Exemples pratiques illustrant l influence de la porosité à l air et de la tension des toiles de sécherie sur la production de papier.

Transcription

1 Informations pour le papetier Sécherie 4 Technical ssistance, Service and Know-how Exemples pratiques illustrant l influence la porosité à l air et la s toiles sécherie sur la production papier. Exposé Heimbach tenu lors du symposium»support couche et carton«du 31 Mars au 2 vril 1992 à Munich PÜ/TSK-Info/12F Düren, 892 ugust 21 Tirage spécial la publication cet exposé dans le»wochenblatt für Papierfabrikation» brochure

2 Heinen * Exemples pratiques illustrant l influence la porosité à l air et la s toiles sécherie sur la production papier. La situation tendue du marché, la pression sur les prix ainsi que l accroissement du coût l énergie, ont commandé dans une large, le principe d optimisation la sécherie, en fonction l habillage, du trajet (conduite) la feuille, la ventilation la hotte, etc..., au total pour pousser la productivité. Les analyses sur la sécherie faites par les constructeurs, les fournisseurs hottes et les fabricants d habillages, ont contribué à une meilleure connaissance en la matière. Les dispositions prises à cet égard ont contribué souvent à diminuer la consommation vapeur, à améliorer le profil siccité et à mieux adapter les habillages. Dans certains cas cependant, cette recherche à optimiser l outil travail, allait à l encontre l effet souhaité. Les 4 exemples suivants, tirés la pratique, ont pour but mettre en lumière les possibilités en ne perdant pas vue les risques, en vue d une optimisation la sécherie. Exemple pratique 2 La flexion s rouleaux du circuit toile influence le profil d humidité Le premier exemple a montré les résultats positifs possibles en augmentant la s toiles sécherie. Le uxième exemple met le doigt sur les aspects négatifs susceptibles d apparaître lors s exagérées s toiles: Les rouleaux s nouvelles machines mornes sont dimensionnés telle manière que la flexion, avec une toile 5 kn/m environ, est,4 mm par mètre largeur. Sur les machines plus anciennes par contre, les rouleaux sont calculés pour s s moins fortes et ce fait fléchissent plus facilement aux contraintes. Exemple pratique 1 Economie vapeur par augmentation la s toiles On sait que l élévation la s toiles sécherie procure un meilleur transfert d énergie du cylindre à la feuille, ce qui réduit la consommation vapeur ou favorise la capacité production. Sur une machine à papier journal r 45 g/m 2 à 125 m/min, allant d une 1,5 kn/m à 2,2 kn/m appliquée aux toiles, l économie vapeur a été 4t/h. Fig. 1, montre à travers 6 factions production en marche stabilisée, que la consommation moyenne vapeur, après avoir augmenté la s toiles, a régressé 39,2 à 35,15 t/h. Fig. 2: points du groupe sécheur en question points points Les commentaires et illustrations suivantes sont basés sur les valeurs mesurées dans le groupe fig. 2: Flexion minimale s rouleaux à toile optimale... Fig. 1: montre les s consommation vapeur en fonction la s toiles *Dipl. Ing. (FH) lbert Heinen Thomas Josef Heimbach GmbH & Co. Exposé lors du symposium Papier-Carton en 1992 à Munich toile feuille... et un profil égalisé la force prssion la toile sur la feuille Fig. 3: flexion s rouleaux avec une toile adaptée - 3 -

