VERFAHREN ZUR DAMPFRÜCKGEWINNUNG EINES DAMPFVERBRAUCHERS

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines Dampfverbrauchers, insbesondere eines dampfbeheizten Zylinders, in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung eine Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , sowie ein Verfahren zur Dampfrückgewinnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 1 . Bei der Herstellung oder Verarbeitung von Faserstoffbahnen werden zur Trocknung der Bahn üblicherweise dampfbeheizte Zylinder eingesetzt. Speziell bei der Herstellung von Tissuebahnen kommen vergleichsweise große Zylinder, sogenannte Yankeezylinder zum Einsatz. Zum Beheizen dieser Yankeezylinder wird Dampf auf einem bestimmten Druckniveau (Verbraucherdruck) eingesetzt. Durch den Betrieb des Zylinders kondensiert der Dampf und ein Dampf-Kondensat Gemisch wird aus dem Zylinder abgeführt. Der darin enthaltene Dampf ließe sich wieder zum Beheizen des Yankeezylinders verwenden. Jedoch weist er ein zu niedriges Druckniveau auf so dass er mittels eines Thermokompressors wieder auf den benötigten Verbraucherdruck verdichtet werden muss.

Zudem kommt beim Yankeezylinder eine Heißlufthaube zum Trocknen der Bahn zum Einsatz. Die heiße Abluft dieser Haube wird üblicherweise wieder zur Erzeugung von Dampf eingesetzt. Aus dem Stand der Technik sind hierzu verschiedene Verfahren bekannt.

So kann beispielsweise gemäß der EP 2 085 514 Dampf durch Entspannung von erhitztem Kondensat direkt auf dem Verbraucherdruck erzeugt werden. Da jedoch bereits über den Entspannungsdampf ein Großteil der für den Yankee benötigten Dampfmenge zur Verfügung steht, ist bei diesem Verfahren die Menge des Dampfes, der durch Wärmerückgewinnung erzeugt werden kann, begrenzt. Dies macht das Verfahren unwirtschaftlich.

Eine weitere Möglichkeit ist es, wie in der EP 2 396 469 beschrieben, mittels Wärmerückgewinnung aus erhitztem Kondensat Dampf auf dem Druckniveau des Frischdampfnetzes der Anlage zu erzeugen. Auch hier ist die erzeugbare Menge an Dampf jedoch begrenzt.

In der EP 2 775 030 wird ein Dampfsammeitank vorgeschlagen, in den der im Dampferzeuger erzeugte Dampf gefördert wird. Ein derartiger zusätzlicher Druckbehälter führt jedoch zu erhöhten Investitionskosten und zieht gegebenenfalls auch je nach lokaler Gesetzgebung einen erhöhten Wartungs-und Prüfungsaufwand nach sich. Die EP 3 150 761 schlägt eine Lösung vor, die ohne diesen Dampfsammeitank auskommt. Jedoch werden bei dieser Lösung zur Erzeugung des Treibdampfes durch Abwärme Rückgewinnung Komponenten benötigt, die vergleichsweise hohen Drücken standhalten, und daher üblicherweise teuer und wartungsaufwändig sind. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schwächen des Standes der Technik zu umgehen, und speziell eine höhere Effizienz der Wärmerückgewinnung zu gewährleisten.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, mit einfacheren Komponenten bei der Wärmerückgewinnung auszukommen, welche z.B. auf geringere Druckbelastungen ausgelegt sind.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, den Aufwand an Investitionskosten zu reduzieren.

Es ist schließlich noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Betriebskosten für die Versorgung des Dampfverbrauchers zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird vollständig gelöst durch eine Vorrichtung zur Versorgung eines Dampfverbrauchers, insbesondere eines dampfbeheizten Zylinders, in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung eine Faserstoffbahn gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 , sowie einem Verfahren zur Dampfrückgewinnung gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 1 . Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Versorgung eines Dampfverbrauchers, insbesondere eines dampfbeheizten Zylinders, bevorzugt eines Yankeezylinders in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung eine Faserstoffbahn, umfasst einen Dampfverbraucher, eine Dampfzuführung, welche Dampf auf einem zweiten Druckniveau für den Dampfverbraucher bereitstellt, und welche mit einem

