Un método en una máquina de papel, comprendiendo el método

- medir el flujo de masa seca mpap,

d de la banda continua de papel

- medir el flujo másico de agua contenida en la banda continua que sale de la sección de secado

- medir la temperatura del aire de salida de la campana

- medir la humedad del aire de salida de la campana

- medir la cantidad de aire de salida de la campana

- calcular el contenido de sólidos secos DSC de la banda continua que pasa de la sección de prensa a la sección de secado

en el que el método comprende

- calcular el flujo másico de agua mev evaporada de la banda continua en la sección de secado en base a la temperatura, humedad y cantidad de aire de salida de la campana

- calcular el flujo másico mH2O del agua contenida en la banda continua que pasa de la sección de prensa a la sección de secado sumando el flujo másico del agua contenida en el papel que sale de la sección de secado y el flujo másico del agua mev evaporada de la banda continua en la sección de secado

- calcular el contenido de sólidos secos DSC de la banda continua que pasa de la sección de prensa a la sección de secado por la fórmula:

DSC = mpap,d/(mpap,d+ mH2O)

Método y sistema en una máquina de papel.

Campo de tecnología de la invención

Esta invención se refiere a monitorizar el funcionamiento de máquinas de papel y al control de su funcionamiento. La invención se refiere especialmente a un nuevo método y sistema para monitorizar factores que actúan sobre el consumo de energía en la sección de secado de una máquina de papel y a un nuevo método y sistema para medir el contenido de sólidos secos en la banda continua de papel después de la sección de prensa.

Estado de la técnica

Se conoce un método y un aparato para monitorizar y controlar el funcionamiento de una máquina de papel, por ejemplo, de DE-A-36 30 561.

En una máquina de papel típica, la materia prima del papel, es decir, la pasta papelera, se lleva al denominado extremo húmedo de la máquina de papel, donde comienza el desecado de la pasta papelera. La denominada caja de cabeza está localizada en el extremo húmedo, siendo llevada la pasta papelera sobre la tela metálica a través de la caja de cabeza, formando una banda continua de papel, de la que se retira el agua por diferentes métodos en el transcurso del procedimiento de fabricación. La banda continua se deseca principalmente en la sección de la tela metálica por absorción de agua con la ayuda de bombas de vacío. Después de la sección de la tela metálica, la banda continua de papel se transfiere a la sección de prensa, en la que el desecado tiene lugar por prensado, por ejemplo, con la ayuda de fieltros que absorben agua. Después de la sección de prensa, la banda continua se transfiere a la sección de secado, en la que se realiza el secado final. El secado en la sección de secado se realiza usualmente por medio de calor generado con vapor. La banda continua de papel completamente secado se puede transferir a continuación al tratamiento superficial o cualquier otro tratamiento de acabado.

Típicamente en las máquinas de papel modernas, la sección de secado está principalmente rodeada por una campana cerrada; el nivel de humedad del aire de salida de la campana se debe mantener en un nivel óptimo respecto del consumo de energía del procedimiento, típicamente a una relación de 0,160 kg de H₂O/kg de aire seco. Los fabricantes típicamente indican un valor de humedad garantizada del aire de salida que la campana debe resistir sin ningún riesgo de condensación.

Se puede ajustar la cantidad de suministro de aire conducido a la campana de la sección de secado. La temperatura del suministro de aire se mantiene constante generalmente por medio de intercambiadores de calor en una torre de recuperación de calor y una batería de vapor usando vapor de nueva aportación. Tanto los conductos de aire de salida como los conductos de suministro de aire típicamente comprenden sopladores equipados con control de la cantidad de aire. El caudal de aire de salida de la campana se controla típicamente como función de la humedad del aire de salida. El aire de salida de los rodillos de succión en la sección de secado usualmente se conduce también a la recuperación de calor. Es usualmente deseable recuperar la energía contenida en el aire de salida húmedo y caliente de los rodillos de succión. Usualmente las diferencias de presión de los rodillos de succión y los componentes de maquinabilidad (runnability) se miden una sola vez usando un medidor manual.

Hasta ahora, no ha existido ninguna medida continua fiable del contenido de sólidos secos después de la sección de prensa de la banda continua de papel. Sin embargo, monitorizar el contenido de sólidos secos precisamente después de la prensa es muy indicativo de la función de la sección húmeda de la máquina de papel y de la eficiencia energética global de la máquina. Además, monitorizar la materia seca y sus modificaciones en la banda continua después de la sección de prensa proporciona fácilmente información sobre el estado de la capacidad de desecado de los fieltros de la prensa. El contenido de sólidos secos de la banda continua después de la prensa está enormemente afectado por la antigüedad de los fieltros de prensa. Después del reemplazo de los fieltros, el funcionamiento de los fieltros de prensa se reequilibra usualmente y mejora la función de la prensa solo al final de tres a cinco días. Después de esto, los finos retirados de la banda continua gradualmente obstruyen los fieltros, deteriorando de este modo el desecado de la prensa.

Objetivos de la invención

La presente invención tiene el objetivo de proporcionar un sistema y un método para reducir o incluso eliminar totalmente los problemas e inconvenientes de la técnica anterior.