3 - 3 - Lorsqu un rouleau est sollicité par une toile exagérée, il fléchit sous la charge (fig. 3). Les plus fragiles ce point vue sont avant tout les rouleaux groupes inférieurs. La cause est que ces rouleaux fléchissent sous l action la toile, renforcée par leur propre poids. De ce fait, on ne relève pour compte que les s dans la limite s cylindres 6, 8, l et l2. Dans les groupes supérieurs la s toiles s oppose à la masse propre s rouleaux, ce qui minimise leur flexion. Plus gran est la s toiles et donc la force compression la feuille sur le cylindre, meilleure est la transmission la chaleur la surface s cylindres à la feuille. marche biaisée la toile, tels que variations la porosité à l air, ondulations, déformation et danger pour la jonction, à ne pas sous-estimer. La comparaison s forces pression différentielle agissant sur la feuille (fig. 3 et 4) trouve son pendant dans la température surface s cylindres sécheurs, respectivement dans les profils température la feuille (fig. 5 et 6). Température surface du cylindre sécheur à toile optimale... Flexion forte s rouleaux par une toile exagérée... feuille papier... et par là un profil température la feuille égalisé développement développement Fig. 5: température cylindre et feuille à exagérée la toile harmonisée... et par là un profil compression non équilibré la toile sur la feuille Température surface du cylindre sécheur à toile exagérée... Fig. 4: Flexion s rouleaux par une toile trop élevée Ceci est seulement valable dans la pratique au conditionnel. Pour une toile en élévation et en harmonie avec les éléments machine, la flexion s rouleaux est négligeable (fig. 3). Une toile exagérée a pour effet une flexion rouleau trop gran. De ce fait, la compression exercée sur la feuille en raison l irrégularité la toile sur toute la largeur s opère sous une forme arquée en fonction la flexion rouleau (fig. 4). La différence la force compression entre le milieu (axe) du papier et les bords est renforcée par la raiur sens travers la toile. Ce type toile rai n est pas apte à compenser sous l effet la flexion le développement différentiel du milieu machine par rapport aux bords (fig. 4), même en acceptant une certaine avance (centrale) la toile. L idée répandue qu une avance tolérée au centre permet neutraliser les différences toile est contraire à la réalité: Le trajet parcouru (fig. 4) ne sera jamais intique au parcours. La toile sécherie se relâche au milieu. On connait la liste s inconvénients liés à une avance centrale ou une et par là un profil température la feuille non équilibré Fig. 6: température cylindre et feuille à exagérée la toile Le profil arqué (fig. 4) la force pression exercée sur la feuille provoque une altération dans l échange chaleur du couple cylindre-feuille. Il se produit, en raison la plus faible compression au milieu du cylindre une élévation température dans cette zone. Simultanément, la température la feuille est plus faible (fig. 6). Les diagrammes suivants visualisent les valeurs relevées dans le groupe sécheur (fig. 2). Dans ce cas, la absolue la toile est inconnue: la pression agissant sur la la toile est donnée par lecture manométrique à hauteur. Le profil d humidité la feuille est incurvé avec s bords plus secs et un milieu plus humi (fig. 7)

4 - 4 - toile pour une pression 1, bar Cette rangée s est complétée par le constat différences température entre le côté conducteur et le milieu machine. Ont été mesurées les valeurs température s cylindres et la feuille aux trois s toile dont il est question (fig.1). Fig. 7: profil d humidité à correspondant à une pression En complément s s température s cylindres et la feuille côté conducteur (et milieu machine, non produites ici) ont été faites à s pression mano 1,7 et 1, bar température cylindre CC cylindre 1, bar Fig. 8: température cylindre à différentes s toile Les différentes données base relatées plus haut sont documentées par la fig. 8, à savoir que pour une toile moindre, les plus fortes températures s cylindres, 6, 8, 1 et 12, côté conducteur, ont pu être relevées. La différence température entre les s toile pour s pressions s 1,7 et était insignifiante, mais entre 1, et elle était importante. Ce constat prouve qu il existe une limite toile au-là laquelle seule une amélioration insignifiante transfert d énergie du cylindre à la feuille, reste encore possible. La recherche d un systéme idéal synthèse entre la toile, le transfert d énergie et le risque d une flexion rouleau est nécessairement un compromis et man une certaine sensibilité. En déduction la fig. 8, la température la feuille côté conducteur est naturellement plus basse pour une plus faible et plus élevée pour s s toile plus fortes (fig. 9). 9 température la feuille CC + 1, + 7,5 + 5, + 2,5-2,5-5, - 7,5-1, différences température entre CC et milieu machine cylindre Fig. 1: différences température cylindre-feuille entre côté conducteur (CC) et milieu machine Ce résultat illustre clairement que pour s s toile progressives, les écarts température s cylindres et la feuille entre le CC et le milieu, progressent sensiblement. La cause est à rechercher dans la flexion accrue s rouleaux à. Résultat: profils inacceptables. l opposé du profil d humidité courbe pour une élevée (fig. 7), la comparative avec une plus faible (fig.11) confirme nettement l apaisement du profil d humidité transversal. Cet exemple pratique rend plus clair le fait que préalablement à l envie d optimiser la sécherie par élévation la s toiles, il est indispensable d analyser le rapport»utilité/risque«. feuille cylindre toile pour une pression 1, bar Fig. 11: profil d humidité à correspondant à une pression 1, bar selon cylindre 1, bar Fig. 9: température la feuille pour différentes s toile Exemple pratique 3 Progression la production par harmonisation la porosité à l air s toiles sécherie Parmi l offre Service du fournisseur se situent aussi les s d hygrométrie l air dans les différentes poches la sécherie. Ces s sont généralement connues et se passent commentaires. La fig. 12 donne à titre d exemple l humidité absolue en g d eau/kg d air