Frischdampfnetz verbindbar ist, welches Frischdampf auf einem ersten Druckniveau zur Verfügung stellt. Zudem umfasst die Vorrichtung eine Kondensatrückführleitung zur Führung des aus dem Dampfverbraucher entnommenen Kondensats, insbesondere zur Rückführung in einen externen Dampferzeuger z.B. ein Kraftwerk. Es ist zudem eine Dampferzeugungsvorrichtung zur wenigstens teilweisen Verdampfung des aus dem Dampfverbraucher entnommenen Kondensats vorgesehen, welche zumindest einen Wärmetauschers umfassen, sowie eine Rückspeiseleitung, welche mit der Dampfzuführung verbindbar ist, um aus dem Kondensat erzeugten Dampf in die Dampfzuführung zurückzuspeisen.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Dampfzuführung vom Frischdampfnetz entkoppelt ist und im Wesentlichen aus einem Leitungssystem ohne zusätzliches Speicherbehältnis besteht. Das zweite Druckniveau der Dampfzuführung ist dabei niedriger, als das erste Druckniveau des Frischdampfnetzes.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zusätzlich einen Thermokompressor zur Versorgung des Dampfverbrauchers umfasst. Dieser Thermokompressor ist mit einem Dampfnetz verbindbar oder verbunden, welches Treibdampf für den Thermokompressor auf einem Druckniveau zur Verfügung stellt, das höher ist, als das zweite Druckniveau.

Der Dampfverbraucher wird in vielen Ausführungen der Vorrichtung als dampfbeheizter Zylinders, insbesondere als Yankeezylinder ausgeführt sein. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es sind auch andere Dampfverbraucher, wie z.B. Dampfblaskästen, Klimatisierungseinrichtungen oder ähnliches vorstellbar. Diese erfindungsgemäße Vornchtung zeigt gegenüber dem Stand der Technik den wesentlichen Vorteil, dass das Druckniveau der Dampfzuführung unabhängig vom Druckniveau des Frischdampfnetzes der Anlage optimal angepasst werden kann. Da das Frischdampf netz der Anlage neben dem Dampfverbraucher der erfindungsgemäßen Vorrichtung, also z.B. neben dem Yankeezylinder noch einen oder mehrere weitere Dampfverbraucher versorgt, wird der Druck in diesem Frischdampfnetz so hoch gewählt sein, dass damit alle angeschlossenen Verbraucher adäquat versorgt werden können. Dieses erste Druckniveau ist jedoch üblicherweise höher, als das Druckniveau, das zur Versorgung des Dampfverbrauchers und/oder möglicher weiterer Aggregate in der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendig ist. Zudem kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne einen zusätzlichen Dampfsammelbehälter für den erzeugten Dampf aus. Ein weiterer Vorteil der Erfindung rührt daher, dass der Thermokompressor mit Treibdampf auf einem hohen Druckniveau betrieben werden kann. Dies ist günstig für den Wirkungsgrad des Kompressors und führt zu niedrigeren Investitionskosten

Ist der Druck des Treibdampfes hoch, wird eine geringere Menge an Treibdampf benötigt, um den Gemischdampf nach dem Kompressor auf das gewünschte Druckniveau zu verdichten. Somit kann eine größere Menge an Dampf dem Dampfverbraucher zugeführt werden, der aus der Dampferzeugungsvorrichtung mittels Wärmerückgewinnung gewonnen wurde. Dadurch wird die Effizienz der Wärmerückgewinnung gesteigert und die Betriebskosten reduziert. Ein Treibdampfdruck, der höher, insbesondere deutlich höher als der Solldruck des Dampfverbrauchers ist, ist sehr vorteilhaft

