DE19926111A1 - Verfahren zur Regelung des Höhenstandes und der Konsistenz in einem Teilstoffdosierbehälter - Google Patents
Verfahren zur Regelung des Höhenstandes und der Konsistenz in einem TeilstoffdosierbehälterInfo
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Abstract
Verfahren zur Regelung des Höhenstandes (L20) des Dosierbehälters (20) und der Konsistenz (Cs¶20¶) eines Teilstoffes (M¶1¶). Der Stoff wird als Zulaufströmung (F¶11¶) vom unteren Teil (10¶a¶) des Stoffturmbehälters (10) mit einer ersten Pumpe (11) in den Dosierbehälter (20) gespeist. In die Zulaufströmung (F¶11¶) wird eine erste Verdünnungswasserströmung (F¶15¶) gebracht, mit der die gewünschte Konsistenz des in den Dosierbehälter (20) zu speisenden Teilstoffs geregelt wird. Aus dem Dosierbehälter (20) wird der Teilstoff (M¶1¶) als Dosierungsströmung (F¶1¶) mit einer dritten Pumpe (21) in den primären Kreislauf der Papier- oder Kartonmaschine gespeist. Der Höhenstand (L20) des Dosierbehälters (20) wird mit einem vom Dosierbehälter (20) zum Pumpbehälter (20a) geführten Überlauf (F¶13¶) konstant gehalten. Aus dem Pumpbehälter (20a) wird der Teilstoff (M¶1¶) als Rücklaufströmung (F¶12¶) mit einer zweiten Pumpe (12) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zurückgeführt. Der Rücklaufströmung (F¶12¶) wird eine zweite Verdünnungswasserströmung (F¶16¶) zugeführt, mit der die gewünschte Konsistenz des unteren Teils (10a) des Stoffturmbehälters (10) geregelt wird. Der Teilstoff wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz im unteren Teil (S¶10¶) des Stoffturmbehälters und im Dosierbehälter (S¶20¶) kräftig gemischt.
Description
Die Erfindung betrifft ein im Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 definiertes Verfahren zur Regelung des Höhen
standes eines Teilstoffdosierbehälters und der Konsistenz
eines Teilstoffs.
Die Stoffzufuhr einer Papiermaschine ist im allgemeinen
im wesentlichen folgende. Die Stoffkomponenten werden in der
Fabrik in gesonderten Stoffturmbehältern gelagert. Aus den
Stoffturmbehältern werden die Stoffe in Dosierbehälter und
von dort weiter in einen gemeinsamen Mischbehälter gespeist,
in dem die Teilstoffe miteinander gemischt werden. Aus dem
Mischbehälter wird der Stoff in den Maschinenbehälter geför
dert, aus dem ein Überlauf zurück zum Mischbehälter führt.
Aus dem Maschinenbehälter wird der Stoff in den Verdün
nungsteil des Siebwasserbehälters gespeist, in dem der Stoff
mit aus der Siebpartie gesammeltem Siebwasser verdünnt wird.
Vom Siebwasserbehälter wird der Stoff durch Zentrifugalrei
niger in einen Entlüftungsbehälter gespeist, aus dem der
entlüftete Stoff durch den Maschinenfilter in den Stoffauf
lauf und durch den Lippenspalt des Stoffauflaufs in die
Siebpartie geführt wird. Die Umführung des Stoffauflaufs
wird zurück in den Entlüftungsbehälter und das in der Sieb
partie gesammelte Siebwasser wird in den Siebwasserbehälter
geführt.
Flächengewicht und Aschegehalt des Papiers werden di
rekt vor dem Aufrollen an dem fertigen, trockenen Papier im
allgemeinen on-line mit Meßgeräten gemessen, die auf Beta- und
Röntgenstrahlung basieren. Aufgrund der Messung wird das
Flächengewicht des Papiers z. B. mit einem sog. Flächenge
wichtsventil geregelt, mit dem der Stoffdurchfluß nach dem
Maschinenbehälter gesteuert wird. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, die Drehzahl der Stoff aus dem Maschinenbe
hälter in den Siebwasserbehälter speisenden Pumpe zu regeln.
Der Aschegehalt wird durch Füllstoffdosierung beeinflußt.
Das in Laufrichtung der Papiermaschine gesehen quer verlau
fende Flächengewichtsprofil wird durch den Einbau eines quer
über die Bahn sich hin und her bewegenden Meßgeräts erzielt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird angestrebt, im
Dosierbehälter den Höhenstand konstant und die gewünschte
Konsistenz des Stoffes im ganzen Dosierbehälter die ganze
Zeit konstant zu halten.
Die charakteristischen Merkmale des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind im Patentanspruch 1 definiert.
Bei Prozeßlösungen, in denen keine Mischbehälter-Ma
schinenbehälterlösung verwendet wird, werden die Teilstoffe
direkt in das in der Hauptleitung des Prozesses vorhandene
Mischvolumen gespeist. Dabei wird vorausgesetzt, daß im
Teilstoffdosierbehälter die ganze Zeit konstante Konsistenz
und konstanter Druck herrscht. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird im Teilstoffdosierbehälter die ganze Zeit
konstante Konsistenz und konstanter Druck gesichert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in herkömm
lichen Prozeßlösungen der Stoffzuführung eingesetzt werden,
bei denen die Mischbehälter-Maschinenbehälterlösung angewen
det wird.
Hinsichtlich der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
verbundenen neuen Prozeßanordnung wird auf die FI-Patent
anmeldung 981327 der Anmelderin hingewiesen.
Hinsichtlich der in der mit dem erfindungsgemäßen Ver
fahren verbundenen neuen Prozeßanordnung anzuwendenden Flä
chengewichtsregelung wird auf die FI-Patentanmeldung 981329
der Anmelderin hingewiesen.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf eini
ge in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellte
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben,
auf welche die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist.
