SYSTEMES A VAPEUR

SYSTEMES A VAPEUR BAVIERA 1.- INTRODUCTION. Le système à vapeur de BAVIERA pour onduleuses proportionne en même temps l’optimisation de l’efficacité énergétique, le transfert thermique et la flexibilité de la production. Les condensats sont ramassés sous haute pression et température et pompés ensuite directement à la chaudière, en obtenant de cette façon l’optimisation de l’efficacité énergétique (économie de combustible et d’eau). Les températures dans toute l’onduleuse peuvent être contrôlées librement, en obtenant ainsi la nécessaire flexibilité de la production (amélioration de la qualité de production et diminution des déchets). Cette flexibilité est spécialement importante pour la fabrication des papiers à faible grammage et recyclés (difficulté de pénétration de la colle requérant la régulation inverse de la pression des tables chauffantes). Il y a plusieurs contrôles qui assurent le correct drainage des condensats dans n’importe quelle circonstance, garantissant le transfert thermique optimal. Par sa propre conception et par les composants qu’on utilise (spirales, purgeurs hybrides, pompes de condensats, etc…) le système à vapeur BAVIERA est un système pratiquement exempt de maintenance. 2.- TRANSFERT THERMIQUE Le système à vapeur de BAVIERA alimente directement en vapeur toute l’onduleuse. Un purgeur hybride ou une Spirale individuelle pour chaque cylindre ou plaque optimisera le transfert thermique. 2.1.- Tables chauffantes. Spirales Les spirales sont des purgeurs à vapeur très robustes, construites en acier inoxydable, sans aucune partie mobile et donc sans besoin de maintenance et de longue durée. Veuillez trouver dans les sections en bas une complète description du fonctionnement de la Spirale BAVIERA. 2.2.- Simples faces et préchauffeurs. Purgeurs hybrides Le purgeur hybride est une combinaison entre un purgeur à boule libre et une spirale BAVIERA. Le purgeur hybride a deux voies de circulation :

- Condensat : purgeur à boule libre - Vapeur : spirale BAVIERA

Cette combinaison du purgeur à boule libre et spirale est à l’origine d’un purgeur à haute efficacité énergétique, transfert thermique optimal, bas maintenance et à longue vie moyenne. 3.- RENDEMENT ENERGETIQUE. ECONOMIE DE COMBUSTIBLE Les Systèmes vapeur BAVIERA sont circuits fermés où les condensats sont ramassés sous haute pression et température, en obtenant ainsi une économie d’énergie d’environ le 20% de la consommation de combustible (par rapport aux systèmes ouverts). 3.1.- Récupération de condensats sous pression. CRU Les Systèmes à vapeur BAVIERA sont pourvus d’une unité de récupération des condensats (CRU) qui ramasse les condensats sous haute température et pression et alimente directement à la chaudière sans perte d’énergie à l’atmosphère. Cette équipement est responsable directe de l’économie de combustible et eau. D’habitude l’équipement CRU se trouve dans la salle de chaudières. Dans les sections suivantes l’on inclut une description plus détaillée de l’équipement CRU et son fonctionnalité. 3.2.- Récupération des condensats des Tables Chauffantes. SPP Pour comptabiliser la libre régulation des tables (et éventuellement, les simples faces) avec la récupération des condensats sous pression en circuit fermé les systèmes à vapeur BAVIERA comprennent les pompes à vapeur électropneumatiques (SPP) : Ces pompes à vapeur utilisent de la vapeur vivante pour le pompage des condensats depuis les tables ou la simple face jusqu’à l’équipement de récupération de condensats CRU. Veuillez trouver plus bas une description détaillée de l’équipement SPP et son fonctionnalité. 4.- FLEXIBILITE Les Systèmes à vapeur BAVIERA proportionnent à l’onduleuse une flexibilité totale, tout en permettant la libre régulation des pressions sans pertes d’énergie et eau à l’atmosphère. La flexibilité est particulièrement importante sur les tables chauffantes à cause des difficultés de pénétration de la colle dans le liner lorsqu’on travaille avec des papiers légers et recyclés. Cette flexibilité pourrait aussi devenir très importante pour les simples faces, surtout pour les papiers à faible grammage et petites flutes.

