Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dampfversorgung von technischen Anlagen, insbesondere einer Faserstoffbahnherstellungsmaschine.

In einer Faserstoffbahnherstellungsmaschine wie z.B. einer Papiermaschine wird die Papierbahn aus einer sehr nassen Faserstoffsuspension gebildet, die zunächst über einen Stoffauflauf in eine Siebpartie gelangt, in der ein Großteil des Wassers entfernt wird. Danach wird sie in einer Pressenpartie weiter entwässert, bevor sie einer Trockenpartie zugeführt wird. Eine solche Trockenpartie einer Papiermaschine umfasst typischerweise eine Anzahl von hohlen metallenen Trockenzylindern denen unter Druck stehender Dampf zugeführt wird, um die Umfangsflächen der Zylinder zu erhitzen.

Das zu trocknende Papier wird auf einen Weg geführt, der es mit der Umfangsflä- che jedes Trockenzylinders der Reihe nach in Kontakt bringt. Die der Papierbahn mittels der Trockenzylinder zugeführte Wärme in Form von Dampf erhitzt die Papierbahn und fördert auf diese Weise die Verdunstung des Wassers aus der Papierbahn. Letztendlich soll ein sehr hoher Trockengehalt der Papierbahn erreicht werden. So besitzt die Papierbahn beispielsweise beim Eintritt in die Trockenpartie einen Trockengehalt von 45 Prozent und verlässt die Trockenpartie mit einem Trockengehalt von etwa 92 Prozent bis 98 Prozent. Die der Papierbahn zugeführte Wärmemenge beim Passieren jedes Trockenzylinders ist eine Funktion der Temperatur der Umfangsfläche des entsprechenden Trockenzylinders. Die Temperatur wiederum ist eine Funktion des Dampfdruckes im Trockenzylinder. So ist beispielsweise ein Trockenzylinder mit höherem Dampfdruck heißer als ein Trockenzylinder mit geringerem Dampfdruck. Aber auch an anderen Stellen in der Maschine wird Dampf benötigt der einen entsprechenden Arbeitsdampfdruck aufweist.

Zur Versorgung der Papiermaschine wird Dampf in Dampfkessel erzeugt und zusätzlich Abwärmedampf aus dampferzeugenden Prozessen verwendet. Der Dampf aus beiden Dampfquellen wird gemischt und der Maschine zugeführt.

Damit der in den Dampfkesseln erzeugte Hochdruckdampf als Arbeitsdampf verwendet werden kann, ist es notwendig, diesen zu entspannen. Dies geschieht üblicherweise in einer Turbine mit der ein Generator angetrieben wird.

Das Problem bei diesem Verfahren der Dampfversorgung ist es allerdings, dass der dampferzeugende Prozess eine Limitierung des Dampfarbeitsdruckes bewirkt. Die TMP-Anlage wie auch die Papiermaschine würden einen besseren Wirkungsgrad erzielen, wenn der Arbeitsdruck in der Maschine erhöht werden könnte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und eine Verfahren zur schaffen bei mit der /dem die Dampfversorgung einer technischen Anlage verbessert und energieeffizienter gestaltet werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Insbesondere Faserstoffbahnherstellungsmaschinen, wie z.B. Papiermaschinen verbrauchen bei der Herstellung der Faserstoffbahn sehr große Mengen Wasserdampf um die vielen Dampfverbraucher wie z.B. die Trockenzylinder zu versorgen. Ein Teil des benötigten Dampfes stammt üblicherweise aus Anlagenteilen in dem ein oder mehrere dampferzeugende Prozesse stattfinden wie z.B. in der TMP- Anlage.

Die Dampfversorgung setzt sich somit aus zwei Komponenten zusammen, zum einen aus Dampf aus einer Dampferzeugungsvorrichtung mit ein oder mehreren Dampfkesseln, die den Arbeitsdampf mit einem Dampfdruck von P _D 2 erzeugt, und zum anderen aus Abwärmedampf aus den dampferzeugenden Prozessen, der einen Dampfdruck von P _D i aufweist.

Um den Dampfdruck P _D i aus dem dampferzeugenden Prozess auf den benötigten Anlagen Dampfarbeitsdruck von PDS ZU erhöhen, weißt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Thermokompressor auf.

Mit dem Thermokompressor wird der Abwärmedampf auf das gewünschte Niveau des Dampfarbeitsdruckes PD3 angehoben, so dass die Maschine bei optimalem Dampfdruckniveau arbeiten kann. Damit kann die Leistung der Faserstoffbahnher- stellungsmaschine gesteigert werden, wobei gleichzeitig auch die dampferzeugenden Prozesse mit optimalem Betriebsdruck betrieben werden können.

Der Antrieb des Thermokompressors erfolgt vorzugsweise mittels Hochdruckdampf von der Dampferzeugungsvorrichtung. Der Abwärmedampf wird im Thermokompressor durch den Hochdruckdampf auf einen höheren Dampfdruck von 2,0 - 3,5 bar gebracht. Wobei der Dampfdruck Idealerweise auf 2,3 - 2,7 bar erhöht wird, da die meisten Dampfverbraucher in der Anlage bei 2,3 - 2,7 bar den besten Wirkungsgrad haben.

Zur Regelung des Thermokompressors ist eine Druckregelung vorgesehen, die den Thermokompressor in Bezug auf den gemessenen Dampfdruck P _D i des Abwärmedampfes regelt.