Fig. 1 zeigt das Schema einer herkömmlichen Prozeßan
ordnung einer Papiermaschinenstoffzuführung, bei der das
erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhenstandes eines
Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem konstanten Wert
eingesetzt werden kann.
Fig. 2 zeigt das Schema einer weiteren herkömmlichen
Prozeßanordnung einer Papiermaschinenstoffzuführung, bei der
das erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhenstandes
eines Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem konstan
ten Wert eingesetzt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Variante der Prozeßanordnung nach
Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine zweite Variante der Prozeßanordnung
nach Fig. 2.
Fig. 5 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Prozeß
anordnung, bei der der Höhenstand des Dosierbehälters und
die Konsistenz des Dosierbehälters auf einem konstanten Wert
gehalten werden können.
In Fig. 1 ist eine herkömmliche Prozeßanordnung einer
Papiermaschinenstoffzuführung vom Stand der Technik gezeigt.
In der Figur ist nur ein Teilstoff dargestellt. In der Figur
nicht gezeigt sind die Faserrückgewinnung, die Durchflußre
gelungen des Teilstoffs und auch nicht die Höhenstandsrege
lung des Teilstoffdosierbehälters.
In Fig. 1 wird der Teilstoff M1 aus dem Vorratsbehälter
10 mit der ersten Pumpe 11 in den Dosierbehälter 20 geför
dert. Dem Teilstoff wird eine Verdünnungswasserströmung
durch das Regelungsventil 18 an der ersten Pumpe 11 zuge
führt. Außerdem wird der Teilstoff im unteren Teil des
Stoffturmbehälters 10 mit der in diesen geförderten Verdün
nungswasserströmung 9 verdünnt. Vom Dosierbehälter 20 wird
der Teilstoff M1 mit der zweiten Pumpe 21 durch das Regel
ventil 22 und das Speiserohr 23 in die in den Mischbehälter
30 führende Hauptleitung 60 des Prozesses gespeist. Aus dem
Mischbehälter 30 wird der Stoff mit der dritten Pumpe 31 in
den Maschinenbehalter 40 gespeist. Aus dem Maschinenbehälter
40 wird der Maschinenstoff MT mit der vierten Pumpe 41 durch
ein zweites Regelventil 42 in den primären Kreislauf ge
speist. Vom Maschinenbehälter 40 führt zusätzlich ein Über
lauf 43 zurück in den Mischbehälter 30. Mischbehälter 30 und
Maschinenbehälter 40 bilden eine Stoffausgleichseinheit und
in diesen wird der Stoff auf seine endgültige Dosierungskon
sistenz verdünnt. Außerdem wird mit ihnen die gleichmäßige
Dosierung des Maschinenstoffs gesichert.
Die Dosierung der Teilstoffe Mi in den Mischbehälter 30
erfolgt so, daß im Mischbehälter 30 die ganze Zeit ange
strebt wird, den Höhenstand konstant zu halten. Aufgrund der
vom Höhenstandsmeßgeber LT des Mischbehälters 30 gemessenen
Höhenstandsänderungen errechnet die Höhenstandsregelung den
Gesamtbedarf Qtot des zu dosierenden Stoffs, welche Informa
tion in den Dosierungsregelungsblock 25 des Teilstoffs über
tragen wird. In den Dosierungsregelungsblock 25 werden au
ßerdem der im voraus bestimmte Stoffanteilswert KQi und der
Konsistenzwert Csi des Teilstoffs Mi übertragen.
Der Dosierungsregelungsblock 25 errechnet den Gesamtbe
darf Qtot des Stoffs MT und aufgrund der vorausbestimmten
Teilstoffanteile KQi den Speisebedarf Qi des Teilstoffs.
Aufgrund des Teilstoffspeisebedarfs Qi und der Konsistenzda
ten Csi des Teilstoffs Mi errechnet der Dosierungsregelungs
block 25 des Teilstoffs den Zieldurchfluß Fi des Teilstoffs
Mi. Aufgrund des Zieldurchflusses Fi wird das Regelventil 22
zur Erzielung der genannten Strömung Fi in den Mischbehälter
30 gesteuert. Der Durchfluß Fi des Teilstoffs Mi wird auch
die ganze Zeit mit dem Durchflußgeber FT gemessen, dessen
Meßsignal über den Durchflußregler FC zum Teilstoffregelven
til 22 übertragen wird.
Aus dem Mischbehälter 30 wird der Stoff mit der dritten
Pumpe 31 mit konstanter Geschwindigkeit in den Maschinenbe
hälter 40 gespeist. In dieser Pumpphase wird auch die Rege
lung der Stoffkonsistenz auf die gewünschte Zielkonsistenz
des Maschinenstoffs MT durchgeführt. Das geschieht mit Ver
dünnungswasser, das durch das Regelventil 32 in den Austritt
des Mischbehälters 30 zur Saugseite der dritten Pumpe 31 ge
speist wird. Der im Mischbehälter 30 im allgemeinen mit ei
ner Konsistenz von 3,2% vorhandene Stoff wird mit Verdün
nungswasser auf seine endgültige Dosierungskonsistenz von
ca. 3% verdünnt. Zum Regelventil 32 des Verdünnungswassers
wird das Meßsignal des auf der Druckseite der Pumpe 31 ange
brachten Konsistenzmeßgebers AT übertragen. Zum Flächenge
wichtsregler wird das Meßsignal CsT des Konsistenzmeßgebers
AT übertragen, als Messung entweder hinter der dritten Pumpe
31 oder hinter der vierten Pumpe 41.
