阅读说明：本技术 用于浆干燥机的设备和方法 (Apparatus and method for a pulp dryer ) 是由 理查德·索林 于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于浆干燥机的设备和方法,其包括在干燥机的第一端中的入口开口和在干燥机的第二端中的出口开口。干燥机还包括：多个水平叠置的干燥台,其中每个干燥台包括多个干燥组,这些干燥组包括用于干燥和支撑待干燥浆幅材的干燥装置；风扇塔,包括若干叠置风扇；以及在浆干燥机的第一端和第二端的辊塔。装置包括：至少一个压力传感器,其被布置在与多个干燥装置中的一个相连接的固定位置；可选的至少一个温度传感器,其被布置在与多个风扇中的一个相连接的固定位置；以及控制单元,其被布置为与一个或多个传感器在功能上联系并从一个或多个传感器接收测量值。控制单元包括用于基于测量值计算瞬时吹风速度值的装置。(The present invention relates to an apparatus and a method for a pulp dryer, comprising an inlet opening in a first end of the dryer and an outlet opening in a second end of the dryer. The dryer further includes: a plurality of horizontally stacked drying decks, wherein each drying deck comprises a plurality of drying groups comprising drying means for drying and supporting the pulp web to be dried; a fan tower comprising a plurality of stacked fans; and roll towers at the first and second ends of the pulp dryer. The device comprises: at least one pressure sensor disposed in a fixed position in connection with one of the plurality of drying devices; optionally at least one temperature sensor disposed in a fixed position in connection with one of the plurality of fans; and a control unit arranged to be in functional communication with and to receive measurements from the one or more sensors. The control unit comprises means for calculating an instantaneous blowing speed value on the basis of the measured values.)

用于浆干燥机的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于浆干燥机(pulp dryer)的设备(arrangement，装置)和方法。

背景技术

浆在浆干燥机中被干燥，其中通过将浆辐材漂浮在气垫上沿多层路径运送浆辐材，该浆干燥机由包括吹风喷嘴的干燥装置形成。干燥装置布置在多个叠置的(superposed，叠放的)水平干燥台(drying deck，干燥板)中。浆辐材通常通过浆干燥机的第一端(即所谓的湿端)被带入浆干燥机中。然后浆辐材在浆干燥机的最上面的干燥台上被运送到干燥机的第二端。干燥机的端部包括转向辊(turn roll)，该转向辊将浆辐材转向到下一个干燥台。在最后的干燥台之后，浆辐材被带到干燥台下方的冷却台，并且将浆辐材从浆干燥机上移除，通常从浆干燥机的第二端移除。浆干燥机通常具有10个～30个干燥台。从干燥装置吹出的气体通常是热空气，温度为120℃～170℃。当进入浆干燥机时，浆辐材通常具有48％～54％的干固体含量。离开浆干燥机的浆辐材的干固体含量通常为85％～95％，最常见的约为90％。

浆干燥机通常包括多个风扇(fan，风机)，其用于从浆干燥机内部去除湿空气，并且还向干燥装置供应热的气体。多个风扇通常被彼此叠放布置，形成所谓的风扇塔，并且适当数量的风扇塔彼此相距一定距离相邻地布置。诸如热交换器或蒸汽散热器的加热装置被布置成在将湿空气作为干燥空气供应给干燥装置之前对该湿空气进行加热。加热装置被布置在风扇的吸入开口旁边或前面，因此空气通过加热装置被输送到风扇。在加热装置的前面(即，它们的入口侧)，通常布置有过滤网等，以防止灰尘和诸如碎浆、纸、纤维等的碎片进入加热装置并进一步进入风扇中。

浆干燥机具有理论蒸发能力(evaporation capacity)，该理论蒸发能力是在浆干燥机的设计阶段中通过特别使用干燥装置的理论吹风速度和吹风温度来确定的。在浆干燥机的运行过程中，干燥机的蒸发能力下降。蒸发能力下降的一个原因是加热装置的过滤网上聚集了灰尘和其他碎片。这增加了通过过滤器的压降，并减少了供应给干燥装置的空气的体积和速度。对过滤网进行定期清洁，以便保持过滤网的清洁并减少蒸发能力的下降。然而，没有关于真实瞬时蒸发能力的实时信息可用，并且操作员没有收到关于所执行的清洁操作的效果的任何可靠反馈。因此，需要一种设备，该设备将会提供关于浆干燥机的蒸发能力变化和吹风条件变化的实时信息。