Der Arbeitsdampf aus der Dampferzeugungsvorrichtung und der Dampf aus dem Thermokompressor (4) werden anschließend in eine Dampfleitung zusammengeführt.

Wird Hochdruckdampf zur Anlagenversorgung verwendet, ist vorzugsweise eine Turbine vorgesehen, die den Hochdruckdampf auf den Arbeitsdampfdruck P _D 3 entspannt und dabei einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Bei dem bevorzugten Verfahren zur Dampfversorgung von technischen Anlagen, insbesondere Faserstoffbahnherstellungsmaschinen, wird zur Dampfversorgung eine Dampferzeugungsvorrichtung, die Arbeitsdampf mit einem Dampfdruck von PD3 erzeugt, und mindestens einem dampferzeugenden Prozess, der Abwärmedampf mit einem Dampfdruck von P _D i erzeugt, verwendet. Wobei der Dampfdruck PDI aus den dampferzeugenden Prozessen vor dem zusammenführen mit dem Arbeitsdampf auf den in der Anlage benötigten Dampfversorgungsdruck von P _D 3 erhöht wird.

Dabei wird der Abwärmedampfdruck P _D i aus dem dampferzeugenden Prozess vorzugsweise mittels eines Thermokompressors auf den in der Anlage benötigten Dampfversorgungsdruck von P _D 3 erhöht.

Zudem ist es sehr Vorteilhaft, wenn der Thermokompressor mittels einer Druckregelung geregelt wird, die den Thermokompressor in Bezug zum gemessenen Dampfdruck P _D i regelt.

Mit dem erfindungsgemäßen Dampfversorgungssystem können Druckschwankungen verhindert und Arbeitsdamfdruck auf das gewünschte Niveau angehoben werden.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:

Figur 1 den Aufbau eines Systems entsprechend dem Stand der Technik;

Figur 2 den Aufbau einer ersten Variante eines erfinddungsgemäßen Systems;

Figur 3 den Aufbau einer zweiten Variante eines erfinddungsgemäßen

Systems;

Figur 4 Symbolerklärung gemäß DIN 2481 ; Die Figur 1 zeigt den Aufbau eines Systems zur Versorgung einer Papiermaschine mit Arbeitsdampf entsprechend dem Stand der Technik. Das System umfasst zwei Dampfquellen 2, 5 aus denen ein Gemisch gebildet wird, dass der Papiermaschine als Arbeitsdampf 3 zur Verfügung gestellt wird.

Bei dieser Ausführung kann der Arbeitsdruck maximal den Druck des Abwärmedampfes aufweisen und Abwärmedampfdruckschwankungen können nur schlecht ausgeglichen werden.

Die Figur 2 verdeutlicht den Aufbau einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Systems zur Dampfversorgung einer Papier- oder Faserbahnherstellungsma- schine 1 1 .

Der bei der Faseraufbereitung im der TMP-Anlage anfallende Abwärmedampf 2 wird durch einen Dampftrockner 8 mit einem Wasserabscheider 9 geleitet und dabei entwässert. Der nun trockene Abwärmedampf 2 wird anschließend dem Thermokompressor 4 zugeführt. Im Thermokompressor 4 wird der Druck des Abwärmedampfes 2 mit Hilfe eines Treibmediums derart erhöht, dass der Dampfdruck gleich dem des gewünschten Arbeitsdampfes 3 ist. Als Treibmedium kann z.B. Hochdruckdampf 1 verwendet werden. Es ist aber auch Denkbar, dass Niederdruckdampf verwendet wird, wobei ein entsprechender Dampfdruckunterschied vorhanden sein muss, um den Thermokompressor 4 wirtschaftlich zu betreiben. Zur Regelung des Prozesses ist eine Druckregelung 7 vorgesehen.

Um die benötigten Dampfmengen für die Papiermaschine 1 1 zur Verfügung zur stellen, muss dem Arbeitsdampf 3 aus dem Thermokompressor Frischdampf 5 mit einen Frischdampfdruck P _D 2, der dem Arbeitsdampfdruck P _D 3 entspricht, zugeführt werden.

Zur Regelung der Frischdampfzufuhr ist eine entsprechende Regelung vorgesehen.

Die Figur 3 verdeutlicht den Aufbau einer zweiten Variante eines erfindungsgemäßen Systems zur Dampfversorgung einer Papier- oder Faserbahnherstel- lungsmaschine 1 1 . Im Wesentlichen entspricht dieses System dem in Fig.2 dargestellten und beschriebenen System.

Der Unterschied besteht darin, dass der Frischdampf 6 mit dem Frischdampfdruck PD2 durch das entspannen des Hochdruckdampfes 1 in der Turbine 13 auf das richtige Druckniveau des Arbeitsdampfdruckes PD2 gebracht wird.

Die Figuren 4 sind Symbolerklärungen für sämtliche Zeichnungen von 1 bis 4 gemäß DIN 2481 -Waermekraftanlagen angegeben.

Bezugszeichenliste

1 Hochdruckdampf

2 Abwärmedampf

3 Arbeitsdampf

Thermokompressor

5 Frischdampf

6 Frischdampf aus Turbine

7 Druckreglung

8 Dampftrockner

9 Wasserabscheider

10 Dampfleitung

1 1 Papiermaschine

12 Kondensatabfuhr

13 Turbine

P _D i Abwärmedampfdruck

P _D 2 Frischdampfdruck

P _D 3 Arbeitsdampfdruck

P _D4 Hochdruckdampfdruck