Die Flächengewichtsregelung erfolgt so, daß der Flä
chengewichtsregler 50 das Regelventil 42 hinter der vierten
Pumpe 41 steuert. Mit dem Regelventil 42 wird der Durchfluß
des in den Prozeß zu speisenden Stoffs geregelt, der wieder
um das Flächengewicht der aus der Papiermaschine erhältli
chen Papierbahn beeinflußt. Durch Erhöhen des Durchflusses
nimmt das Flächengewicht zu und durch Senken des Durchflus
ses nimmt es ab.
Im Flächengewichtsregler 50 werden die Maschinenge
schwindigkeitsänderungen und möglicherweise auch die Kon
sistenzänderungen des Maschinenstoffs, die Aschedosie
rungsänderungen und die Retentionsänderungen berücksichtigt.
Aufgrund dieser Parameter errechnet die Flächengewichtsrege
lung den Zielwert des Maschinenstoffdurchflusses.
Bei den Lösungen vom Stand der Technik wird im allge
meinen angenommen, daß aus dem Bereich des primären Kreis
laufs keine das Flächengewicht der Papierbahn beeinflussen
den Störungen kommen. Dabei wird vorausgesetzt, daß in der
Funktion der Zentrifugalreiniger, des Entlüftungsbehälters
und des Maschinenfilters keine Änderungen eintreten, durch
welche Stoffkomponenten des Maschinenstoffs aus dem Prozeß
austreten könnten. Desgleichen wird davon ausgegangen, daß
die Konsistenz des aus dem Siebwasserbehälter zu pumpenden
Verdünnungswassers konstant bleibt.
In Fig. 2 ist das Schema einer zweiten Prozeßanordnung
der Teilstoffzuführung gezeigt, in der das erfindungsgemäße
Verfahren zum Halten des Höhenstandes eines Dosierbehälters
und der Konsistenz auf einem konstanten Wert anwendbar ist.
Jeder Teilstoff Mi wird aus seinem Dosierbehälter 20 i mit
der Pumpe 21 i durch das Speiserohr 23 i in die Speiseleitung
100 zwischen dem Entlüftungsbehälter 200 und der ersten Pum
pe 110 der Hauptleitung des Prozesses gespeist. Die erste
Pumpe 110 der Hauptleitung speist den Stoff durch den Sor
tierer 115 und den Zentrifugalreiniger 120 zur Saugseite der
zweiten Pumpe 130 der Hauptleitung. Die zweite Pumpe 130 der
Hauptleitung speist den Stoff durch den Maschinenfilter 140
in den Stoffauflauf 150. Das in der Siebpartie 160 gesammel
te Siebwasser wird mit der Wasserumlaufpumpe 170 in den Ent
lüftungsbehälter 200 gefördert. Das überflüssige Siebwasser
wird mit dem Überlauf F40 in den Druck der umgebenden Luft
geführt.
Die Teilstoffe Mi werden aus den Teilstoffdosierbehäl
tern 20 i in dem vom Entlüftungsbehälter 200 kommenden Ver
dünnungswasserspeiserohr 100 exakt in das Stoffmischungs
volumen dosiert. Der genaue konstante Druck des zu dosieren
den Teilstoffs wird erzielt, indem der Höhenstand des Teil
stoffdosierbehälters 20 i und die Konsistenz konstant gehal
ten werden und an der Mischungsstelle der Teilstoffe Mi kon
stanter Gegendruck ausgeführt wird. Der genaue konstante
Druck des Mischungsvolumens wird dadurch erreicht, daß zwi
schen der Düse des Teilstoffes Mi und dem Mischungsvolumen
eine ausreichende Druckminderung erfolgt, wodurch die Dosie
rung nicht durch Druckänderungen des Mischungsvolumens ge
stört wird.
In Fig. 2 erfolgt die Verdünnung des Stoffs in zwei
Stufen. Die Verdünnung der ersten Stufe erfolgt auf der
Saugseite der ersten Pumpe 110 der Hauptleitung, wo die
Teilstoffe Mi in die Speiseleitung 100 zwischen dem Entlüf
tungsbehälter 200 und der ersten Pumpe 110 der Hauptleitung
gespeist werden. Im Entlüftungsbehälter 200 wird der Höhen
stand mit dem primärseitigen Höhenstandsregler (in der Figur
nicht gezeigt) konstant gehalten, der die Drehzahl der Um
laufwasserpumpe 170 steuert. Die Strömung in die Speiselei
tung 100 erfolgt durch Staudruck unter konstantem Druck, wo
mit der Speisedruck der Verdünnungswasserströmung F10 kon
stant bleibt. Dadurch wird den Teilstoffen Mi ein konstanter
Gegendruck gesichert, während sie in die Speiseleitung 100
gespeist werden. Mit der ersten Pumpe 110 der Hauptleitung
wird die ganze Zeit ein konstantes Volumen zur Stoffreini
gung 115, 120 und zur Verdünnung der zweiten Stufe gepumpt.
Die Verdünnung der zweiten Stufe wird auf der Saugseite
der zweiten Speisepumpe 130 ausgeführt, wohin eine zweite
Verdünnungswasserströmung F20 konstanten Druckes mit Stau
druck aus dem Entlüftungsbehälter 200 gebracht wird. Die
Druckregelung des Stoffauflaufs 150 steuert die Drehzahl der
zweiten Speisepumpe 130 der Hauptleitung.
Zusätzlich wird eine dritte Verdünnungswasserströmung
F30 mit der Verdünnungswasserspeisepumpe 180 aus dem Entlüf
tungsbehälter 200 durch den Filter 190 in den Verdünnungs
stoffauflauf 150 gespeist. Mit dieser dritten in den Verdün
nungsstoffauflauf 150 zu speisenden Verdünnungswasserströ
mung F30 wird die Profilierung der Stoffkonsistenz in Quer
richtung der Maschine ausgeführt.
