[发明专利]造纸机的扩展的干燥部分的控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制造纸机的至少一部分的方法和模型支持的控制器、具有这种控制器的造纸机、用于执行按照本发明的方法的计算机程序以及计算机程序产品，在计算机程序产品上存储按照本发明的计算机程序。

背景技术

尤其在造纸机的干燥部分为干燥纸带需要许多能量，提高干燥部分能效会显著影响总生产成本。有时干燥部分在设备生产率方面也是“瓶颈”，即通过改善干燥可以提高生产率。

为了节能已知，使用智能的控制器、例如Kadant Johnson的“干燥器管理系统”，它模拟造纸机的实际干燥部分中的干燥，干燥部分主要由干燥滚筒和干燥罩组成。

发明内容

本发明的目的是，实现造纸机的“扩展的干燥部分”的改善及优化的运行方式。

“扩展的干燥部分”在此指的是：

-“实际的”干燥部分，基本由干燥滚筒和干燥罩组成并且必要时分成前干燥部分和后干燥部分连同位于其间的胶压机（Leimpresse）；

- 必要时的胶压机；

- 蒸发和冷凝系统；

- 废气热量回收系统，

- 湿压机；

- 白水，尤其通过使用新蒸汽调节的白水温度。

“改善的”或“优化的”运行方式指的是这样的运行方式，它降低单位能耗（=生产每吨纸的蒸汽吨数），和/或提高生产率（=每小时生产的纸吨数），和/或提高在更长时间段上的生产量（每周或每月生产的纸吨数）。最后的标准“提高生产量”可以通过提高生产率和/或提高生产时间或设备使用率，即通过改善所谓的“运转性能”实现。

这个目的通过一种用于控制造纸机的至少一部分的方法得以实现，包括下列设备机组的在线模型

·干燥部分，必要时分成前干燥部分和后干燥部分连同位于其间的胶压机，

·热量回收系统，

·蒸发和冷凝系统

可选地附加包括下列设备机组的在线模型

·湿压机和/或

·白水温度闭环控制装置，其中

-在所述在线模型中，分成四个材料流

·湿纸

·湿空气

·高纯水的蒸发和冷凝混合物，

·具有不同乙二醇含量的工艺水，

-在所述在线模型中对于所有材料流分别在

·干燥部分，

·热量回收系统以及

·蒸发和冷凝系统

中计算质量和能量平衡

-由质量和能量平衡计算单位能耗，并且

-优选以图形和/或表格地示出和/或显示质量和能量平衡和/或单位能耗。

这个目的还通过具有在权利要求12-15中规定的特征的控制器、造纸机、计算机程序以及计算机程序产品得以实现。

按照本发明的方法以具有上述机组的整个“扩展的干燥部分”的在线模型为基础，只要上述机组在具体的设备中存在。

由现有技术已知的系统只模拟在前干燥部分和后干燥部分中的干燥，但是不包括下面的设备或现象的模型：

-白水加热，

-湿压机对纸带干燥的影响，

-蒸发和冷凝系统，

-湿的废气的热量回收系统。

而按照本发明的用于控制至少（扩展的）干燥部分的方法则以前干燥部分和后干燥部分以及胶压机、湿压机、蒸发和冷凝系统、热量回收系统和白水加热的模型为基础，因为单位能耗的进一步降低只能通过模型支持的控制系统实现，其模型包括更宽泛的设备部件（或者说多个设备部件）。

不同材料流的特性也加入到模型中。在此将开始纸生产时存在的湿的纤维垫和湿的纸分别作为纤维-水混合物模拟。例如也可以表格化地寄存湿空气（纸干燥的进气和废气）、高纯水蒸汽和冷凝混合物以及工艺水（必要时添加乙二醇）的特性。

在此当然不能只通过降低在造纸机相同生产率情况下的能耗来降低单位能耗（=生产每吨纸的蒸汽吨数），而是也通过提高在相同能耗情况下的生产率。以理想的方式能够同时满足对于降低单位能耗的两个条件，即以使用更少的能量实现更高的生产率。

按照本发明的方法可以用于离线-“什么何时（what when）”-计算。通过计算各自的质量和能量平衡以及单位耗能，可以以简单的方式模拟变化对能耗的影响。

显示计算的质量和能量平衡和/或从属的单位能耗，尤其通过图形和/或表格示出。在此可以有利地由使用者选择物理单位，即例如要以吨每小时还是以公斤每秒显示确定的质量流。