In bevorzugten Ausführungen der Erfindung kann der Treibdampf für den Thermokompressor direkt aus dem Frischdampfnetz entnommen werden. Das Druckniveau dieses Frischdampfnetzes ist häufig mehr als 5 barg, insbesondere mehr als 8 barg oder 15 barg höher, als das zweite Druckniveau. Daher ist das Frischdampfnetz als Quelle für den Treibdampf sehr geeignet. ln weiteren bevorzugten Ausführungen kann das zweite Druckniveau um 0,5 bar - 5,0 bar höher sein, als der Solldruck, mit welchem der Dampf in den Dampfverbraucher eingeleitet wird Während im Stand der Technik der Treibdampf des Thermokompressors und der Dampf für den Dampfverbraucher aus demselben Dampfnetz stammen, löst die vorliegende Erfindung diese Kopplung. Dies führt zu vielen Vorteilen. Bei einer gemeinsamen Dampfversorgung müssen beim Druckniveau dieser Versorgung Kompromisse eingegangen werden. Für die Versorgung des Dampfverbrauchers ist oft ein niedriges zweites Druckniveau ausreichend. Da der Treibdampf aber ein gewisses Druckniveau aufweisen muss, damit der Thermokompressor effizient betrieben werden kann, musste für die gemeinsame Dampfversorgung bisher oft ein Druckniveau gewählt werden, das einen Kompromiss darstellt. Für einen optimalen Betrieb des Thermokompressors war das Druckniveau dabei oft zu niedrig. Für die Versorgung des Dampfverbrauchers war dieses Niveau dann aber eher zu hoch, da der aus der Wärmerückgewinnung über die Rückspeiseleitung zugeführte Dampf auf ein hohes Druckniveau gebracht werden musste. Die hierfür notwendigen, auf hohe Drücke ausgelegte Pumpen und Vorrichtungen haben derartige Anlagen verteuert. Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In bevorzugten Ausführungen kann der Thermokompressor dazu verwendet werden, Dampf eines niedrigen Druckniveaus -insbesondere Entspannungsdampf, welcher durch Entspannung des aus dem Dampfverbraucher entnommenen Kondensats entsteht und/oder Durchströmdampf, welcher für die Entwässerung des Yankee erforderlich ist, bzw. ein Gemisch hieraus- mittels des Treibdampfs auf das Druckniveau zu verdichten, mit welchem der Dampf in den Dampfverbraucher eingeleitet wird (Solldruck des Dampfverbrauchers). In üblichen Anwendungen wird in den Dampfverbraucher Dampf mit einem Solldruck zwischen 3,0 barg und 9,0 barg verwendet. Der Solldruck kann aber auch niedriger, z.B. bei 1 ,5 barg oder höher, z.B. bei 10,0 barg liegen. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Druckniveau, mit welchem der Dampf in den Dampfverbraucher eingeleitet wird, dem zweiten Druckniveau entspricht. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass dieser Solldruck unterhalb des zweiten Druckniveaus liegt. In diesem Fall kann der Druck vor dem Einleiten in den Dampfverbraucher über ein Anheiz- und/oder Ergänzungsventil vom zweiten Druckniveau auf den Solldruck reduziert werden.

In einer Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Dampfverbraucher also aus verschiedenen Quellen mit Dampf versorgt werden. Zum einen liefert die Dampfzuführung entsprechenden Dampf. Dabei kann die Dampfzuführung selbst mit Dampf aus einer Dampferzeugungsvorrichtung versorgt werden, welche über einen Wärmetauscher aus Kondensat neuen Dampf erzeugt. Zudem kann aber in vorteilhaften Ausführungen die Dampfzuführung auch temporär mit dem Frischdampfnetz verbindbar sein, und durch dieses mit Dampf befüllt werden.

Zudem kann der Dampfverbraucher auch noch mit Dampf versorgt werden, der z.B. als Entspannungsdampf in einem ersten Separator entsteht, wobei der Druck dieses Dampfs mittels des Thermokompressors auf den Solldruck des Dampfverbrauchers angehoben wird. Durch die erfindungsgemäße Entkopplung von Frischdampf netz und Dampfzuführung ist es nun möglich, in der Dampfzuführung ein zweites Druckniveau vorzusehen, welches unabhängig vom ersten Druckniveau gewählt werden kann, und welches speziell auf die Anforderungen des Dampfverbrauchers eingestellt werden kann. In vorteilhaften Anwendungen wird das zweite Druckniveau deutlich niedriger sein, als das erste Druckniveau.

Vorteilhafterweise liegt das zweite Druckniveau zwischen 2 bar und 10 bar unterhalb des ersten Druckniveaus, bevorzugt zwischen 4 bar und 9 bar unterhalb des ersten Druckniveaus.

In weiteren vorteilhaften Ausführungen der Erfindung umfasst die Dampferzeugungsvorrichtung neben einem Wärmetauscher zumindest ein Drosselorgan, um das Kondensat nach dem Durchgang durch den zumindest einen Wärmetauscher zumindest teilweise zu verdampfen, sowie einen Separator (S2), dem das zumindest teilweise verdampfte Kondensat zuführbar ist, und an den die Rückspeiseleitung anschließbar ist.

In besonders bevorzugten Ausführungen erfolgt das zumindest teilweise Verdampfen des Kondensats nicht direkt im Wärmetauscher. Ein solches direktes Verdampfen kann gegebenenfalls zur Bildung von Ablagerungen im Wärmetauscher führen, die wiederum zu einer Leistungsminderung oder auch zu einer Beschädigung des Wärmetauschers führen können. Auch kann der Aufwand zur Speisewasseraufbereitung bzw. Kondensatbehandlung höher sein.

Vorteilhafterweise kann es sich bei dem Drosselorgan um eine Armatur, eine Blende oder eine ähnliche Vorrichtung handeln, die geeignet ist das Kondensat nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher zumindest teilweise zu verdampfen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass das Kondensat direkt am Eingang des Separators (S2) oder im Inneren des Separators (S2) verdampft wird. In einer derartigen Ausführung kommt dem Separator (S2) die Funktion eines Entspannungstanks zu. In einer derartigen Ausführung bilden der Separator und das Drosselorgan eine funktionale Einheit. Die Entkopplung der Dampfzuführung vom Frischdampfnetz kann in vorteilhaften Ausführungen mittels eines Ventils, insbesondere eines Regel- oder Drosselventils oder eines Drosselorgans erfolgen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungen beschränkt.