In Fig. 3 ist eine Variante der Prozeßanordnung nach
Fig. 2 gezeigt, bei der der Entlüftungsbehälter 200 unter
halb der Siebpartie 160 angeordnet ist. Dabei kann das Sieb
wasser aus der Siebpartie 160 mit Staudruck direkt in den
Entlüftungsbehälter 200 geführt werden. Aus dem Entlüftungs
behälter 200 wird das Verdünnungswasser mit der Umlaufwas
serpumpe 170 in die erste F10 und die zweite F20 Verdünnungs
stufe der Hauptleitung gespeist. In den Verdünnungsstoffauf
lauf 150 wird weiter mit der Verdünnungswasserspeisepumpe
170 durch den Filter 190 eine dritte Verdünnungswasserströ
mung gespeist. In der ersten F10 und zweiten F20 Verdünnungs
wasserströmung kann durch die Drehzahlregelung der Umlauf
wasserpumpe 170 und/oder Drosselung der Speiseleitungen 100,
101 der Druck konstant gehalten werden. Zwischen der Sieb
partie 160 und dem Entlüftungsbehälter 200 befindet sich
auch hier ein Überlauf F40, aus dem das überflüssige Sieb
wasser in den umgebenden Luftdruck geführt wird. Am Entlüf
tungsbehälter 200 wird der Höhenstand im Punkt A gemessen
und mit dem Höhenstandsregler LIC wird der Drehzahlregler
FIC gesteuert, der das Ventil 201 der von der Siebpartie 160
zum Entlüftungsbehälter 200 führenden Leitung steuert. Auf
diese Weise wird die Oberfläche des Entlüftungsbehälters 200
auf konstanter Höhe gehalten.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante der Prozeßanordnung
nach Fig. 2 gezeigt, bei der der Entlüftungsbehälter 200
ganz weggelassen ist. Hierbei müssen Stoffauflauf 150 und
Siebpartie 160 völlig geschlossen sein, so daß der Stoff
nicht mit der umgebenden Luft in Berührung kommt. Das aus
der geschlossenen Siebpartie 160 gesammelte Siebwasser wird
dabei direkt mit der Umlaufwasserpumpe 170 in die erste F10
und zweite F20 Verdünnungsstufe der Hauptleitung gespeist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Halten des Höhen
stands eines Dosierbehälters und der Konsistenz auf einem
konstanten Wert kann naturgemäß auch in Verbindung mit den
Prozeßanordnungen nach Fig. 3 und 4 angewendet werden.
In Fig. 2 bis 4 ist eine Situation gezeigt, bei der ein
Verdünnungsauflauf verwendet wird, aber die Erfindung kann
auch bei einem Stoffauflauf anderer Art verwendet werden.
Dabei sind die zweite Umlaufwasserpumpe 180 und der damit
verbundene Maschinenfilter 190 überhaupt nicht erforderlich.
Die in Fig. 2 bis 4 vorhandenen Sortierer 115 und Zen
trifugalreiniger 120 der Hauptleitung können ein- oder mehr
stufig sein.
Die in der Hauptleitung von Fig. 2 bis 4 gezeigte erste
Speisepumpe 110, der Sortierer 115 und der Zentrifugalreini
ger 120 können ganz weggelassen werden in einer Situation,
bei der die Teilstoffe Mi schon vor den Dosierbehältern 20 i
ausreichend gereinigt sind. Dabei sind in der Hauptleitung
des Prozesses nur die Speisepumpe 130 und der auf diese fol
gende Maschinenfilter 140 erforderlich.
In Fig. 5 ist das Schema einer erfindungsgemäßen Pro
zeßanordnung gezeigt, bei der der Stoffhöhenstand S20 des
Dosierbehälters 20 und die Konsistenz Cs20 des Dosierbehäl
ters 20 geregelt werden können. Der Teilstoff M1 wird aus
dem unteren Teil 10a des Stoffturmbehälters 10 mit einer
ersten Pumpe 11 als Strömung F11 in den Dosierbehälter 20
geführt wird. Aus dem Dosierbehälter 20 wird Teilstoff mit
einer dritten Pumpe 21 in die zum Stoffauflaufführende
Hauptspeiseleitung 100 (Fig. 2, 3 und 4) gespeist. Vom Do
sierbehälter 20 führt ein Überlauf F13 in den Pumpbehälter
20a, aus dem der Teilstoff M1 mit der zweiten Pumpe 12 als
Strömung F12 zurück in den unteren Teil 10a des Stoffturm
behälters 10 geführt wird.
In die vom unteren Teil des Stoffturmbehälters 10 zur
Saugseite der ersten Pumpe 11 führende Austrittsleitung 13a
wird eine erste Verdünnungswasserströmung F15 gespeist, mit
der die von der Austrittsleitung 13a mit der ersten Pumpe 11
durch die erste Speiseleitung 13b zum Dosierbehälter 20 ge
führte Stoffströmung F11 auf die gewünschte Konsistenz ver
dünnt wird. In die von der Druckseite der zweiten Pumpe 12
zum unteren Teil 10a des Vorratsbehälters 10 führende zweite
Speiseleitung 14b wird wiederum eine zweite Verdünnungswas
serströmung F16 gespeist, mit der die Konsistenz Cs10a im un
teren Teil 10a des Vorratsbehälters 10 konstant gehalten
wird.