发明内容

本发明的一个目的是减少甚至完全消除现有技术中出现的问题。

本发明的一个目的是提供一种能够实时监测浆干燥机的蒸发能力的解决方案。

本发明的另一个目的是提供一种提供关于清洁操作的的需要和/或效果的信息的设备和方法。

本发明的另一个目的是提供一种设备和方法，其提供新的机会来提升和控制清洁程序(routine，惯常程序)，并提高浆干燥机的生产率。

为了实现上述目的，本发明的特征在本文中呈现和描述。

在适用并且即使没有明确表述时，本文中提到的实施例和优点总是涉及根据本发明的设备和方法。

根据本发明的用于浆干燥机的典型设备，其包括：

-在浆干燥机的第一端中用于浆辐材的入口开口，和在浆干燥机的第二端中用于浆辐材的出口开口；

-多个水平叠置的干燥台，其中每个干燥台包括多个干燥组，这些干燥组包括用于干燥和支撑待干燥的浆辐材的多个干燥装置；

-风扇塔，包括多个叠置的风扇，其被布置成向干燥组供应已加热的空气；

-辊塔，在浆干燥机的第一端和第二端中，该辊塔包括多个叠置的平行转向辊，用于将浆辐材从一个干燥台转向到随后的干燥台；

其中，该设备包括：

-至少一个压力传感器，其被布置在与干燥装置之一相连接的固定位置；

-可选地，至少一个温度传感器，其被布置在与向多个干燥装置供应空气的所述多个风扇中的一个相连接的固定位置；

-控制单元，其被布置为与所述一个或多个传感器在功能上(functional，功能性)联系(contact，接触)，并从一个或多个传感器接收测量值，并且该控制单元包括用于基于测量值计算瞬时吹风速度值的装置。

根据本发明的用于监测浆干燥机的典型方法包括：

-通过来自干燥装置的空气吹风来干燥浆干燥机中的浆辐材；

-通过风扇向干燥装置供应已加热的空气；

-测量来自至少一个干燥装置的压力值，并且可选地测量至少一个空气吹风的温度值；

-将测量值传输到控制单元；

-基于测量值计算瞬时吹风速度值。

现在已经令人惊讶地发现，通过将至少一个压力传感器布置在与多个干燥装置中的一个相连接的固定位置，可以获得关于浆干燥机中的吹风速度值的瞬时和相关信息。所测量的压力值可以用来计算瞬时吹风速度值，该瞬时吹风速度值可以用来估计例如过滤网的状况、合适的清洁间隔和/或所执行的清洁操作的效果。此外，可选地，可以将至少一个温度传感器布置在与向多个干燥装置供应空气的多个风扇中的一个相连接的固定位置，这进一步提高了所计算出的值的准确性和通用性(versatility)。所计算出的吹风速度值可用于进一步计算浆干燥机的瞬时蒸发能力，这为优化生产能力和/或生产计划提供了新的可能性。将传感器布置在固定位置，可以在较长的(prolonged)时间段内和实际工艺条件下收集和存储测量值，并将所收集和存储的测量值与所观察到的干燥机清洁度变化和性能变化进行比较。这为将测量值与实际变化相关联提供了新的改进方式。

在本文中，术语“在固定位置”意思是将传感器永久地布置到浆干燥机上。传感器通常被紧固到浆干燥机上，例如固定地安装在干燥装置内部。传感器的位置是固定的。

本发明的设备可以被布置或并入任何浆干燥机中，例如，如本申请的背景部分中所描述的浆干燥机。通常，浆干燥机包括在干燥机的第一端的浆辐材的入口开口和在干燥机的第二端的浆辐材的出口开口。浆干燥机包括多个水平叠置的干燥台和至少一个冷却台。入口开口布置在第一干燥台的水平(level，高度)上，出口开口布置在干燥台下方的冷却台的水平上。辊塔布置在干燥机的第一端和第二端，并且这些辊塔包括多个叠置的平行转向辊，用于将浆辐材从干燥台转向到随后的干燥台。每个干燥台包括多个干燥组，这些干燥组包括用于干燥和支撑待干燥的浆辐材的多个干燥装置。干燥装置通常是细长的干燥喷嘴结构，其横跨浆辐材宽度延伸。干燥装置的吹风表面包括喷嘴开口、喷嘴狭槽(slot)等，通过这些喷嘴开口、喷嘴狭槽等将干燥空气引向待干燥的浆辐材。干燥空气同时也起到辐材的支撑介质的作用。干燥装置具有第一端和第二端，该第一端包括空气供应连接，风扇通过该空气供应连接向干燥装置供应已加热的空气。干燥装置的高度通常从第一端向干燥装置的第二端减小，即因此干燥装置在其纵向上是楔形的。浆干燥机还包括风扇塔，每个风扇塔包括多个叠置的轴流式风扇，这些风扇被布置成向干燥组供应已加热的空气。一个风扇可以向一个或多个干燥组供应热的空气。