Trotz der geschilderten Vorteile der Entkopplung von Frischdampfnetz und Dampfzuführung ist die Verbindbarkeit der beiden Dampfsysteme vorteilhaft. Diese kann einerseits zur initialen Befüllung der Dampfzuführung und des Dampfverbrauchers etc. verwendet werden. Dabei wird der Dampf vom ersten Druckniveau des Frischdampfnetzes auf das zweite Druckniveau der Dampfzuführung reduziert. Weiterhin kann auch beispielsweise im Falle eines ganzen oder teilweisen Ausfalls des Wärmetauschers der benötigte Dampf der Dampfzuführung aus dem Frischdampfnetz zugeführt werden. Hierbei kann durch das Ventil oder Drosselorgan ein definiertes Druckniveau in der Dampfzuführung sichergestellt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die Vorrichtung eine erste Druckstufe, welche dazu ausgestaltet ist, Kondensat aus der Kondensatrückführleitung auf ein drittes Druckniveau zu verdichten. Diese erste Druckstufe wird in vorteilhaften Ausführungen der Erfindung durch eine Nachspeisepumpe erzeugt. Diese Nachspeisepumpe kann vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass sie geeignet ist, das Kondensat auf ein Druckniveau von mindestens 12 barg, besonders bevorzugt mindestens 25 barg zu bringen.

Das dritte Druckniveau wird in vorteilhaften Anwendungen höher sein, als das zweite Druckniveau. Häufig wird das dritte Druckniveau zwischen 4 bar und 15 bar höher sein, als das zweite Druckniveau. In besonders bevorzugten Ausführungen wird das dritte Druckniveau zwischen 4.0 bar und 15.0 bar höher sein, als das zweite Druckniveau.

Dabei kann Kondensat aus der Kondensatrückführleitung entnommen werden, welches durch die Nachspeisepumpe auf das dritte Druckniveau gebracht wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Wärmetauscher mit der ersten Druckstufe derart verbindbar ist, dass das Kondensat auf dem dritten Druckniveau im Wärmetauscher weiter erhitzt wird. Dieses erhitzte Kondensat kann anschließend beispielsweise zumindest teilweise verdampft werden.

Die folgende Tabelle gibt Beispiele für vorteilhafte Druckniveaus in der Vorrichtung bzw. im Verfahren gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Wertebereiche beschränkt. Tabelle 1 Vorteilhafte Druckniveaus

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Wärmetauscher derart an eine Abluftleitung anschließbar ist, dass die Abluft zur Erhitzung des Kondensat verwendet werden kann. Dabei handelt es sich in einer besonders vorteilhaften Ausführung bei der Abluftleitung um die Abluftleitung einer Trocknungseinrichtung einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung eine Faserstoffbahn. Insbesondere kann es sich um die Abluftleitung der Trockenhaube des erfindungsgemäßen Dampfverbrauchers handeln. Es ist aber auch möglich, dass es sich um die Abluft einer Trockenhaube eines anderen Trockenzylinders handelt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass es sich um die Abluftleitung eines beliebigen anderen Aggregats handelt, welches im Rahmen der Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn verwendet wird. Hierbei kann insbesondere aber nicht ausschließlich die Abluftleitung einer Heißluft- oder Infrarottrocknung einer Streichanlage in Frage kommen.

Vorteilhafterweise kann in der Vorrichtung zumindest ein Drosselorgan, wie beispielsweise eine Armatur, eine Blende oder ähnliches vorgesehen sein, um das Kondensat nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher zumindest teilweise zu verdampfen. In einer weiteren Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Separator (S2) umfasst, dem das zumindest teilweise verdampfte Kondensat zuführbar ist, und an den die Rückspeiseleitung anschließbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass das Kondensat direkt am Eingang des Separators (S2) oder im Inneren des Separators (S2) verdampft wird. In einer derartigen Ausführung kommt dem Separator (S2) die Funktion eines Entspannungstanks zu. In einer derartigen Ausführung bilden der Separator und das Drosselorgan eine funktionale Einheit.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführung kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mit der dem Separator (S2) Kondensat entnommen werden, und dem Wärmetauscher zur Verdampfung zugeführt werden kann. Diese Einrichtung kann insbesondere geeignete Leitungen sowie eine zweite Drucksteigerungseinrichtung umfassen, die dazu geeignet ist, dieses Kondensat auf das dritte Druckniveau zu verdichten. In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann auch eine Zusammenführung vorgesehen sein, bei der das der Kondensatrückführleitung entnommene Kondensat mit Kondensat zusammengeführt werden kann, welches dem Separator (S1 ) entnommen ist. Von dort kann dann das Kondensat aus den beiden Quellen gemeinsam dem Wärmetauscher zugeführt werden.