Der Stoffturmbehälter des Teilstoffs M1 ist groß, z. B.
ein Vorratsbehälter 10 von ca. 1000 m3, in welchem die Kon
sistenz Cs10b im oberen Teil 10b des Stoffturms typischerwei
se 10-14% beträgt. Der neue Stoff wird in den oberen Teil
10b des Stoffturms 10 (in der Figur nicht gezeigt) geführt
und im unteren Teil 10a des Vorratsbehälters 10 wird die
Konsistenz Cs10a auf ein Niveau von 4% gesenkt, indem der
Stoff in Umlauf gebracht und Verdünnungswasser (in der Figur
nicht gezeigt) zugeführt wird. Im unteren Teil des Stoff
turmbehälters 10 befindet sich auch die erste Mischanlage
S10, mit der die Konsistenz des Stoffs im unteren Teil 10a
des Stoffturms 10 konstant gehalten wird.
Die Menge des mit der ersten Pumpe 11 zu pumpenden
Stoffdurchflusses F11 wird in der ersten Speiseleitung 13b
im Punkt C gemessen und mit dem mit der ersten Pumpe ver
bundenen zweiten Durchflußregler FIC2 geregelt. Der zweite
Durchflußregler FIC2 erhält seinen Sollwert in weiter unten
erläuteter Weise. Der zweite Durchflußregler FIC2 errechnet
die Drehzahl der ersten Pumpe 11 und der Drehzahlregler SIC2
regelt die Drehzahl der ersten Pumpe 11 auf den gewünschten
Wert.
In der ersten Speiseleitung 13b wird im Punkt B die
Konsistenz des aus dem Stoffturm 10 mit der ersten Pumpe 11
in den Dosierbehälter 20 zu pumpenden Stoffs gemessen. Mit
dem ersten Konsistenzregler QIC1 kann der erste Durchfluß
regler FIC1 direkt geregelt werden, mit dem die auf die
Saugseite der Pumpe 11 zu führende Verdünnungswasserströmung
F15 geregelt wird. Hier kann auch ein effektiveres Verfahren
eingesetzt werden, bei dem der erste Konsistenzregler QIC1
das Verhältnis der ersten Verdünnungswasserströmung F15 und
der in der ersten Speiseleitung 13b im Punkt C gemessenen
von der ersten Pumpe 11 gespeisten Verdünnungswasserströmung
F11 regelt. Wenn sich der von der ersten Pumpe 11 gespeiste
Stoffdurchfluß F11 ändert, ändert sich auch der Sollwert des
ersten Durchflußreglers FIC1, und der erste Durchflußregler
FIC1 ändert schnell die erste Verdünnungswasserströmung F15.
Damit kann der erste Konsistenzregler QIC1 derart abgestimmt
werden, daß er die vom Stoffturm 10 kommenden Konsistenz
schwankungen eliminiert.
Der erste Durchflußregler FIC1 erhält die Durchfluß
information F15 des ersten Verdünnungswassers von dem Meß
punkt D in der Speiseleitung der ersten Verdünnungswasser
strömung und regelt mit dem ersten Regelventil SV1 den
Durchfluß wie gewünscht. Die Regelung eliminiert die in der
Verdünnungswasserleitung auftretenden Druckstörungen und zum
Teil die verschleißbedingten Probleme des Regelventils SV1.
Im Dosierbehalter 20 wird der Stoff mit einer zweiten
Mischanlage S20 kräftig gemischt, damit eine gleichmäßige
Konsistenz für die Dosierung erzielt wird. Mit der dritten
Pumpe 21 wird der Teilstoff M1 in den Situationen nach Fig.
2, 3 und 4 in das Mischrohr der Teilstoffe gespeist. Insbe
sondere erfordert die Prozeßanordnung nach Fig. 2, 3 und 4
eine genaue Dosierung des Teilstoffs M1 aus dem Dosierbehäl
ter 20. Damit muß die Konsistenz im ganzen Dosierbehälter 20
gleichmäßig sein und in dem vom Dosierbehälter 20 zur drit
ten Pumpe 21 führenden Speiserohr 21a muß ein gleichmäßiger
Speisedruck herrschen.
Die Stoffoberfläche L20 im Dosierbehälter 20 kann mit
der bloßen Höhenstandsregelung auf konstanter Höhe gehalten
werden. Dabei ist die Saugseite der zweiten Pumpe 12 direkt
mit dem Dosierbehälter 20 verbunden und der Meßpunkt F des
vierten Höhenstandsreglers LIC4 befindet sich im Dosierbe
hälter 20, womit der Pumpbehälter 20a nicht erforderlich
ist. In dieser Situation steuert der vierte Höhenstandsreg
ler LIC4 den mit der zweiten Pumpe 12 verbundenen vierten
Durchflußregler FIC4, der wiederum den mit der zweiten Pumpe
12 verbundenen vierten Drehzahlregler SIC4 steuert. Die
Rücklaufströmung F12 vom Dosierbehälter 20 wird dabei direkt
aufgrund des Höhenstands L20 des Dosierbehälters 20 gere
gelt.
In Fig. 5 wird die Höhenstandsregelung des Dosierbehäl
ters 20 anders durchgeführt. Vom Dosierbehälter 20 führt ein
Überlauf F13 zum Pumpbehälter 20a, aus dem der Stoff mit der
zweiten Pumpe 12 zurück in den unteren Teil 10a des Stoff
turms 10 geführt wird. Der Höhenstand L4 des Stoffs im Pump
behälter 20a wird im Punkt F im Pumpbehälter 20a gemessen
und das Meßergebnis kann zum vierten Höhenstandsregler LIC4
übertragen werden, der den vierten Drehzahlregler SIC4 steu
ert, mit dem die Drehzahl der zweiten Pumpe 12 geregelt
wird. Dadurch kann der Höhenstand L4 des im Pumpbehälter 20a
vorhandenen Stoffs konstant gehalten werden.
Wenn der Höhenstand L4 des im Pumpbehälter 20a vorhan
denen Stoffs innerhalb eines gewünschten Bereichs wandern
darf, kann der oben genannte vierte Höhenstandsregler LIC4
auf im folgenden erläuterte neue Weise gebildet werden.