根据本发明的设备包括至少一个压力传感器，该压力传感器布置在与多个干燥装置之一相连接的固定位置。这意味着压力传感器能够在浆干燥机运行期间实时测量并提供有关吹风压力的信息。压力测量值被传输到控制单元，在该控制单元处这些压力测量值可被用于计算风扇将空气供应到干燥装置的吹风速度值。如果观察到吹风速度值显著降低，则可以表明与风扇相关联的过滤网被堵塞或变得堵塞。关于瞬时吹风速度和/或其根据时间变化的该信息可用于监测和/或调整过滤网的清洁程序。吹风速度值可进一步用于计算浆干燥机的瞬时蒸发能力。

压力传感器可以固定地布置在干燥装置内的任何适当位置。动态压力通常沿干燥装置的长度减小。因此，压力传感器可以优选固定地布置在干燥装置的与空气供应连接相对的封闭的第二端附近。以这种方式，可以获得相对准确地描述风扇向干燥装置供应空气的压力的测量值。优选地，压力传感器被布置成与属于干燥台的下部干燥组的干燥装置相连接。下部干燥组向位于干燥组上方的浆辐材提供干燥空气。

该设备可以包括位于浆干燥机的不同部件或部分处的2个～15个、优选地3个～12个、更优选地3个～10个压力传感器。优选地，该设备可以包括至少两个压力传感器，其至少布置在一个风扇塔中，优选地布置在最靠近浆干燥机的第一端和/或第二端的两个轴流式风扇塔中。根据一个优选实施例，该设备可以包括至少5个压力传感器，优选地位于不同的干燥台。使用多个压力传感器能够确保更准确地了解浆干燥机状况，干燥机的状况在干燥机的不同部分可能不同。例如，除尘问题通常在浆干燥机的上部部分更加突出，并朝向下部部分减少，这是因为浆辐材在干燥过程中变得干燥和坚硬，从辐材脱落的纤维变少。此外，从干燥机的上部部分去除了充满灰尘的空气。通过在浆干燥机的不同高度仔细布置压力传感器，可以获得浆干燥机状况的新认识(insight)，其可用于适应清洁程序和/或预测蒸发能力的变化。

也可以在同一干燥台上布置至少两个压力传感器。当至少两个传感器固定地布置在同一干燥台上时，可以有效地观察到任何可能的传感器错误。在同一干燥台上，来自不同传感器的测量值通常彼此接近。如果观察到测量值的显著变化，则可能表示传感器错误或浆干燥机状况的异常变化。

该设备还优选地包括至少一个温度传感器，该温度传感器被布置在与向干燥装置供应空气的多个风扇中的一个相连接的固定位置。温度传感器提供与被供应到干燥装置并用于干燥浆幅材的干燥空气的实际温度相关的温度测量值。温度测量值可以用于计算更精确的吹风速度值，因为温度影响压力测量值，这样可以以正确的方式将其考虑在内。温度测量值也为计算浆干燥机的瞬时蒸发能力提供了可能。

优选地，温度传感器位于风扇塔的压力室中，靠近干燥装置的空气供应连接。因此，获得的温度测量值很好地描述了由风扇供应的空气的温度。特别地，当这个温度信息与压力信息相结合时，提供了对浆干燥机内的状况的全新的视角(viewpoint)。