ÉQUIPEMENT BAVIERA DE RECUPERATION DE CONDENSATS. CRU

L’amélioration du profit énergétique des systèmes de vapeur pour onduleuses exige la récupération des condensats sous pression avec re-injection à la chaudière à haute température. Comme les condensats de tous les cylindres et plaques d’une onduleuse sont purgés à températures très hautes, la récupération sous pression de ces condensats en évitant leur dépressurisation et leur refroidissement (avec production de vapeur flash) devient la meilleure option pour améliorer le profit énergétique et maximiser l’épargne de combustible. L’équipement Baviera de récupération des condensats sous pression en circuit fermé est conçu à partir d’une expérience de plus de 25 ans dans ce domaine. C’est un système qui permet d’optimiser le profit énergétique en même temps que l’optimisation du transfert thermique dans l’onduleuse parce qu’il dispose de contrôles et d’automatismes appropriés. En plus, fort d’une longue expérience dans ce domaine, les composants qui constituent l’équipement sont tous robustes et sans maintenance. Le système Baviera de récupération des condensats est placé dans le local de la chaudière. Il se compose un ballon vertical timbré à 18 bar, où les condensats sont récupérés à une pression de 8 bar, à une température de 175ºC. Par la partie inférieure du ballon, une pompe KSB alimente directement la chaudière avec les condensats à la température indiquée au-dessus. Bien que la pompe travaille avec des condensats à une température très haute, sa garniture mécanique, qui est placée loin de l’hydraulique et refroidie par air, travaille à 50º C, les conditions de travail de la garniture mécanique sont excellentes et, c’est une pompe sans maintenance et avec une longue durée de vie. Le système est équipé des contrôles suivants :

- Contrôle de niveau: Contrôle de niveau 4-20mA qui agit sur la vanne automatique M. La vanne M est une vanne qui se trouve en impulsion de la pompe, contrôlée par le niveau de condensats dans le ballon de condensats sous pression et éventuellement aussi par le niveau de la chaudière si elle peut nous donner des signaux. La pompe KSB fonctionne d’une façon continue et la vanne M régule l’alimentation à la chaudière.

- Contrôle de pression différentielle: Il y a un contrôle électronique et numérique de la pression différentielle où on peut vérifier et contrôler la pression différentielle de l’installation (pression de fourniture de vapeur principale – pression de récupération des condensats). Le contrôle de la pression différentielle agit sur la vanne automatique L, en garantissant que dans n’importe quelle situation la pression

différentielle de l’installation soit toujours supérieure au point de réglage qui sera normalement établit à 5 bar. C’est la condition pour la compatibilité entre la pleine optimisation du transfert thermique de l’onduleuse et l’optimisation du transfert thermique de toute l’installation.

- Contrôle de la température des condensats: Il s’agit d’un contrôleur de la température des condensats électronique et numérique, où on peut vérifier la température des condensats. C’est important pendant les démarrages et les arrêts, quand il agit sur la vanne L, en l’ouvrant quand la température des condensats est au-dessus de 130º C. Cette fonction a lieu pendant les arrêts, en augmentant le dégagement du système et la vitesse de chauffage de l’onduleuse. Le matin pendant les démarrages, quand la vanne L s’ouvre par le contrôle de la température de condensats, elle laisse l’air qui a été accumulé pendant la nuit sortir rapidement. L’air et les condensats froids ont une sortie rapide avec ce système.

- Recyclage de la vapeur de basse pression: S’il y a des services de

vapeur de basse pression (douches, chauffage d’air, etc.), la vanne automatique T du CRU fournit de la vapeur provenant de la récupération des condensats

PURGEUR BAVIERA

(BREVET U.S.A. Nº 5.044.392) Les spirales sont des purgeurs en acier inoxydable très robustes, sans aucun mécanisme ou partie mobile, exempts de maintenance et à une très longue vie moyenne. Les spirales s’installent sur les plaques des tables chauffantes, plus concrètement une spirale individuelle par chaque plaque. Fonctionnement Malgré sa manque de parties mobiles ou mécanismes, la spirale est très flexible (beaucoup plus que les anciens systèmes à orifice). Cette flexibilité est le résultat des différents régimes de circulation de condensat et vapeur qui s’établissent dans l’intérieur de la spirale : régime laminaire et régime turbulent et, en outre, du type biphasé condensat et vapeur. Le positionnement des spirales est très simple parce qu’elles sont de petite taille. Les spirales possèdent une gaine pour la prise de la température, ce qui simplifie le contrôle de la température du drainage et d’un autre côté, la vérification du correct fonctionnement.

