CAMPANA DE VAHOS PARA UNA MAQUINA DE FABRICACION DE PAPEL Y/O CARTON.

Campana de vahos para una máquina de fabricación de papel y/o cartón,

especialmente para la parte de secado de una máquina de fabricación de papel y/o papel, cuya campana comprende una carcasa, limitando una superficie interior de la carcasa de la campana un recinto interior en el que está dispuesta o puede disponerse una zona de proceso de la máquina de fabricación de papel y/o cartón, especialmente la parte de secado de la misma, caracterizada porque en la superficie interior de la carcasa está dispuesto en al menos una zona parcial al menos un sensor de condensación para captar una formación de condensado o una formación de condensado que se está iniciando en esta zona parcial

Campana de vahos para una máquina de fabricación de papel y/o cartón.

La invención concierne a una campara de vahos para una máquina de fabricación de papel y/o cartón.

Las máquinas de fabricación de papel o cartón presentan partes de secado en las que se seca la banda húmeda de papel o cartón por alimentación de calor de convección o de calor de radiación, usualmente por medio de un secado en cilindros. Para evacuar las altas cantidades de humedad o cargas de humedad del aire, que a veces pueden ser de más de 200 g por kg de aire seco, se utilizan eficientes sistemas de aire para aumentar la seguridad del proceso y para apuntalar de forma óptima el proceso de secado. Sobre la parte de secado de la máquina de fabricación de papel o de cartón se dispone una campana de vahos y se confina así esta zona. A través de la campana de vahos y un sistema de ventilación asociado se evacua el aire húmedo y se le sustituye continuamente por aire más seco recién aportado.

En una campana de vahos de la firma Wiessner GmbH, Bayreuth, conocida por la práctica, las partes de la campana están realizadas en aluminio o bien en acero fino y son atornilladas sobre una robusta construcción de acero galvanizado con un sistema de juntas y también son aisladas con lana mineral de forma estable. En un lado de mando están previstas puertas levadizas con una banda de ventanas. Asimismo, pueden estar previstas una regulación del punto de rocío y también una recuperación de calor del aire de salida de la campana.

En tales campanas de vahos para máquinas de fabricación de papel o cartón es importante el consumo de energía o el consumo de calor primario de la parte de secado de la máquina de fabricación de papel, el cual es más pequeño cuando es más alto el contenido de humedad del aire de salida. Sin embargo, en el caso de un mayor contenido de humedad en la campana de vahos adquiere cada vez más importancia el problema de la precipitación o la condensación de vapor de agua en el lado interior de la carcasa de la campana de vahos, cuyo problema se presenta especialmente cuando la temperatura en la superficie interior de la carcasa es más baja que el punto de rocío o la temperatura de condensación del aire con la respectiva carga de humedad. Este problema de condensación es muy desventajoso y, debido sobre todo a gotas de agua que caigan sobre la banda de papel o cartón, conduce a un deterioro o a una rotura de dicha banda de papel o cartón y, por tanto, lleva a fallos considerables. Además, la condensación conduce también a una corrosión en la campana de vahos.

El problema de la condensación se presenta reforzado en puentes de frío en la zona de la pared o la superficie interior de la carcasa de la campana de vahos, por ejemplo en elementos de rigidización transversal en los paneles de metal o en las ventanas y puertas de la campana de vahos.

La temperatura en la parte de secado es típicamente de alrededor de 100ºC a 120ºC. Debido a las temperaturas relativamente altas en el recinto interior de la campana de vahos se utilizan actualmente metales como aluminio o acero fino en al menos en la superficie interior de la carcasa de la campana y no se emplean plásticos u otros materiales aislantes del calor.

La carga de humedad del aire de salida depende del punto de rocío del aire. Por ejemplo, a un punto de rocío de 60ºC se evacua una carga de humedad de 160 g/kg de aire seco y a un punto de rocío de 72ºC se evacua una carga de humedad de 400 g/kg de aire seco. En una máquina moderna de fabricación de papel se pueden evacuar hasta típicamente 1 Mio. de m³/h de aire de salida a través de la campana de vahos y aproximadamente 100.000 kg de agua/h.

Por este motivo, sería una gran ventaja que se pudiera elevar el punto de rocío en la campana de vahos sin tener que aceptar una excesiva deposición local de condensado y los problemas ligados a ella. Se podría evacuar entonces una mayor cantidad de humedad con una menor cantidad de aire.