温度传感器可以是例如电阻温度探测器(PRT)、铂电阻温度计(PRT)、热电偶等。

根据本发明的一个实施例，该设备可以包括2个～15个、优选地3个～12个、更优选地3个～10个温度传感器。优选地，该设备包括相同数量的温度传感器和压力传感器。

优选地，温度传感器和压力传感器可以在浆干燥机的相同部件或部分中彼此靠近布置。当压力传感器和温度传感器彼此靠近布置时，它们提供彼此之间的关系更为密切的测量值，并提供改进的计算结果和估计值。根据一个优选实施例，设备包括至少一个压力传感器和至少一个温度传感器，优选地布置成与相同的干燥组相连接。压力传感器不必布置在相同的干燥装置(即相同的干燥喷嘴)中，但压力传感器优选地布置在干燥装置内，优选地布置在干燥装置的封闭的第二端，并且温度传感器被布置为与供应所述干燥装置的风扇相连接。

根据一个优选实施例，压力传感器和温度传感器被布置成与同一干燥装置连接。温度传感器可以固定地布置为与干燥装置的第一端相连接，例如在风扇的压力室中，紧邻干燥装置的空气供应连接，压力传感器可以固定地布置为与同一干燥装置的第二端相连接。

设备可以优选地包括至少两个压力传感器和/或至少两个温度传感器，其固定地布置在不同的干燥台处。这提供了来自浆干燥机的不同部分的相关信息，并可以帮助定位出需要清洁过滤网的部分。可以选择传感器的位置，使得传感器被布置在传统问题已经发生的干燥机部件或部分中。根据一个实施例，至少两个压力传感器和/或温度传感器被布置在一个风扇塔的附近，但是在不同的干燥台处。根据另一个实施例，从入口开口水平(level，高度)看，至少一个压力传感器和/或至少一个温度传感器被布置为与1个～5个干燥台相连接。特别地，该设备可包括至少一个压力传感器和可选地至少一个温度传感器，上述压力传感器和温度传感器可以布置在浆干燥机的入口开口和/或冷却台和/或出口开口附近。优选地，一个压力传感器布置在入口开口附近，一个压力传感器布置在出口开口或冷却台附近。

设备还包括控制单元，该控制单元布置为与压力传感器和可选的温度传感器在功能上联系。控制单元被布置为或构造为从一个或多个传感器接收测量值。控制单元可以被布置为与一个或多个压力传感器和一个或多个可选的温度传感器有线连接。备选地，至少一些传感器可以被布置为与控制单元无线连接。根据一个优选实施例，压力传感器和/或可选的温度传感器被布置为与控制单元无线连接。在一个或多个压力传感器和一个或多个可选的温度传感器被布置为与控制单元无线连接的情况下，传感器包括从传感器向控制单元传输测量值的传输装置。

例如，控制单元可以是浆干燥机的控制和监测系统的单独或不可分离的部件。

根据一个实施例，测量压力测量值和温度测量值，并计算浆干燥机的瞬时蒸发能力值。控制单元可以包括用于基于从一个或多个压力传感器和/或可选的温度传感器接收到的测量值来计算瞬时吹风速度值的数学装置。控制单元还可以包括用于基于压力测量值和可选的温度测量值计算浆干燥机的瞬时蒸发能力的数学装置。瞬时吹风速度值和蒸发能力值的在线计算特别提供了一种新的问题解决工具和生产计划工具，这保证了生产优化的新的可能性。控制单元还可以包括当吹风速度值和/或蒸发能力值低于预定极限值时提供警报的装置。警报引导操作员启动清洁程序和/或将清洁程序的目标定为浆干燥机的某些特定部分。

控制单元可以包括用于存储所测量的测量值、所计算出的吹风速度值和/或干燥能力值的存储单元。各种数学函数以及已知的计算常量和参考值也可以存储在存储单元中。

控制单元还可以包括用于计算蒸发能力预测(值)的数学预测装置。预测装置可以使用存储在存储单元中的测量值和计算值，以及各种数学和统计函数和/或模型来计算蒸发能力预测(值)。根据一个优选实施例，测量值和计算出的吹风速度值和/或蒸发能力值存储在控制单元的存储单元中，并且基于所存储的值计算干燥能力值的预测。

此外，控制单元可以包括将测量值和/或计算值传输到浆厂的中央控制系统的传输装置。控制单元可以构成浆厂的中央控制系统的一部分。备选地，或附加地，控制单元可以将测量值和/或计算值传输到远程的(例如在外部服务提供商处的)外部控制系统。以这种方式，服务提供商可以为将来的服务操作建议时间表，并且操作可以被准确地定时。