Häufig wird zwischen der Zusammenführung und dem Wärmetauscher kein Mittel zur Druckerhöhung mehr vorgesehen sein.

Mittels der ersten Drucksteigerungsvorrichtung und der zweiten Drucksteigerungsvorrichtung können die beiden Kondensatströme unabhängig voneinander verdichtet und beispielsweise auf das dritte Druckniveau gebracht werden. Dann können an der Zusammenführung zwei Kondensatströme gleichen Druckniveaus miteinander vermischt werden.

Diese Anordnung, bei der die Zusammenführung auf der Druckseite sowohl der ersten als auch der zweiten Drucksteigerungsvorrichtungen erfolgt ist sehr flexibel. So kann beispielsweise bei Ausfall einer der beiden Pumpen zumindest mit dem anderen Teilstrom von Kondensat weiter betrieben werden. Mit einer Pumpe, die zwischen der Zusammenführung und dem Wärmetauscher installiert ist, könnte im Gegensatz dazu bei einer Havarie oder bei Wartungsarbeiten der Pumpe der Wärmetauscher gar nicht mehr betrieben werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich einen einzigen Dampfverbraucher, welcher mit der Dampfzuführung verbunden ist. In dieser Ausführung kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen Entkopplung von Frischdampfnetz und Dampfzuführung besonders stark zum Tragen.

Alternativ kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Dampfzuführung mit zwei oder mehreren weitgehend identischen Dampfverbrauchern und/oder zwei oder mehreren weitgehend identischen Thermokompressoren verbunden oder verbindbar ist. Auch in diesem Fall kann das zweite Druckniveau optimal angepasst werden.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Dampfrückgewinnung eines Dampfverbrauchers, insbesondere eines dampfbeheizten Zylinders, in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung eine Faserstoffbahn, welcher aus einer Dampfzuführung mit Dampf auf einem zweiten Druckniveau versorgt wird, wobei diese Dampfzuführung im Wesentlichen aus einem Leitungssystem ohne zusätzliches Speicherbehältnis besteht und vom Frischdampfnetz entkoppelt ist, welches Dampf auf einem ersten Druckniveau zur Verfügung stellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

a) Entnahme von Kondensat aus dem Dampfverbraucher

b) Verdichten des Kondensats auf ein drittes Druckniveau

c) Erwärmen des Kondensats auf dem dritten Druckniveau in zumindest einem Wärmetauscher,

d) Verdampfen des Kondensats und Erzeugen von Dampf auf einem zweiten Druckniveau und

e) Einspeisen des erzeugten Dampfes in die Dampfzuführung.

f) Verdichten von Entspannungsdampf aus einer weiteren Dampfquelle mittels eines Thermokompressors auf zumindest den Solldruck zur Versorgung des

Dampfverbrauchers, wobei der Treibdampf des Thermokompressors einen Druck aufweist, der über dem zweiten Druckniveau liegt und insbesondere aus dem Frischdampfnetz entnommen wird. In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens sind die Schritte c) und d) voneinander getrennt. Die Verdampfung des erwärmten Kondensats erfolgt also nicht direkt im Wärmetauscher, sondern nachgelagert, beispielsweise mittels eines Drosselorgans.

Die Einspeisung des erzeugten Dampfes in die Dampfzuführung erfolgt dabei vorteilhafterweise auf dem zweiten Druckniveau.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens werden in den Unteransprüchen beschrieben. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass als weitere Dampfquelle ein erster Separator (S1 ) verwendet wird, welcher Entspannungsdampf auf einem Druckniveau bereitstellt, das unterhalb des Solldruck liegt, welcher für den Dampfverbraucher benötigt wird. In bevorzugten Ausführungen des Verfahrens kann eine Vorrichtung zum Einsatz kommen, welche gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt ist.

Der mittels des Thermokompressors verdichtetet Dampf kann vorteilhafterweise auf den Solldruck des Dampfverbrauchers verdichte werden, und dem Dampfverbraucher direkt zugeführt werden.

Es kann aber in anderen Anwendungen auch vorteilhaft sein, den Dampf im Thermokompressor auf das zweite Druckniveau zu verdichten, und den Dampf in die Dampfzuführung einzuspeisen. Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der zumindest eine Wärmetauscher zum Erwärmen des Kondensats Abluft einer Trocknungseinrichtung einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung eine Faserstoffbahn verwendet, insbesondere Abluft einer Trockenhaube eines Trockenzylinders oder die Abluftleitung einer Heißluft- oder Infrarottrocknung eine Streichanlage.

