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5/11/2018 BSS08E Vapor - slidepdf.com

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Sistemas de Vapor



SISTEMAS DE VAPOR BAVIERA

1.- INTRODUCCIÓN

El sistema BAVIERA de vapor para corrugadoras optimiza simultáneamente laeficiencia energética, la transferencia térmica y la flexibilidad de producción.

Los condensados se recuperan a presión y alta temperatura y se bombeandirectamente a la caldera, logrando de esta manera la optimización de laeficiencia energética (ahorro de combustible y agua).

Las temperaturas de toda la corrugadora se controlan libremente, consiguiendode esta manera la necesaria flexibilidad de producción (mejora en la calidadde producción y disminución de desperdicio). Esta flexibilidad es

especialmente importante en la fabricación con papeles ligeros y reciclados(dificultad para la penetración de la cola require una regulación de presioninversa en las mesas)

Varios controles garantizan el correcto drenaje del condensados en cualquier circunstancia, asegurando con ello una transferencia térmica óptima.

Debido a su concepción y al tipo de componentes utilizados (Espirales,Trampas híbridas, bomba de condensados, etc…) el Sistema BAVIERA devapor es un sistema bajo en mantenimiento con una larga vida media.

2.- TRANSFERENCIA TÉRMICA

El sistema de vapor BAVIERA suministra vapor directo a toda la corrugadora.

Una Espiral o una Trampa Hibrida individual en cada cilindro o planchaoptimiza la transferencia térmica.

2.1.- Mesas. Espirales

Las espirales son purgadores de vapor robustos, construidos en aceroinoxidable, sin ninguna parte móvil y por lo tanto sin necesidad demantenimiento y con larga vida media.

En las siguientes secciones encontrarán una descripción detallada delfuncionamiento de la Espiral BAVIERA.

2.2.- Cuerpos ondulares y precalentadores. Trampas Híbridas

Las Trampas Híbridas son el resultado de la combinación de un purgador debola flotante libre con una Espiral BAVIERA. Las Trampas Hibrídas tienen dosvías de circulación:

− Condensado: purgador de bola libre− Vapor: espiral BAVIERA



La combinación del purgador de bola libre y de la espiral da lugar a unpurgador de elevada eficiencia energética, transferencia térmica óptima, bajomantenimiento y larga vida media.

3.- APROVECHAMIENTO ENERGETICO. AHORRO DE COMBUSTIBLE

Los sistemas BAVIERA de vapor son circuitos cerrados donde loscondensados se recuperan a alta presión y temperatura, logrando ahorros deenergía que rondan el 20% del consumo de combustible (frente a sistemasabiertos).

3.1.- Recuperación de condensados a presión. CRU

Los sistemas BAVIERA de vapor incluyen una unidad de Recuperación deCondensados (CRU) que recupera los condensados a alta temperatura ypresión y alimenta directamente a la caldera sin pérdida de energía a laatmósfera.

Este equipo es directamente responsable del ahorro de combustible y agua. Elequipo CRU se situa normalmente en la sala de calderas.

En las secciones siguientes se incluye una descripción más detallada delequipo CRU y su funcionalidad.

3.2.- Recuperación de condensados de Mesas. SPP

Para compatibilizar la libre regulación de la mesas (y, eventualmente, los singlefacers) con la recuperación de condensados a presión en circuito cerrado lossistemas BAVIERA de vapor incluyen bombas de vapor electroneumáticas(SPP).

Estas bombas de vapor usan vapor vivo para bombear los condensados desdelas mesas o el single facer hasta el equipo de recuperación de condensadosCRU.

Más adelante se incluye una descripción más detallada del equipo SPP y sufuncionalidad.

4.- FLEXIBILIDAD

Los Sistemas de Vapor BAVIERA proporcionan una flexibilidad total a lacorrugadora, permitiendo la libre regulacion de presiones sin pérdidas deenergía y agua hacia la atmosfera.

La flexibilidad es especialmente importante en las mesas, debido a lasdificultades que presenta la cola para penetrar del liner cuando se trabaja conpapeles ligeros y reciclados. Esta flexibilidad también puede ser importantepara los cuerpos de ondular, sobretodo con papeles ligeros y flautas pequeñas.



