[发明专利]纤维幅材机蒸汽与冷凝系统中处理残留蒸汽的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在纤维幅材生产机器的蒸汽与冷凝系统中处理残留蒸汽的方法和装置。残留蒸汽是指源于干燥部蒸汽组的穿流蒸汽(吹入蒸汽)，其通常被冷凝并输送回动力站。

背景技术

蒸汽与冷凝系统用于确保向干燥部供应热能，以便将材料幅材干燥至所需要的最终水分含量，为此需要将冷凝水从缸中排出，并确保在各种条件下将非冷凝气体，即惰性气体从循环回路中排出。

近乎饱和的蒸汽被供应给干燥部的缸，这些蒸汽在液化时释放出大量的能量。这些能量从缸壁经缸护套转移到材料幅材上。干燥缸的表面温度随着干燥部从潮湿到干燥而均匀地升高。该表面温度受到供应给缸的蒸汽的压力的控制。设定的缸组具有相同的蒸汽压力，并将这种缸组称为蒸汽组。造纸机或纸板机通常具有三到六个独立于驱动器组的蒸汽组。

经冷凝的蒸汽通过虹吸管从缸排出。为了确保有效地排出冷凝水，在蒸汽侧和冷凝器侧之间须存在一定的压力差。穿流蒸汽由于这种压力差而与冷凝水一起从缸离开。人们寻求在同一蒸汽组或低压蒸汽组中再次使用这些穿流蒸汽。此外，还应该借助于穿流蒸汽确保使空气和非冷凝气体离开缸。所排出的冷凝水和穿流蒸汽积聚在冷凝水容器中，蒸汽在此与冷凝水分离。在蒸汽组中不能被再次使用的部分穿流蒸汽被输送到冷凝器中，在此通常利用冷的原水流使这部分穿流蒸汽液化。冷凝器和液化水容器中的冷凝水被输送回动力站，并在那里被重新用于产生蒸汽。

造纸机和纸板机的蒸汽与冷凝系统一般为级联系统、热压缩机系统或其组合。

在级联系统中，从各蒸汽组的缸到达冷凝水容器的穿流蒸汽被应用于后续的具有较低蒸汽压力的蒸汽组中。如果存在三个蒸汽组，那么将这些蒸汽组分别称为主蒸汽组、中间组和湿组。主蒸汽组接收来自主蒸汽管道的全部蒸汽并具有最高的蒸汽压力。穿流蒸汽从主(蒸汽)组的冷凝水容器输送到中间组的缸。而后，穿流蒸汽从中间组的冷凝水容器输送到湿组，也就是沿蒸汽流动方向观察的最后的蒸汽组中。湿组中的蒸汽压力最低。而后，穿流蒸汽从湿组的冷凝水容器输送到冷凝器。除了穿流蒸汽之外，还可以向每个蒸汽组输送新鲜蒸汽。

在干燥部的起始处，必须使缸的表面温度相对较低，以避免材料幅材由于较高的表面温度而不利地附着在缸上。因此，在湿组的缸中经常以低于正常压力的蒸汽压力启动。在此必须使冷凝水容器中也处于负压(Unterdruck)之下，由此使负责压力差的阀门正常工作。冷凝器用于使所有流入其中的蒸汽冷凝，并产生所需要的负压。真空泵用于使空气和未冷凝的气体从系统中分离。如果系统始终以正压(Ueberdruck)运行，则不需要真空泵。

在热压缩机系统中，在将蒸汽回送到同一蒸汽组或后续以较低压力运行的蒸汽组中之前，利用热压缩机，也就是蒸汽喷射器，以高压压缩穿流蒸汽。热压缩机需要动力蒸汽作为驱动力，动力蒸汽通常由背压蒸汽(Entnahmegegendruckdampf)构成。由热压缩机提供的蒸汽的压力高于穿流蒸汽的压力，但低于动力蒸汽的压力。未冷凝气体经由冷凝器和真空泵从系统排出，或者当系统在正压下运行时，直接通过吹风排出。

由专利文献WO 2010025999 A1可知一种纤维幅材机加热系统，该系统包括一种装置，用于对沿蒸汽流动方向位于最后的加热组的穿流蒸汽进行压缩并回送到该加热系统中。可以使用机械压缩机或热压缩机压缩穿流蒸汽，其中，利用新鲜蒸汽提高穿流蒸汽的压力。在较高压力下压缩的穿流蒸汽被输送到最后的蒸汽组的干燥缸中。该系统还包括冷凝器和真空泵，用于产生负压并将未冷凝的气体从系统中排出。

由专利文献US 4447964可知一种蒸汽与冷凝系统，其中，在热压缩机中在较高的压力下压缩穿流蒸汽和未冷凝气体，并将大部分压缩蒸汽回送到同一蒸汽组中。小部分在较高压力下压缩的蒸汽被输送到以低压运行的蒸汽组中。以低压运行的蒸汽组的穿流蒸汽和非冷凝气体作为整体被输送到冷凝器中，在该冷凝器后以公知的方式连接有真空泵，用于将未冷凝的气体从系统中排出。使用高压蒸汽作为热压缩机的动力蒸汽。

一般情况下，从干燥部离开的穿流蒸汽的压力较低，从而可以仅仅使用在冷凝蒸汽时释放出的热量来将冷水加热到特定的温度。但是，在造纸过程中往往会产生过多的热水，这样，有一部分在冷凝器中转移到冷水中的热量就会流失。

发明内容

本发明的目的在于提出一种蒸汽与冷凝系统，该系统可以在没有冷凝器和真空泵的情况下工作，但仍然具有广泛的使用范围。该系统特别是能够加强从残留蒸汽回收热，更容易从系统中排出未冷凝气体，并能够降低蒸汽与冷凝系统的投资和运行成本。