In üblichen Anwendungen beträgt das Druckniveau welches für den Dampfverbraucher benötigt wird (Solldruck) zwischen 6 barg und 8.5 barg. Diese Werte sind besonders vorteilhaft, wenn dampf beheizte Zylinder als Dampfverbraucher eingesetzt werden. In speziellen Anwendungsfällen - z.B. bei Dampfblaskästen als Dampfverbraucher - können auch niedrigere Druckniveaus (z.B. bis zu 1 ,5 barg) oder ggf. höhere Druckniveaus notwendig sein.

Die Werte für das zweite Druckniveau und das dritte Druckniveau können je nach Anwendungsfall unterschiedlich sein. Insbesondere das zweite Druckniveau kann, wie bereits oben beschrieben, zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit angepasst werden. In üblichen Anwendungen kann die Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckniveau und dem zweiten Druckniveau zwischen 2 bar bis 10 bar, insbesondere zwischen 4 bar bis 10 bar betragen. Die Druckdifferenz zwischen dem zweiten Druckniveau und dem dritten Druckniveau kann vorteilhafterweise zwischen 7.1 bar bis 13 bar, insbesondere zwischen 9 bar bis 1 1 bar betragen.

Vorteilhafterweise kann nach dem Verdampfen des Kondensats ein Separator S2 vorgesehen sein, bevor der erzeugte Dampf in die Dampfzuführung eingespeist wird. In diesem Separator wird in einer vorteilhaften Ausführung der erzeugte Dampf vom Kondensat getrennt. Der Dampf wird in dieser Ausführung aus dem Separator in die Dampfzuführung eingespeist. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird das Kondensat aus diesem Separator entnommen, mittels einer zweiten Druckstufe auf das dritte Druckniveau verdichtet, dem Wärmetauscher zugeführt und anschließend verdampft werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das dem Separator entnommene Kondensat mit dem dem Dampfverbraucher entnommenen Kondensat an einer Zusammenführung zusammengeführt und gemeinsam dem Wärmetauscher zugeführt werden, wobei zwischen der Zusammenführung und dem Wärmetauscher (5) keine weitere Druckerhöhung mehr erfolgt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch eine Ausführung einer Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung. Figur 2 zeigt schematisch eine Ausführung eine Vorrichtung zur Versorgung eines Dampfverbrauchers, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Figur 3 zeigt schematisch eine Ausführung einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.

Der Dampfverbraucher 1 in Figur 1 ist beispielhaft als Yankeezylinder 1 ausgeführt. Erfindungsgemäß können jedoch auch andere Dampfverbraucher, wie z.B. Dampfblaskästen vorgesehen sein. Über einen Einlass 1 a wird in den Yankeezylinder 1 Dampf zum Beheizen eingeleitet. Dieser Dampf kann beispielsweise ein Druckniveau zwischen 6 und 8.5 barg aufweisen. In speziellen Anwendungsfällen können auch niedrigere Druckniveaus (z.B. bis zu 3 barg) oder ggf. höhere Druckniveaus notwendig sein. Über einen Auslass 1 b kann dem Yankeezylinder 1 Kondensat entnommen werden. Dieses Kondensat kann sich auf einem Druckniveau zwischen 5 und 7.5 barg befinden. Ein in einem ersten Separator S1 anfallender Dampf -üblicherweise eine Mischung aus Entspannungsdampf und Durchströmdampf- wird mittels einer Leitung 12 wieder zum Yankeezylinder 1 zurück geleitet. Das anfallende Kondensat wird aus dem ersten Separator S1 über eine Kondensatrückführleitung abgeleitet.

Da der im Separator S1 anfallende Dampf ein zu niedriges Druckniveau aufweist, wird er mittels eines Thermokompressors 7 so weit verdichtet, dass er wieder in den Yankeezylinder eingeleitet werden kann. Den dazu benötigten Treibdampf bezieht der Thermokompressor aus dem Frischdampfnetz 10