Se conoce por el documento DE 33 36 998 C2 un procedimiento de ventilación en partes de secado con carcasa cerrada de máquinas de fabricación de papel, en el que se expulsa aire caliente y húmedo de recintos laterales cercanos de la carcasa de la campana de vahos, con lo que se hace posible aumentar el contenido de humedad y el nivel de temperatura en la zona de los pasillos de circulación de la carcasa y reducir así el secado excesivo de los bordes de la banda de papel y la pérdida de calor en los extremos de los cilindros de secado y, por tanto, mejorar el desprendimiento de calor de la parte de secado. El aire circula por boquillas hacia abajo o bien oblicuamente hacia abajo para salir de canales de aire de la carcasa. El aire se mueve así en el entorno de las paredes laterales y aumenta la temperatura de la superficie de las paredes interiores de la carcasa, con lo que se reduce el riesgo de condensación. El aire expulsado puede ser aire del interior de la carcasa o puede ser parcialmente aire de la carcasa y parcialmente aire de intercambio seco.

Según el documento DE 33 36 998 C2, se impide también condensación cuando la humedad del aire de salida de la carcasa es del orden de magnitud de hasta 200 g/kg de aire seco. En el documento DE 33 36 998 C2 se describe que a una alta carga de humedad de 200 g/kg de aire seco no se puede evitar ya una condensación aumentando el espesor del aislamiento de la pared de la carcasa y que esto puede atribuirse a humedades locales del aire frecuentemente altas o a bajas temperaturas de la superficie que se presentan en puentes térmicos o en sitios no estancos, especialmente en puertas y ventanas de la carcasa. Una eliminación de puentes térmicos y sitios de pérdida requeriría una solución tan cara que ésta no podría ejecutarse en la práctica. En el documento DE 33 36 998 C2 se ha previsto una pared de aislamiento térmico de la carcasa de la campana de vahos con sendas chapas de aluminio de aproximadamente 1 mm de espesor dispuestas en ambos lados y por dentro con un aislamiento térmico de 100 mm de lana mineral. Esta construcción encofrada tiene una alta resistencia al calor de 0,833 m² ºC/vatio, incluidos también los puentes térmicos. Para las ventanas se emplean ventanas de vidrio aislante con planchas de aislamiento de 23 mm de espesor y un espacio de aire de 15 mm de anchura.

Se conocen por el documento DE 699 14 920 T2 un procedimiento y un dispositivo para secar una banda revestida de papel o cartón.

El documento DE 39 25 595 A1 revela un procedimiento y un dispositivo para medir el punto de rocío de gases, especialmente del aire de escape de una campana de secado de una máquina de fabricación de papel. En este caso, se enfría el gas del proceso hasta el punto de rocío con ayuda de un gas frío y luego se determina el punto de rocío sobre la base de luz que es dispersada por la niebla producida. Asimismo, en el documento DE 39 25 595 A1 se describen como estado de la técnica para medir el punto de rocío unos llamados detectores de "espejo de refrigeración" que miden ópticamente una humedad que se deposita sobre un plano pulido como un espejo, o unos sensores de punto de rocío que se basan en la variación de la capacidad o de la resistencia, y también se describen mediciones indirectas del punto de rocío por absorción en espectros de UV o IR o de microondas o bien un procedimiento en el que se emplean emisiones acústicas.

En el documento DD 249 954 A1 se revela un procedimiento para reducir el consumo de energía en una instalación de secado cerrada de una máquina de fabricación de papel por regulación del punto de rocío. Independientemente de diferentes estados del aire exterior y de un programa de clasificación ejecutado en la máquina de fabricación de papel, se logra un estado óptimo del aire de salida específico de la instalación, obtenido por medio de ensayos, con un punto de rocío lo más alto posible por regulación de la cantidad de aire portador, manteniéndose constante la temperatura del aire introducido y reduciéndose la cantidad de aire portador para el transporte de vapor de agua por reducción de la cantidad de aire de entrada y de aire de salida. Mediante un sensor de humedad del aire de salida, que está dispuesto en el canal de aire de salida entre una descarga de la campana de vahos y un ventilador de aire de salida regulable en su número de revoluciones, se mide la humedad absoluta del aire de la campana y, por comparación con un valor nominal de humedad del aire de salida, se regula la humedad del aire de salida al valor nominal mediante una variación de la cantidad de aire de salida.