EQUIPO BAVIERA DE RECUPERACIÓN DE CONDENSADOS. CRU 2006

La optimización del rendimiento energético de los sistemas de vapor paracorrugadoras exige la recuperación de condensados a presión con reinyección

a caldera a alta temperatura.Como los condensados de todos los cilindros y planchas de una corrugadorase purgan a temperaturas muy elevadas, la recuperación a presión de estoscondensados evitando su despresurización y su correspondiente enfriamiento(con producción de vapor flash) es la mejor opción para optimizar elrendimiento energético y maximizar el ahorro de combustible.

El equipo Baviera de recuperación de condensados a presión en circuitocerrado está diseñado basado en una experiencia de más de 25 años en estecampo. Es un sistema que logra la optimización del rendimiento energético,

simultáneamente a la optimización de la transferencia térmica en lacorrugadora ya que dispone de controles y automatismos, adecuados paracompatibilizarlas.

Además, debido a la experiencia durante muchos años en este tipo desistemas, los componentes que constituyen el equipo son todos ellos robustosy libres de mantenimiento.

El sistema Baviera de recuperación de condensados está ubicado en sala decaldera. Dispone de un tanque vertical timbrado a 18 bar, donde loscondensados se recuperan a presión y, más concretamente, se recuperan a

una presión de 8 bar, a una temperatura de unos 175ºC.

Por la parte inferior del tanque, la bomba KSB alimenta directamente la calderacon condensados a la temperatura arriba indicada.

Aunque la bomba trabaja con condensados a muy elevada temperatura, susello mecánico que se encuentra alejado de la hidráulica y refrigerado por aletas trabaja a 50º C, por lo que las condiciones de trabajo del sello mecánicoson excelentes y, de hecho, se trata de una bomba libre de mantenimiento ycon una larga vida media.

El sistema tiene los siguientes controles:

- Control de nivel: Control de nivel 4-20mA que actúa sobre la válvulaautomática M. La válvula M es una válvula que se encuentra enimpulsión de la bomba, controlada por el nivel de condensados en eltanque de condensados a presión y eventualmente también por nivel decaldera si puede darnos señales de ello.

La bomba KSB funciona de forma continua y la válvula M regula laalimentación a caldera.



- Control de presión diferencial: Existe un control electrónico y digital de la

presión diferencial, donde se puede comprobar y controlar la presióndiferencial de la instalación (presión de suministro de vapor principal –presión de recuperación de condensados).

El control de la presión diferencial actúa sobre la válvula automática L,garantizando que en cualquier situación la presión diferencial de lainstalación sea siempre superior al set point que normalmente estáestablecido en 5 bar. Ésta es la condición para la compatibilidad plenaentre la plena optimización de la transferencia térmica de la corrugadoray la optimización de la transferencia térmica de toda la instalación.

- Control de la temperatura de condensados: Se trata de un controlador de la temperatura de condensados electrónico y digital, donde se puedecomprobar la temperatura de condensados. Es importante durante losarranques y los paros, cuando actúa sobre la válvula L, abriéndola

cuando la temperatura de condensados está por debajo de 130º C. Estafunción tiene lugar durante los arranques, aumentando ladesgasificación del sistema y la velocidad de calentamiento de lacorrugadora. Por las mañanas durante los arranques, cuando abre laválvula L por el control de la temperatura de condensados, permite queel aire que se ha acumulado durante la noche salga rápidamente haciael tanque. El aire y el condensado frío tiene una rápida salida con estesistema.

- Reciclaje del vapor de baja presión: Si hay servicios de vapor de bajapresión (duchas, calentamiento de aire, etc.), la válvula automática T del

CRU suministra vapor procedente de la recuperación de condensadospara estos servicios.



PURGADOR HÍBRIDO

El purgador híbrido es una combinación entre un purgador de bola libre y unaespiral Baviera. Se trata, por tanto, de un purgador de dos vías: la bola libreregula una purga continua de todo el condensado líquido tal como se va

produciendo. Complementariamente, la espiral Baviera regula el vapor debarrido deseado para optimizar la transferencia térmica.