(Example of BAVIERA SPIRALS configuration in Double Backer)

PURGEUR HYBRIDE

Un purgeur hybride est une combinaison entre un purgeur à boule libre et une spirale. Il s’agit, pourtant, d’un purgeur hybride à deux voies : la boule libre régule un drainage continu de tous les condensats liquides qui arrivent. En complément, la spirale Baviera régule la vapeur de balayage désirée pour améliorer le transfert thermique. Les cylindres dans les simple-faces tournent à la vitesse de la machine. Les condensats à l’intérieur sont soumis à une centrifugation. En plus, les siphons ou pipes internes d’extraction des condensats, même si elles sont bien situées, sont soumises à de petits mouvements vibratoires qui les déplacent constamment. Ce déplacement du siphon fait que le siphon aspire constamment des condensats et de la vapeur et un drainage conventionnel exclusivement de condensats produit un blocage de vapeur et la conséquente augmentation de l’épaisseur de l’anneau liquide de condensats centrifugés. Ce phénomène est la cause d’un faible transfert thermique. La vapeur de balayage qui contrôle la spirale du purgeur hybride élimine continuellement ces « paquets » de vapeur que capte le siphon dû à ses vibrations, évitant l’augmentation de l’anneau liquide de condensats centrifugés et de cette façon on améliore le transfert thermique, c’est à dire, le bon chauffage des cylindres. La spirale des purgeurs hybrides régule une vapeur de balayage du 5% de chaque cylindre.

(A BRIDES)

(TARAUDÉ)

POMPES DE VAPEUR

L’emploi de pompes de vapeur pour la récupération des condensats dans les tables chauffantes permet la récupération des condensats en circuit fermé avec la liberté totale de régulation de la pression dans chacune des trois tables chauffantes. Le fonctionnement de la pompe à vapeur électro-pneumatique est très facile: chaque pompe à vapeur électro-pneumatique se compose d’un ballon de condensats avec contrôle de niveau, d’une vanne anti-retour à l’entrée et deux vannes anti-retour à la sortie, comme vous pouvez voir sur le plan. Quand le contrôleur de niveau détecte que le ballon de condensats est arrivé à son niveau maximum, la vanne d’injection (VI) s’ouvre automatiquement et elle pousse directement les condensats avec la vapeur vers la sortie à travers des vannes anti-retour et finalement jusqu’à la ligne de condensats de haute pression. Ce cycle d’injection dure de 5 à 10 secondes et le cycle de remplissage qui vient ensuite dure entre 3-7 minutes (cela dépend de la section de tables chauffantes, si c’est la première, deuxième ou troisième et aussi de la pression régulée, de la vitesse de fabrication et d’autres paramètres). Juste après le cycle d’injection (qui dure 10 secondes), le récipient ou ballon se vide complètement et la vanne de décompression (VD) s’ouvre pendant 2 secondes pour décompresser le ballon et commencer une autre fois le cycle de remplissage du ballon par les condensats en provenance de leur correspondante section de tables chauffantes. C’est en plus une spirale de dégagement (spirale nº 25) qui laisse sortir continuellement l’air et tous les gazs incondensables. Par conséquent, le système de récupération des condensats avec pompe à vapeur électro-pneumatique fonctionne selon les cycles suivants:

- Remplissage de 2 à 7 minutes - Injection de 5 à 10 secondes - Décompression 2 secondes - et commence une autre fois le cycle de remplissage

Le système a une vanne appelée VE, dont la mission consiste en dévier les condensats des tables chauffantes vers la récupération des condensats atmosphérique la nuit, quand la fourniture de vapeur à l’onduleuse est fermée, ou le matin, lors des démarrages, quand une pression haute dans la fourniture de vapeur n’est pas encore atteinte. Tout le cycle est contrôlé électriquement et numériquement par un automate. Les composants qui sont utilisés (vannes anti-retour, VI, VD, spirales...) sont tous de qualité et sans maintenance, c’est pourquoi ce système qui peut paraitre complexe – car ce système consiste à avoir plusieurs équipements de récupération des condensats – est vraiment un système qui n’a pas besoin de maintenance et qui ne se détériore pas avec le temps.