Der Sollwert SP4 des vierten Durchflußreglers FIC4 wird
aus folgender Gleichung errechnet:
SP4 = K0 + K1.L4 (1)
wobei L4 der im Pumpbehälter 20a gemessene Höhenstand ist
und K0 und K1 Konstanten sind. Wenn die Oberfläche L4 des
Stoffs im Pumpbehälter 20a steigt, nimmt die Zulaufströmung
entsprechend zu. Die von der zweiten Pumpe 12 erzeugte
Stoffströmung F12 wird in der zweiten Speiseleitung 14b im
Punkt I gemessen. Die Meßdaten werden auch zum fünften
Durchflußregler FFIC5 übertragen, der weiter unten erläutert
wird.
In die zum unteren Teil 10a des Stoffturms 10 führende
zweite Speiseleitung 14b wird außerdem im Punkt G Verdün
nungswasser zugeführt, um die gewünschte Konsistenz des im
unteren Teil 10a des Stoffturms 10 vorhandenen Stoffs zu
erzielen. Diese zweite Verdünnungswasserströmung F16 wird
mit dem dazu vorgesehenen sechsten Durchflußregler FIC6
geregelt, der das sechste Regelventil SV6 regelt. Der Soll
wert SP6 des sechsten Durchflußreglers FFIC6 kann aufgrund
der im Punkt D gemessenen Durchflußdaten der ersten Verdün
nungswasserströmung F15 und anderer den Prozeß charakteri
sierender Kennziffern errechnet werden.
Der Sollwert SP6 des sechsten Durchflußreglers FFIC6
kann auch mit einer alternativen Methode durch Anwendung der
Verhältnisregelung ermittelt werden. Wenn die Konsistenz des
mit der ersten Pumpe 11 aus dem unteren Teil 10a des Stoff
turms 10 zu pumpenden Stoffs steigt, so erhöht der erste
Konsistenzregler QIC1 die Menge der Verdünnungswasserströ
mung F15. Damit die Konsistenz im unteren Teil 10a des
Stoffturms 10 auf das gewünschte Niveau sinkt, ist auch die
zweite Verdünnungswasserströmung F16 zu erhöhen.
Auf dieser Tatsache beruhend kann der Sollwert des mit
der Verdünnungswasserströmung F16 verbundenen sechsten
Durchflußreglers FIC6 aus folgender Gleichung errechnet
werden:
SP6 = K1.F(E) + K2.F(D) (2)
wobei K1 und K2 empirische von den Funktionspunkten abhängi
ge Konstanten sind, F(E) der Durchfluß im Punkt E und F(D)
der Durchfluß im Punkt D sind.
Der Ausdruck K2.F(D) unterstützt den ersten Durchfluß
regler FIC1 ständig im Funktionsbereich zu bleiben und mit
dem Ausdruck K1.F(E) wird die Differenz zwischen der mit der
Stoffdosierungsströmung F1 aus dem Kreislauf austretenden
Wassermenge und der aus dem unteren Teil 10a des Stoffturms
10 mit der Zulaufströmung F11 in den Kreislauf eintretenden
Wassermenge einschließlich der Verdünnungswässer berück
sichtigt.
Die Berechnung des Sollwertes des zweiten Durchfluß
reglers FIC2 erfolgt im fünften Durchflußregler FFIC5 auf
folgende Weise:
Der Sollwert SP2 im Punkt C der aus dem unteren Teil 10a des Stoffturmes 10 mit der ersten Pumpe 11 in den Do sierbehälter 20 zu speisenden Stoffströmung F11 wird aus folgender Gleichung errechnet:
Der Sollwert SP2 im Punkt C der aus dem unteren Teil 10a des Stoffturmes 10 mit der ersten Pumpe 11 in den Do sierbehälter 20 zu speisenden Stoffströmung F11 wird aus folgender Gleichung errechnet:
SP2 = K1 + F(E) (3)
wobei F(E) der im Punkt E gemessene Dosierungsdurchfluß F1
und K1 ein Korrekturfaktor ist. K1 kann auch eine Konstante
sein, womit die von der ersten Pumpe 11 erzeugte Zulaufströ
mung F11 zum Dosierbehälter 20 die ganze Zeit um die genann
te Konstante größer ist als die mit der dritten Pumpe 21 aus
dem Dosierbehälter 20 entfernte Dosierströmung F1. In dieser
Situation pumpt die zweite Pumpe 12 den überflüssigen Stoff
in den Stoffturm 10 zurück.
Der oben genannte Korrekturfaktor K1 kann auch z. B.
nach folgender Gleichung ermittelt werden:
K1n = K1n-1 + K2.(FSP(In) - F(In))
wobei FSP(I) der Sollwert der Rücklaufströmung F12 im Punkt
I und F(I) die tatsächliche gemessene Rücklaufströmung F12
im Punkt I ist. In einer Situation, in der der gemessene
Durchflußwert der von der zweiten Pumpe 12 erzeugten Stoff
strömung F12 kleiner ist als der entsprechende Sollwert,
steigt der Sollwert SP2 der ersten Pumpe 11 und im entge
gengesetzten Fall sinkt er. Bei dieser Anordnung kann z. B.