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführung wir der Dampf im Thermokompressor 7 in etwa auf den Solldruck verdichtet, und über den Einlass 1 a in den Dampfverbraucher 1 eingeleitet. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Dampf im Thermokompressor auf das zweite Druckniveau verdichtet wird, und dann in die Dampfzuführung 2 eingeleitet wird. Diese zweite Variante wird üblicherweise ungünstiger sein, als die erste, da hier mehr Aufwand für die Verdichtung des Dampfes anfällt und mehr Treibdampf eingesetzt werden muss, wodurch weniger Dampf aus der Wärmerückgewinnung genutzt werden kann. Es kann aber z.B. bedingt durch bauliche Rahmenbedingung in manchen Anwendungen trotzdem vorteilhaft sein, die höhere Verdichtung gemäß der zweiten Variante zu wählen. Die Dampfzuführung 2 stellt Dampf auf einem zweiten Druckniveau bereit. Dieses zweite Druckniveau liegt üblicherweise über dem Solldruck, mit dem der Dampf in den Dampfverbraucher 1 eingespeist wird. Die Differenz kann vorteilhafterweise zwischen 0.5 und 2.0 bar betragen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das zweite Druckniveau bei 9 barg liegt, während der Solldruck des Dampfverbrauchers 1 bei 8 barg liegt. In diesem Fall kann vor dem Einlass 1 a in den Dampfverbraucher ein Anheiz- oder Ergänzungsventil 80 vorgesehen sein. Jedoch liegt das benötigte zweite Druckniveau üblicherweise deutlich unter dem ersten Druckniveau, das das Frischdampfnetz 10 der Anlage zur Verfügung stellt. Daher ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Dampfzuführung 2 vom Frischdampfnetz 10 entkoppelt. Diese Entkopplung erfolgt in der Ausführung in Figur 1 mittels eines Ventils 8, beispielsweise eine Regel- oder Drosselventils 8. Die Entkopplung kann aber auch durch andere geeignete Maßnahmen, z.B. durch ein Drosselorgan erfolgen. Wesentlich an der Entkopplung ist, dass in der Dampfzuführung 2 und dem Frischdampfnetz 10 der Druck unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Dabei ist in der Regel das zweite Druckniveau der Dampfzuführung 2 deutlich niedriger als das erste Druckniveau des Frischdampfnetzes 10.

Aus dem ersten Separator S1 wird mittels einer Kondensatzrückführleitung 3 das Kondensat abgeführt. Ein Teil davon wird zurück zum Dampferzeuger 99 geleitet. Ein Teil davon kann aber dazu verwendet werden, um unter Zuhilfenahme eines Wärmetauschers 5 Dampf daraus zu erzeugen. Wenn eine große Menge Kondensats nicht an den Dampferzeuger 99 zurückgeführt, sondern direkt wieder verdampft werden kann, erhöht sich die Wirtschaftlichkeit des Prozesses erheblich. In der in Figur 1 gezeigten Ausführung wird hierfür der Kondensatrückführleitung 3 Kondensat entnommen, und mittels einer ersten Druckstufe 4 auf ein drittes Druckniveau gebracht. Dieses dritte Druckniveau kann beispielsweise um 4 bis 15 bar über dem zweiten Druckniveau liegen, vorteilhafterweise um etwa 7.1 bis 9.5 bar über dem zweiten Druckniveau. Die Absolutwerte des dritten Druckniveaus können in vorteilhaften Ausführungen zwischen 6 barg und 25 barg liegen, insbesondere zwischen 7 barg und 23 barg. Jedoch können im Einzelfall die Werte des dritten Druckniveaus hiervon auch abweichen. In einem Wärmetauscher 5 wird das Kondensat auf dem dritten Druckniveau weiter erhitzt. Hierbei kann der Wärmetauscher 5 beispielsweise mit der Abluft des Yankeezylinders 1 betrieben werden Jedoch ist es erfindungsgemäß möglich, alle Arten von heißer Abluft zu verwenden, die im Umfeld der Herstellung oder Verarbeitung der Faserstoffbahn anfallen. Die können z.B. Abluft aus der Strichtrocknung, Gasturbinenabluft oder andere sein. Aus dem erhitzten Kondensat wird in der in Figur 1 gezeigten Ausführung mittels eines Drosselorgans 9 Dampf erzeugt. Aus einem zweiten Separator S2 wird der Dampf über eine Rückspeiseleitung 6 in die Dampfzuführung 2 eingeleitet. Der eingespeiste Dampf wird dabei im Wesentlichen mit dem zweiten Druckniveau eingespeist. Hier zeigt sich noch einmal ein Vorteil der Erfindung. Durch die Entkopplung von Dampfzuführung 2 und Frischdampfnetz 10 muss der eingespeiste Dampf nicht auf dem hohen (ersten) Druckniveau erzeugt werden, das für den Treibdampf benötigt wird, sondern kann auf dem (niedrigeren) zweiten Druckniveau erzeugt werden, welches üblicherweise rund 1 bar über dem Solldruck des Dampfverbrauchers liegt. Das im zweiten Separator S2 anfallende Kondensat kann, wie in Figur 1 beispielhaft gezeigt, mittels einer zweiten Druckstufe 1 1 wieder auf das dritte Druckniveau gebracht, und dem Wärmetauscher 5 zugeführt werden.