Los cilindros en los cuerpos onduladores (single facers) giran a velocidad demáquina, de modo que el condensado en su interior está sujeto a una posiblecentrifugación. Además, los sifones o pipas internas de extracción decondensado, por bien posicionados que se encuentren, están en cualquier casosujetos a pequeños movimientos vibratorios que los desposicionanconstantemente. Este desposicionamiento de sifones hace que el sifón estéconstantemente aspirando condensado y vapor conjuntamente, por lo que una

purga convencional exclusiva de condensados produce un bloqueo de vapor yel consiguiente crecimiento del espesor del anillo liquido de condensadoscentrifugado. Este crecimiento del anillo liquido de condensados tiene elespesor necesario para que los movimientos vibratorios del sifón estén siemprebajo de la capa de agua y es la causa de la baja transferencia térmica.

El vapor de barrido que controla la espiral del purgador híbrido eliminacontinuamente estos “paquetes” de vapor que capta el sifón debido a susvibraciones, evitando el crecimiento del anillo liquido de condensadocentrifugado y optimizando con ello la transferencia térmica, o sea el buencalentamiento de cilindros. La espiral de los purgadores híbridos regula un

vapor de barrido del orden del 5% del consumo para cada cilindro.

(Entre bridas)



(Roscado)



BOMBAS DE VAPOR

El empleo de bombas de vapor para la recuperación de condensados en lassecciones de mesas compatibiliza la recuperación de condensados en circuito

cerrado con la libertad total de regulación de cualquier presión en cada una delas secciones de mesas.

El funcionamiento de la bomba de vapor electro-neumática es muy sencillo:cada bomba de vapor electro-neumática consta de un tanque de condensadoscon control de nivel y con dos válvulas antirretorno en la entrada y dos válvulasantirretorno en la salida, como podrá apreciar en el plano.

Cuando el controlador de nivel detecta que el tanque de condensados haalcanzado su nivel máximo se abre automáticamente la válvula de inyección(VI) que empuja directamente el condensado con vapor hacia la salida a través

de las dos válvulas antirretorno y finalmente a la línea de condensados de altapresión. Este ciclo de inyección dura entre 5 a 10 segundos y el ciclo dellenado que viene a continuación dura entre 3 a 7 minutos (dependiendo de sies primera, segunda o tercera sección y la presión regulada, velocidad defabricación y otros parámetros).

Inmediatamente después del ciclo de inyección (que dura 10 segundos) elrecipiente o tanque se vacía completamente y la válvula de descompresión(VD) abre durante 2 segundos para descomprimir el tanque y volver a iniciar elciclo de llenado del tanque con condensados procedentes de sucorrespondiente sección de mesas calientes.

Existe además una espiral de desgasificación (espiral nº 25) que deja salir elaire y resto de gases incondensables continuamente.

El sistema de recuperación de condensados con bomba de vapor electro-neumática funciona por tanto con los siguientes ciclos:

- Llenado de 2 a 7 minutos- Inyección de 5 a 10 segundos- Descompresión 2 segundos

- y vuelta a comenzar un ciclo de llenado

El equipo dispone de una válvula denominada VE cuya única misión consisteen desviar los condensados de las mesas hacia el retorno de condensadosatmosférico por las noches, cuando cierran el vapor a la corrugadora o por lasmañanas en los arranques, cuando todavía no se ha alcanzado una presiónumbral en el suministro de vapor.

Todo el proceso está controlado eléctrica y digitalmente y a través de un PLC.Los materiales que se utilizan (válvulas antirretorno, VI, VD, espirales...) sontodos ellos materiales de gran calidad y libres de mantenimiento, por lo que un

sistema aparentemente complejo – pues consiste en disponer de variosequipos de recuperación de condensados – en realidad es un equipo que norequiere ninguna tarea de mantenimiento ni tiene desgaste con el paso de losaños.



BOMBA DE VAPOR PARA SINGLE FACER

Con papeles ligeros y particularmente en ondas muy pequeñas se haceconveniente o incluso necesario la regulación de presión en los cuerpos

onduladores.

El empleo de bombas de vapor para la recuperación de condensados en loscuerpos onduladores compatibiliza la recuperación de condensados a presiónen circuito cerrado con la libertad de regulación de cualquier presión en loscuerpos onduladores.

El funcionamiento de la bomba de vapor electro-neumática es muy sencillo: Labomba de vapor electro-neumática consta de dos tanques (tanque deaspiración y tanque de inyección) con control de nivel y con dos válvulasantirretorno en la entrada y dos válvulas antirretorno en la salida, como se

aprecia en el plano.

