参数传送至计算单元10。在本发明的范畴中还可行的是，通过其他测量数据线将其他的传感器与计算单元10连接。其他传感器可以是干网吸辊中的压力传感器、用于相应地产生空气射束的处于超压中的气室中的压力传感器，或者也可以是用于测量移除装置7.1、8.1的具有机器宽度的密封件7.6、7.7、8.6、8.7的磨损度的磨损传感器。

计算单元10同样通过过程数据线9.1与造纸机的过程控制系统连接。过程数据例如可以包括所生产的纤维料幅的单位面积重量、机器速度、干网张力、烘缸4.1、4.2、4.3中的蒸汽压力、纤维料幅3在相应的料幅稳定器7和8的区域中的干含量。在考虑过程控制系统9的过程数据的情况下，在计算单元10中分析通过测量数据线11.1、11.2、11.3、11.4传输的运行参数，用于确定影响运行参数的控制信号。控制信号通过控制信号线10.1、10.2、10.3传输至相应的执行器7.8、8.8、12.1、13、14。在所述示例中，这些执行器是节流阀7.8、8.8、驱动马达12.1和节流阀13、14。

虽然在所述示例中仅示出了具有两个料幅稳定器7、8的干燥部的局部，然而本发明也可相应地应转用于各个单独的干燥机组，甚至整个干燥部。

附图标记列表

1设备

2干燥过程

3纤维料幅

4.1烘缸

4.2烘缸

4.3烘缸

5干网吸辊

6干网

7第一料幅稳定器

7.1移除装置

7.2稳定装置

7.3压力传感器

7.4压力传感器

7.5负压室

7.6密封装置

7.7 密封装置

7.8 节流元件

8 第二料幅稳定器

8.1 移除装置

8.2 稳定装置

8.3 压力传感器

8.4 压力传感器

8.5 负压室

8.6 密封装置

8.7 密封装置

8.8 节流元件

9 过程控制系统

9.1 过程数据线

10 计算单元

10.1 控制信号线

10.2 控制信号线

10.3 控制信号线

11.1 测量数据线

11.2 测量数据线

11.3 测量数据线

11.4 测量数据线

12 排风扇

12.1 执行器、驱动马达

13 执行器、节流阀

14 执行器、节流阀

15 运行方向

16 管路