Wie in der Figur 1 gezeigt kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das der Kondensatrückführleitung 3 entnommene Kondensat, welches mittels der Drucksteigerungseinrichtung 4 -üblicherweise einer Pumpe- auf das dritte Druckniveau gebracht ist, sowie das dem Separator S2 entnommene Kondensat vor der Einleitung in den Wärmetauscher 5 zusammengeführt werden. Die Zusammenführung 15 kann vorteilhafterweise vor dem Wärmetauscher 5 erfolgen. Die Zusammenführung 15 erfolgt bevorzugt auf der Druckseite der zweiten Pumpe 1 1 , also nachdem das Kondensat aus dem Separator S2 auf das dritte Druckniveau gebracht worden ist. In dieser sehr vorteilhaften Ausführung befindet sich also zwischen der Zusammenführung 15 und dem Wärmetauscher 5 kein Mittel zur Druckerhöhung des Kondensats. Mittels der in Figur 2 gezeigten, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung, sollen noch einmal die Vorteile der Erfindung deutlich gemacht werden. Die Elemente und Bezeichnungen in Figur 2 sind im Wesentlichen dieselben, wie in Figur 1

Die beiden Vorrichtungen unterscheiden sich insbesondere dadurch, dass in Figur 2 der Treibdampf zur Versorgung des Thermokompressors 7 aus der Dampfzuführung 2 entnommen wird, während der Thermokompressor 7 in der Ausführung in Figur 1 aus dem Frischdampfnetz 10 mit Treibdampf versorgt wird.

Die Konsequenzen, die sich durch dieses Unterschied ergeben, sind vielschichtig, und führen zu einer ganzen Reihe von Vorteilen beim Bau und Betrieb einer derartigen Vorrichtung.

Da bei der Vorrichtung in Figur 2 der Dampf der Dampfzuführung 2 als Treibdampf verwendet wird, kann das zweite Druckniveau der Dampf Zuführung nicht zu niedrig gewählt werden. Häufig kann diese Niveau 15 barg betragen. Bei der Vorrichtung in Figur 1 , die gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt ist, muss das zweite Druckniveau nur etwas über dem Solldruck des Dampfverbrauchers 1 liegen. Werte von 9 barg und niedriger sind hier nicht unüblich.

Um den Dampf aus der Dampferzeugungsvorrichtung über die Rückspeiseleitung 6 in die Dampfzuführung einzuleiten, muss dieser Dampf auf dem zweiten Druckniveau zur Verfügung gestellt werden. Da dieses in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung deutlich unter dem aus dem Stand der Technik bekannte liegt (in obigem Beispiel im 15 - 9 = 6 bar), können die Elemente der Dampferzeugungsvorrichtung, insbesondere auch die Drucksteigerungseinrichtungen 4, 1 1 für viel geringere Drücke ausgelegt werden. Dadurch reduzieren sich die Anschaffungskosten für die Dampferzeugungsvorrichtung signifikant. Zudem sinken auch die Betriebskosten, da nur wesentlich geringere Drücke erzeugt werden müssen.

In der folgenden Tabelle sind typische Druckniveaus der beiden Lösungen noch einmal gegenübergestellt:

Figur 1 Figur 2 (Std. d. Technik)

1 . Druckniveau 18 barg 18 barg 2. Druckniveau 9 barg 15 barg

3. Druckniveau 18.2 barg 25 barg

Solldruck 8 barg 8 barg

Die in Figur 3 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung aus Figur 1 dadurch, dass in der Kondensatrückführleitung 3 eine geeignete Drucksteigerungseinrichtung 21 , z.B. in Form einer Pumpe vorgesehen ist. Mittels dieser Drucksteigerungseinrichtung 21 wird das aus dem Separator S1 entnommene Kondensat auf ein höheres Druckniveau gehoben, und zwar bevor es der Kondensatrückführleitung 3 entnommen, und mittels der ersten Druckstufe 4 auf ein drittes Druckniveau gebracht wird. Eine derartige Pumpe 21 ist ohnehin vorteilhaft, um das Kondensat zum Dampferzeuger zu fördern. Durch eine Entnahme des Kondensats nach dieser Pumpe 21 auf einem bereits erhöhten Druckniveau sind in der ersten Druckstufe 4 einfacher auch höhre Drücke im dritten Druckniveau realisierbar.

Weiterhin ist in Figur 3 noch ein Niveauregelventil 81 vorgesehen, welches in der Kondensatrückführleitung 3 nach der Entnahme des Kondensats angeordnet ist.