die bei der Faserrückgewinnung in die Stoffzuführungsströ
mung F11 kommende, hinsichtlich des Regelungskreises unbe
kannte Stoffströmungserhöhung oder -minderung berücksichtigt
werden derart, daß die von der zweiten Pumpe 12 gespeiste
Rücklaufströmung F12 den gewünschten Wert behält. Wenn die
im Punkt I gemessene Rücklaufströmung F(In) der zweiten
Pumpe 12 größer ist als der Sollwert FSP(In) der Rücklauf
strömung der zweiten Pumpe 12, verringert der Korrekturaus
druck K1 die von der ersten Pumpe 11 gespeisten Stoffströ
mung F11, bis der Gleichgewichtszustand erreicht wird und
umgekehrt.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform wird an den
Pumpen 11, 12 und 13 Drehzahlregelung zwecks Regelung der
von ihnen erzeugten Stoffströmungen F11, F12 und F1 angewen
det. Anstelle der Drehzahlregelung kann zur Regelung der
Stoffströmungen ein an der jeweiligen Pumpe angeordnetes
Regelventil verwendet werden. Dabei läuft die Pumpe mit
konstanter Drehzahl und der Stoffdurchfluß wird mit dem
Regelventil geregelt, mit dem der Stoffdurchfluß gedrosselt
werden kann. Es ist auch möglich, sowohl eine Drehzahlrege
lung der Pumpe als auch ein Regelventil in den Regelungen
der Stoffströmungen zu verwenden.
In Fig. 5 ist auch ein andeutungsweise eingezeichneter
Anschluß der Zuführungsströmung F11 zur Mahlung JAU und zur
Faserrückgewinnung KTO möglich. In der Mahlung wird der
Teilstoff, der gemahlen werden soll, durch den Refiner ge
führt, wonach er in die erste Speiseleitung 13b zurückkehrt.
Dieselbe Strömung, die zu den Refinern geht, kehrt von den
Refinern zurück. Bei der Faserrückgewinnung durchläuft der
Teilstoff, z. B. Zellstoff, die Faserrückgewinnung, bei der
in diesen aus dem Siebwasser mit einem Scheibenfilter rück
gewonnene Fasern, Asche oder Feinstoffe eingebunden werden
können. Dabei sind die zur Faserrückgewinnung gehende Strö
mung und die von dort zur ersten Speiseleitung 13b zurück
kehrende Strömung nicht unbedingt gleich groß.
Claims (11)
1. Verfahren zur Regelung des Höhenstandes (L20) eines
Dosierbehälters (20) und der Konsistenz (Cs20) eines Teil
stoffes (M1), wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:
- - der Teilstoff (M1) wird als Zulaufströmung (F11) vom unteren Teil (10a) eines Stoffturmbehälters (10) mit einer ersten Pumpe (11) in den Dosierbehälter (20) gespeist, in welche genannte Zulaufströmung (F11) eine erste Verdünnungswasserströmung (F15) gebracht wird, mit der die gewünschte Konsistenz des in den Dosier behälter (20) zu speisenden Teilstoffs geregelt wird,
- - der Teilstoff (M1) wird zur Erzielung einer gleichmäßi gen Konsistenz im Dosierbehälter (20) kräftig (S20) in den Dosierbehälter (20) gemischt,
- - der Teilstoff (M1) wird aus dem Dosierbehälter (20) mit
einer dritten Pumpe (21) als Dosierungsströmung (F1) in
den primären Kreislauf einer Papier- oder Kartonmaschi
ne gespeist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich folgen de Stufen umfaßt: - - der Höhenstand (L20) des Dosierbehälters (20) wird mit dem Höhenstandsregler des Dosierbehälters (20) konstant gehalten,
- - der Teilstoff (M1) wird mit einer zweiten Pumpe (12) als eine vom Höhenstandsregler des Diserbehälters ge steuerte Rücklaufströmung (F12) vom Dosierbehälter (20) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zurück geführt, wobei der Rücklaufströmung (F12) eine zweite Verdünnungswasserströmung (F16) zugeführt wird, mit der die gewünschte Konsistenz des unteren Teils (10a) des Stoffturmbehälters (10) geregelt wird,
- - der Teilstoff (M1) wird zur Erzielung einer gleichmäßi gen Konsistenz im unteren Teil (10a) des Stoffturmbe hälters (10) kräftig (S10) im unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) gemischt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Höhenstand (L20) des Dosierbehälters (20) mit einem
vom Dosierbehälter (20) zum Pumpbehälter (20a) geführten
Überlauf (F13) konstant gehalten wird, wobei der Teilstoff
(M1) als Rücklaufströmung (F12) mit einer zweiten Pumpe (12)
aus dem Pumpbehälter (20a) in den unteren Teil (10a) des
Stoffturmbehälters (10) zurück gefördert wird, wobei der
Rücklaufströmung (F12) eine zweite Verdünnungswasserströmung
(F16) zugeführt wird, mit der die gewünschte Konsistenz des
unteren Teils (10a) des Stoffturmbehälters (10) geregelt
wird.