设备还可以包括提供有关浆干燥机状况的相关信息的任何附加的传感器。来自附加的传感器的测量值可以用于微调计算出的吹风速度和/或蒸发能力值和/或蒸发能力预测值。该设备可例如包括一个或多个蒸汽压力传感器，其测量在加热装置中使用的蒸汽的压力。该设备还包括附加的温度测量装置，用于在干燥机的入口开口之前测量幅材的温度和/或水分。温度测量装置可以是例如IR传感器。

附图说明

在示意性的非限制性附图中更详细地描述了本发明的一些实施例，其中：

图1示意性地示出了包括根据本发明一个实施例的设备的浆干燥机的侧视图；以及

图2示意性地示出了根据本发明另一个实施例的两个干燥组和一设备的纵向侧视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了包括根据本发明一个实施例的设备的浆干燥机的侧视图。浆干燥机1包括用于浆幅材2的入口开口11和出口开口11'。浆干燥机1包括多个水平叠置的干燥台以及转向辊3、3'、3”，这些转向辊将浆幅材2从第一干燥台转向到随后的干燥台。

每个干燥台包括多个干燥组4，干燥组包括多个干燥装置5、5'。为了清楚起见，仅在图1中的浆干燥机1的左上角描绘了一些干燥组和干燥装置。然而，可以理解，，浆干燥机1的整个内部填充有干燥装置，这些干燥装置被布置在当浆幅材2通过浆干燥机1时位于浆幅材2两侧的干燥组中。

风扇6向干燥组4供应热的空气。图中仅示出了风扇6的一个塔，但是可以理解，浆干燥机包括多个这样的塔，这些塔布置在浆干燥机1的两侧。可以看到，流向风扇6的气流(如箭头A、A所示)被引导通过过滤网7，该过滤网7在气流A、A'进入风扇之前除去气流A、A'中的碎片和灰尘。气流A，A'源自相邻干燥组4'的干燥装置的第二端周围的区域，这些干燥装置的风扇(未示出)位于浆干燥机1的另一侧，在干燥组4'的另一端。

浆干燥机1包括多个压力传感器100的设备。压力传感器100被布置在浆干燥机1的第一端1'和第二端1”附近，一些压力传感器也布置在浆干燥机1的中部。此外，压力传感器100被布置在位于浆幅材2下方的干燥组的干燥装置中。幅材下方的干燥组中的吹风速度和体积减小尤其有害，因为它可能导致支撑不足以及幅材与干燥装置表面之间的接触。这种接触增加了从幅材上松脱的灰尘和纤维，并加剧了蒸发能力的损失。

图2示意性地示出了根据本发明另一实施例的两个干燥组和一设备的纵向侧视图。气流在图2中用箭头A表示。风扇26向包括干燥装置25、25'的两个干燥组24、24'供应空气。浆幅材2的运动方向从图中出来朝向观察者。干燥和支撑浆幅材的空气吹动用黑色小箭头示意性地描绘。图2中的虚线矩形27，27'示出了在一个风扇26处的加热装置的概念位置，即使实际上加热装置在2～3个风扇的区域上延伸。空气围绕干燥组24、24'和其干燥装置25、25'流动，流过过滤网(未示出)和加热装置27'流向另一个风扇(未示出)。

温度传感器101固定地布置在风扇26的供应室20中，靠近连接到干燥装置25的空气供应连接。以这种方式，可获得待供应的空气的精确温度测量值。压力传感器100固定地布置在干燥装置25的封闭的第二端21中。压力传感器100测量干燥装置25内干燥空气的压力测量值。由于压力传感器100的位置，可以在相对静态的环境中进行压力测量，因为不存在从干燥装置的第二端流出的气流。

固定温度传感器101和固定压力传感器100被布置为与控制单元22在功能上联系，该控制单元22包括基于测量值计算瞬时吹风速度值的计算装置。该设备包括传输器23，该传输器被布置成与传感器100、101和控制单元22两者无线或有线联系，用于将测量值从传感器100、101传输到控制单元22。

即使本发明是参照目前看来是最实际和优选的实施例来描述的，但是也应当理解，本发明不应限于上述实施例，而是本发明还旨在涵盖在所附权利要求书范围内的不同修改和等效技术方案。