Un propósito de la invención es un método y un sistema para el cálculo continuo del contenido de sólidos secos de la banda continua de papel después de la sección de prensa en base a los datos de medida.

Un segundo objetivo de la invención es un método y un sistema para monitorizar la ventilación, la recuperación de calor y otros factores de consumo de energía en la sección de secado.

Un tercer objetivo de la invención es desarrollar herramientas adaptadas para monitorizar el uso de energía térmica de una máquina de papel.

Un propósito de la invención es también proporcionar un sistema y un método para un control más preciso y simple de ciertas partes de una máquina de papel.

Un propósito de la invención es también mejorar la maquinabilidad y el consumo de energía en una máquina de papel y mejorar la calidad del papel producido.

Para conseguir los propósitos mencionados anteriormente, entre otras cosas, la invención está caracterizada por los rasgos definidos en la parte característica de las reivindicaciones independientes adjuntas.

Descripción más detallada de la invención

En esta solicitud, el uso de energía explícitamente implica el uso de energía térmica. Cuando esté implicado el uso de energía eléctrica, esto se indica explícitamente. Un componente de maquinabilidad en este texto denota, por ejemplo, una caja de soplado o similares.

Una realización de la presente invención proporciona una o más herramientas para indicar el estado del procedimiento de fabricación de papel respecto al consumo de energía para el personal de explotación de una máquina de papel. Esto permite la monitorización continua del estado y/o eficiencia energética del procedimiento de fabricación de papel y los esfuerzos para desarrollar los modos de hacer funcionar la máquina de papel y su sección de secado en una dirección más favorable.

En una realización preferida de la invención, el contenido de sólidos secos DSC de la sección de prensa se puede calcular por medio de la cantidad de evaporación de la sección de secado, la producción del papel acabado y la humedad final del papel, como sigue:

DSC = m_pap,d/m(_pap,d+ m_H2O)

en la que m_pap,d es el flujo de masa seca de la banda continua de papel hacia la sección de secado y m_H2O es el flujo másico de agua hacia la sección de secado, por lo que m_H2O se obtiene sumando el flujo másico del agua retirado de la sección de secado y el flujo másico del agua evaporada. Se debe advertir que cuando se usa el modelo de cálculo anterior, el contenido de sólidos secos de la prensa se calcula en base a los datos de evaporación de la sección de secado. Consecuentemente, el cálculo puede ser inexacto debido a la imprecisión de la medida de la humedad y la medida de la cantidad del aire de salida de la campana. Por esto usar el sistema de la invención usualmente comprende monitorizar los cambios en la tendencia de los valores del contenido de sólidos secos en lugar de los valores numéricos absolutos. Sin embargo, este método revela cambios en, por ejemplo, los contenidos de ceniza del papel.

En un método preferido típico de la invención se realizan las siguientes operaciones en la máquina de papel:

- medir el flujo de masa seca m_pap,d de la banda continua de papel y el flujo másico de agua contenida en la banda continua retirada de la sección de secado. Estas medidas se pueden realizar, por ejemplo, con los medidores típicos de la técnica anterior. El gramaje del papel, por ejemplo, se puede medir por medio de un medidor basado en la absorción de radiación beta. Para la medida de la humedad del papel, se pueden usar medidas basadas, por ejemplo, en la absorción de luz infrarroja, atenuación...

1. Un método en una máquina de papel, comprendiendo el método

en el que el método comprende

DSC = m_pap,d/(m_pap,d+ m_H2O)

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de sólidos secos DSC de la banda continua que pasa de la sección de prensa a la sección de secado se compara con valores límite predeterminados, permitiendo la comparación la indicación del valor del contenido de sólidos secos DSC con relación a dichos valores límite en una interfaz de usuario proporcionada en conexión con la máquina de papel.

3. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque

4. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque la determinación de los valores límite se realiza por medios empíricos, matemáticos y/o estadísticos.

5. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque

6. Un método según la reivindicación 5, caracterizado porque

7. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque

8. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque

9. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque

10. Un sistema para una máquina de papel, comprendiendo el sistema

en el que el sistema comprende

DSC = m_pap,d/(m_pap,d+ m_H2O)

11. Un sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende adicionalmente

12. Un sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque

13. Un sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende una interfaz de usuario, que está provista de un nivel principal que incluye una o más variables principales relevantes para el uso de energía de la sección de secado de la máquina de papel y los sistemas de maquinabilidad, seleccionado del:

14. Un sistema según la reivindicación 13, caracterizado porque se crea preferentemente un indicador virtual para cada variable principal, comprendiendo preferentemente el indicador virtual áreas roja, amarilla y verde como símbolos de los valores bueno, pasable y pobre de la variable que se va a medir.

15. Un sistema según la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque la interfaz de usuario está provista de una o más páginas suplementarias en el sistema de monitorización para mostrar más información acerca del estado de la máquina de papel y/o su sección de secado usando variables suplementarias que comprenden:

16. Un sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende

17. Un producto de software que comprende elementos de código de programa dispuestos para realizar las etapas del método definido en cualquiera de las reivindicaciones 1-9 precedentes.