Cuando el controlador de nivel detecta que el tanque de inyección haalcanzado su nivel máximo se abre automáticamente la válvula de inyección(VI) que empuja directamente el condensado con vapor hacia la salida a travésde las dos válvulas antirretorno y finalmente a la línea de condensados de altapresión.

Inmediatamente después del ciclo de inyección (que dura 10 segundos) eltanque de inyección se vacía completamente y la válvula de descompresión(VD) abre durante 3 segundos para descomprimir el tanque y volver a iniciar elciclo de llenado del tanque de inyección con condensados procedentes deltanque de aspiración.

Existe además una espiral de desgasificación en cada tanque que deja salir elaire y resto de gases incondensables continuamente.

El sistema de recuperación de condensados con bomba de vapor electro-neumática funciona por tanto con los siguientes ciclos:

- Llenado de 2 a 7 minutos

- Inyección de 5 a 10 segundos- Descompresión 3 segundos- y vuelta a comenzar un ciclo de llenado

El equipo dispone de una válvula denominada VE cuya única misión consisteen desviar los condensados del cuerpo ondulador hacia el retorno decondensados atmosférico por las noches, cuando cierran el vapor a lacorrugadora o por las mañanas en los arranques, cuando todavía no se haalcanzado una presión umbral en el suministro de vapor.



La bomba de vapor para single facer dispone de control activo de presióndiferencial entre la presión en el cuerpo de ondular y la presión en el tanque deaspiración. El control de presión diferencial actua eventualmente sobre laválvula VD en caso de que la presión diferencial esté por debajo del set point.

Todo el proceso está controlado eléctrica y digitalmente y a través de un PLC.Los materiales que se utilizan (válvulas antirretorno, VI, VD, transmisor depresión diferencial, espirales...) son todos ellos materiales de gran calidad ybajo mantenimiento.



BOMBA DE VAPOR PARA SINGLE FACER



SECCIÓN CERO

Recientemente han aparecido papeles de muy buena calidad, papeles ligeros yde alta densidad, que son muy sensibles al calor al tiempo que son tambiénmuy buenos transmisores de calor y crean con facilidad la prescristalización dela cola en las mesas: Estos papeles transmiten con tanta eficiencia el calor a lacola que ésta precristaliza al principio de las mesas, antes de llegar a lacubierta.

- Sección cero: La sección cero está formada por el precalentador de entrada amesas y las dos primeras planchas de la primera sección de mesas. Estasección cero se independiza y forma así la cuarta sección de mesas y, comoésta se encuentra ubicada justo antes de la primera sección de mesas, pasa a

denominarse “sección cero”La gran ventaja que proporciona esta sección cero es que el problema deprescristalización de la cola que hemos descrito anteriormente se soluciona siregulamos muy baja su presión (a 1 bar y siempre por debajo de 2 bar).

Además, únicamente “se sacrifican” dos planchas de la primera sección demesas y, por ello, la mesa continúa con suficiente capacidad de transferenciatérmica.

Este esquema muestra la creación de la sección cero a partir de una mesaconvencional con tres secciones de mesas.



HEAT TRANSFER PROCESS CONTROL

Work with recycled and light papers, very sensitive to heat, makes almostnecessary a close control of temperatures in the corrugating process in order to

achieve optimization of all production qualities.

Moreover, paper overheating must be avoided, for economy and qualityreasons. This is possible through an active temperature control system, such asthe following described:

A central processing unit monitorizes and controls the main temperatures of thecorrugating process, measured through infrared transmitters, and shows themthrough local and remote screens. The systems keeps critical temperaturesalong the corrugating process in their set point, acting on the rolls’ wraps andregulating pressures (when wrap control isn’t possible or enough).

Recipes can be stored in the system in order to automatically reproduce certainproduction conditions, by simply loading a production program from the system.Historical graphs are stored in order to keep close control of productiontemperature parameters. All the system is controlled from the control cabin andfrom the local screens. The system is prepared to allow remote upgrades of thesystem’s software through remote connections.

Please find below an orientation list showing some papers’ best productiontemperatures, and a second screen showing the points of the corrugatingpressure where temperatures are measured and controlled. For further

information, please contact us on [email protected] or +34 96 155 37 48.



(Temperatures measurement, pressure controls & wrap controls along the corrugator)

(Temperature measurements, pressure controls & wraps controls in Single Facer) (Some

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