3. Verfahren zur Regelung des Höhenstandes (L20) des
Dosierbehälters (20) und der Konsistenz (Cs20) eines Teil
stoffes (M1), wobei das Verfahren folgende Stufen umfaßt:
- - der Teilstoff (M1) wird aus dem unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) in die zur Saugseite der ersten Pumpe (11) führende Austrittsleitung (13a) geführt, von der der Teilstoff mit der ersten Pumpe (11) als Zulauf strömung (F11) durch die erste Speiseleitung (13b) hin ter der ersten Pumpe (11) in den Dosierbehälter (20) gespeist wird, wo der Teilstoff (M1) zur Erzielung ei ner gleichmäßigen Konsistenz (Cs20) kräftig in den Do sierbehälter (20) gemischt (S20) wird,
- - in den Teilstoff (M1) wird eine erste Verdünnungswas serströmung (F15) im Punkt A in die genannte erste Aus trittsleitung (13a) geleitet, mit welcher ersten Ver dünnungswasserströmung (F15) die Konsistenz des in den Dosierbehälter (20) zu speisenden Teilstoffs (M1) auf das gewünschte Niveau geregelt wird,
- - der Teilstoff (M1) wird mit einer dritten Pumpe (21)
aus dem Dosierbehälter (20) als Dosierungsströmung (F1)
durch die Dosierleitung (23) in den primären Kreislauf
der Papier- oder Kartonmaschine gespeist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich folgen de Stufen umfaßt: - - der Teilstoff (M1) wird mit dem Überlauf (F13) aus dem Dosierbehälter (20) in den Pumpbehälter (20a) geleitet, mit welchem Überlauf (F13) der Höhenstand (L20) des Do sierbehälters (20) auf einem konstanten Wert gehalten wird,
- - der Teilstoff wird aus dem Pumpbehälter (20a) in die zur Saugseite der zweiten Pumpe (12) führende zweite Austrittsleitung (14a) geführt, von der der Teilstoff (M1) mit der zweiten Pumpe (12) als Zulaufströmung (F12) durch die zweite Speiseleitung (14b) hinter der zweiten Pumpe (12) in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbe hälters (10) zurück gespeist wird, wo der Teilstoff (M1) zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz (Cs11) kräftig in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehäl ters (10) gemischt (S20) wird,
- - in den Teilstoff (M1) wird im Punkt (G) eine zweite Verdünnungswasserströmung (F16) in die genannte zweite Speiseleitung (14b) geleitet, mit welcher zweiten Ver dünnungswasserströmung (F16) die gewünschte Konsistenz der in den unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zu speisenden Teilstoffrückführungsströmung (F12) geregelt wird, damit die Konsistenz (Cs11) im unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) auf dem konstan ten Wert bleibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnete daß die erste Verdünnungswasserspeiseströ
mung (F15) aufgrund der im Punkt (B) der ersten Speiselei
tung (13b) gemessenen Konsistenz des Teilstoffs (M1) gere
gelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Verdünnungswasserspeiseströ
mung (F15) aufgrund der im Punkt (B) der ersten Speiselei
tung (13b) gemessenen Konsistenz (Cs11) des Teilstoffs (M1)
sowie aufgrund des aus der im Punkt (C) der ersten Speise
leitung (13b) gemessenen Strömung (F11) des Teilstoffs (M1)
und der im Punkt (D) gemessenen ersten Verdünnungswasser
speiseströmung (F15) gebildeten Verhältnisses geregelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Verdünnungswasserspeiseströ
mung (F16) aufgrund der im Punkt (D) gemessenen ersten Ver
dünnungswasserspeiseströmung (F15) durch direkte Verhältnis
regelung geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Verdünnungswasserspeiseströ
mung (F16) aufgrund der im Punkt (D) gemessenen ersten Ver
dünnungswasserspeiseströmung (F15) und der im Punkt (E) der
Dosierleitung (23) gemessenen Dosierströmung (F1) des Teil
stoffs (M1) geregelt wird, wobei die Differenz der in der
Teilstoffdosierströmung (F1) aus dem Dosierbehälter (20)
austretenden Wassermenge und der mit der Teilstoffzulauf
strömung (F11) in den Dosierbehälter (20) eintretenden Was
sermenge einschließlich der Verdünnungswässer berücksichtigt
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zulaufströmung (F11) des Teilstoffs
(M1) vom unteren Teil (10a) des Stoffturmbehälters (10) zum
Dosierbehälter (20) um die Konstante (K1) größer geregelt
wird als die im Punkt (E) der Dosierleitung (23) gemessene
Teilstoffdosierströmung (F1).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der die Zulaufströmung (F11) des Teilstoffs (M1) regelnde
Sollwert (SP2) des Strömungsreglers (FIC2) aus folgender
Gleichung errechnet wird:
SP2 = K1 + F(E),
wobei F(E) die Strömung im Punkt (E) und K1 ein Korrektur faktor ist, mit dem die Strömung im Punkt I auf die ge wünschte Strömung FSP(E) abgestimmt wird aus der Gleichung:
K1n = K1n-1 + K2.(FSP(In) - F(In)).
SP2 = K1 + F(E),
wobei F(E) die Strömung im Punkt (E) und K1 ein Korrektur faktor ist, mit dem die Strömung im Punkt I auf die ge wünschte Strömung FSP(E) abgestimmt wird aus der Gleichung:
K1n = K1n-1 + K2.(FSP(In) - F(In)).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rücklaufströmung (F12) des Teil
stoffs (M1) vom Pumpbehälter (20a) in den unteren Teil (10a)
des Stoffturmbehälters (10) aufgrund des im Punkt (F) direkt
am Pumpbehälter (20a) gemessenen Höhenstands (L4) geregelt
wird, womit die Oberfläche (L4) des Pumpbehälters (20a) auf
konstantem Niveau bleibt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rücklaufströmung (F12) des Teil
stoffs (M1) vom Pumpbehälter (20a) in den unteren Teil (10a)
des Stoffturmbehälters (10) durch Errechnung des Stellwertes
(SP4) des die Rücklaufströmung (F12) regelnden vierten Strö
mungsreglers (FIC4) aus folgender Gleichung:
SP4 = K0 + K1.L4
wobei (L4) der im Punkt (F) am Pumpbehälter (20a) gemessene Höhenstand (L4) ist und (K0) und (K1) Konstanten sind, womit der Höhenstand (L4) des Pumpbehälters (20a) wandert derart, daß bei steigender Oberfläche auch die Rücklaufströmung (F12) zunimmt und bei fallender Oberfläche auch die Rück laufströmung (F12) abnimmt.
SP4 = K0 + K1.L4
wobei (L4) der im Punkt (F) am Pumpbehälter (20a) gemessene Höhenstand (L4) ist und (K0) und (K1) Konstanten sind, womit der Höhenstand (L4) des Pumpbehälters (20a) wandert derart, daß bei steigender Oberfläche auch die Rücklaufströmung (F12) zunimmt und bei fallender Oberfläche auch die Rück laufströmung (F12) abnimmt.
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