POMPE À VAPEUR POUR SIMPLE FACE

Avec des papiers légers et particulièrement avec les micro-cannelures il est fortement recommandé de réguler la pression dans les simples faces. L’emploi de pompes à vapeur pour la récupération des condensats dans les simple-faces permet la récupération des condensats en circuit fermé avec la liberté totale de régulation de toute pression dans chacune des simples faces. Le fonctionnement de la pompe à vapeur électro-pneumatique est très facile: La pompe à vapeur électro-pneumatique se compose de deux réservoirs (réservoir d’aspiration et réservoir d’injection) avec contrôle de niveau et deux vannes anti-retour à l’entrée et deux vannes anti-retour à la sortie, comme vous pouvez voir dans le plan. Quand le contrôleur de niveau détecte que le réservoir d’injection est arrivé à son niveau maximum, la vanne d’injection (VI) s’ouvre automatiquement et elle pousse directement le condensat avec de la vapeur vers la sortie à travers les deux vannes anti-retour et finalement jusqu’à la ligne de condensats à haute pression. Juste après le cycle d’injection (qui dure 10 secondes), le réservoir d’injection se vide complètement et la vanne de décompression (VD) s’ouvre pendant 3 secondes pour décompresser le réservoir et commencer un nouveau cycle de remplissage du réservoir d’injection avec condensats en provenance du réservoir d’aspiration. C’est en plus une spirale de dégagement dans chaque réservoir qui laisse sortir continuellement l’air et tous les gazes incondensables. Par conséquent, le système de récupération des condensats avec pompe à vapeur électro-pneumatique fonctionne avec les cycles suivants:

- Remplissage de 2 à 7 minutes - Injection de 5 à 10 secondes - Décompression 3 secondes - et commence une autre fois le cycle de remplissage

Le système a une vanne appelée VE, dont la mission consiste en dévier les condensats de la simple face vers la récupération des condensats atmosphérique la nuit, quand la fourniture de vapeur à l’onduleuse est fermée, ou le matin, lors des démarrages, quand la machine n’est pas encore montée en pression.

La pompe à vapeur pour simple face a un contrôle actif de la pression différentielle entre la pression dans la simple face et la pression dans le réservoir d’aspiration. Le contrôle de pression différentiel agit éventuellement sur la vanne VD en cas où la pression différentielle serait au-dessous du set point. Tout le cycle est contrôlé électriquement et digitalement par un automate. Les composants qui sont utilisés (vannes anti-retour, VI, VD, transmetteur de pression différentielle, spirales...) sont tous de grande qualité et sans maintenance.

POMPE À VAPEUR POUR SIMPLE FACE

SECTION ZÉRO Récemment des papiers d’une très bonne qualité sont apparus, papiers légers et de haute densité qui sont très sensibles à la chaleur et aussi très bons conducteurs de chaleur et qui génèrent facilement la pré-cristallisation de la colle à la double-face : Ces papiers transmettent la chaleur à la colle si efficacement qu’elle pré-cristallise au début de la double-face, avant de pénétrer la couverture. - Section zéro: La section zéro est composée par le préchauffeur d’entrée de la double-face et les deux premières plaques de la première section de tables chauffantes. Cette section zéro se sépare et elle constitue alors la quatrième section de tables chauffantes et comme elle se trouve justement avant la première section de tables chauffantes, on l’appelle « section zéro ». L’avantage le plus important de cette section zéro est que le problème de pré-cristallisation de la colle que nous avons expliqué avant se solutionne si on régule une très basse pression (1 bar et toujours au-dessous de 2 bar). En outre, on utilise uniquement deux plaques de la première section de tables chauffantes et alors la double-face conserve une capacité suffisante de transfert thermique. Ce schéma montre la création de la section zéro à partir d’une double-face conventionnelle avec trois sections de tables chauffantes.

CONTRôLE DE LA TEMPERATURE DU PAPIER

Le contrôle actif de la température de tous les papiers sur l’onduleuse est le meilleur outil pour obtenir l’optimisation de la qualité de production, et est presque nécessaire lorsqu’il s’agit de papiers recyclés ou légers, qui sont très sensibles à l’excès de chaleur. Ensuite on montre une table des températures optimales de quelques papiers et des écrans qui montrent où sont prises les températures et comment on fait pour les optimiser. Veuillez trouver plus d’informations dans notre site www.rbaviera.com

SIMPLE-FACES TABLES CHAUFFANTES LINER ºC LINER ºC KRAFT / TEST 75º - 80º WHITE LINER 60º - 65ºINTERLINER / EXTERLINER 75º - 80º WHITE TEST 60º - 65ºMEDIUM LINER 75º - 80º WHITE KRAFT 60º - 65ºMore than 170 gr/m2 80º - 85º LINER KRAFT 60º - 65ºFLUTING KRAFT 60º - 65ºSEMI-CHEMICAL 90º - 95º COATED PAPER 55º - 60ºHYDROSAICA 115/130/150 75º - 80º INTERLINER 65º - 75ºHYDROSAICA 175/200 80º - 85º EXTERLINER 65º - 75ºMEDIUM (low weight) 75º - 80º MEDIUM (high weight) 80º - 85º

ONDULEUSE

SIMPLE FACE