5 - 5 - g eau/kg air C Le but final recherché, à savoir l accès à une humidité aible et équilibrée dans les poches, a seulement pu être atteint en habillant le groupe du haut d une toile 4 CFM C). près-coup, l humidité absolue tombe en moyenne à 13g d eau/kg d air. Le fait d avoir abaissé l humidité dans les poches, 7g environ au départ à 13g d eau/kg d air, a permis un accroissement d environ 1% la production et en plus, une réduction la consommation spécifique vapeur (la quantité d eau du système d humidification est tombée 4 à 1 l/m h). Exemple pratique 4 Influence la distance s siphons sur la température surface s cylindres. Les s réalisées dans le cadre du Service par les fournisseurs d habillages, à intervalles réguliers, ont montré que dans un groupe sécheur conventionnel, les différences température surface entre la rangée s cylindres du bas et celle du haut étaient croissantes (Fig. 13). Cette différence température grimpait en définitive sur une moyenne 1 C, en date du toile du haut toile du bas Fig. 12: humidité absolue dans le groupe sécheur examiné en fonction s toiles à différentes porosités à l air Dans le but réduire l encrassement, le groupe sécheur (circuit conventionnel) était habillé toiles composées en partie PTFE*. Les valeurs originelles porosité à l air indiquées par le fournisseur étaient 15 CFM, toile supérieure et 2 CFM, toile inférieure. Le relevé s s»«montre que l humidité absolue dans les poches était trop élevée. L on remarque que les poches soumises à la toile supérieure plus nse comportaient une humidité plus gran que les poches, pour lesquelles, la toile inférieure plus ouverte, était dépendante. noter que les s sont réalisées côté conducteur; l image est sans doute différente en milieu machine où le climat est moins favorable. La teneur élevée en humidité avait pour conséquences directes un profil dégradé et une perte production. Pour réduire l humidité, une toile 4 CFM fut placée en position basse. Le résultat est donné en»«(fig. 12): l humidité dans les poches a régressé. Toutefois, les grans différences d humidité persistent dans les poches influencées par la toile supérieure et la toile inférieure. La différence entre la»«/toile inférieure 2 CFM et la»«/ toile inférieure 4 CFM se trouve dans les pics à 3g d eau/kg d air. C température cylindre du du du du du Fig. 13: croissance s différences température surface s cylindres entre les rangées du haut et du bas et compensation après élimination la cause Les effets rattachés à ce développement négatif étaient une détérioration du profil d humidité, un nombre casses plus élevé ( dans la feuille) et au total une perte production. Finalement, le contrôle distance s siphons à l issue s s du , a révélé la cause cette situation fortement dégradée: écarts différentiels s siphons par rapport à la face interne entre cylindres du haut et du bas. Il est vraisemblable que pendant la durée s s réparties sur 9 mois, la variation s écarts progressait négativement. prés avoir procédé au bon réglage (écart) s siphons, la du confirma l evaluation la cause, car maintenant les différences température entre les cylindres du haut et du bas sont à peine encore perceptibles. Ces 4 exemples pratiques montrent l interdépendance s facteurs machine et s techniques d habillage et mettent en relief la longue chaîne s causes susceptibles perturber la bonne exploitation d une machine à papier.