Systèmes à fluide thermique pour le chauffage des rouleaux de calandre et le séchage du papier

Lors de la conception d’une chaudière à fluide thermique pour l’industrie papetière, il est important de prendre en compte les facteurs qui contribuent à garantir son efficacité, sa fiabilité, sa productivité et sa sécurité. Une conception et une installation correctes sont fondamentales pour assurer que le système de fluide thermique répond aux exigences spécifiées par le client pour chaque application.

Voici quelques-uns des facteurs clés à considérer:

• Il faut déterminer la capacité de production de la chaudière, c’est-à-dire la puissance thermique requise pour transférer efficacement au processus de séchage. Cela doit être en ligne avec les besoins de production de l’usine de fabrication de papier.
• Il est nécessaire de définir la température requise du fluide thermique pour le processus de séchage. Cela dépendra du type de papier et des standards de qualité requis. La chaudière doit être capable d’atteindre et de maintenir la température souhaitée de manière précise et constante.
• L’efficacité énergétique est un facteur critique à considérer, car une chaudière efficace aidera à minimiser les coûts opérationnels et à réduire l’impact environnemental. Des aspects tels que la conception de l’échangeur de chaleur, l’isolation thermique et la récupération de chaleur résiduelle doivent être évalués pour maximiser l’efficacité.
• La sécurité est fondamentale dans la conception de la chaudière. Des mesures de sécurité adéquates doivent être mises en place, telles que des dispositifs de protection contre la surtempérature, des systèmes de soulagement de pression, des contrôles de flamme et des systèmes de surveillance pour garantir un fonctionnement sûr et fiable.
• Les matériaux de construction appropriés doivent être sélectionnés, les plus courants étant l’acier au carbone ou l’acier inoxydable, pour garantir la résistance à la corrosion et aux hautes températures. En outre, la conception de la chaudière doit prendre en compte la facilité de maintenance et de nettoyage, ainsi que l’accessibilité aux composants clés.
• Il est essentiel de s’assurer que la chaudière respecte toutes les réglementations et normes locales et internationales applicables. Cela inclut les codes de conception, les exigences d’émissions, les standards de sécurité et tout autre exigence légale pertinente.
• La chaudière à fluide thermique doit être conçue en tenant compte de l’intégration et du contrôle du système complet de séchage dans l’usine de fabrication de papier. Il doit y avoir une coordination efficace avec d’autres équipements, tels que les cylindres sécheurs, et un système de contrôle qui permet de surveiller et d’ajuster de manière simple et efficace la température et la pression du fluide thermique.

Bien que ceux-ci soient les facteurs principaux à considérer, chaque usine de fabrication de papier peut avoir des exigences spécifiques supplémentaires en fonction de ses processus et besoins particuliers.

Un système de chauffage industriel basé sur des chaudières à fluide thermique comprend plusieurs composants clés.
Tout d’abord, il y a la chaudière elle-même, qui est l’équipement principal chargé de chauffer le fluide thermique. La chaudière utilise une source d’énergie, qui peut être un combustible gazeux, un combustible liquide ou l’électricité, pour chauffer le fluide thermique contenu à l’intérieur.

Le fluide thermique utilisé dans ces chaudières est une huile thermique spécialisée, avec des propriétés appropriées pour transférer efficacement la chaleur. On utilise souvent une huile minérale ou synthétique à haute température, qui peut atteindre des températures supérieures à 300 °C sans se dégrader.

Une fois que le fluide thermique a été chauffé dans la chaudière, il est pompé à travers un système de tuyauterie fermé vers les cylindres sécheurs de la machine à papier. Ces cylindres sécheurs sont disposés en une série de sections où se déroule le processus de séchage du papier.

Chaque cylindre sécheur est équipé de serpentins ou d’échangeurs de chaleur. Ces serpentins sont conçus de telle manière qu’ils permettent au fluide thermique chaud de circuler autour d’eux, transférant la chaleur au papier qui est en contact avec le cylindre.

À mesure que le papier se déplace à travers les cylindres sécheurs, la chaleur transférée depuis le fluide thermique provoque l’évaporation de l’eau présente dans la feuille. La vapeur d’eau générée est extraite du système, tandis que le papier se sèche progressivement.

Il est important de souligner qu’un système de fluide thermique fournit un contrôle précis de la température et que les opérateurs peuvent ajuster la température du fluide thermique selon les besoins spécifiques du processus de séchage, assurant ainsi un séchage optimal.

En résumé, le système de chaudières à fluide thermique pour le processus de séchage dans la fabrication de papier utilise un fluide thermique spécialisé qui est chauffé dans une chaudière et est pompé à travers des serpentins dans les cylindres sécheurs. La chaleur transférée depuis le fluide thermique au papier permet l’évaporation de l’eau, contribuant au séchage efficace du papier pendant le processus de fabrication.

Avantages et bénéfices

Les chaudières à fluide thermique offrent plusieurs avantages significatifs par rapport à d’autres solutions pour les opérations de séchage dans la fabrication de papier. Certains de ces avantages incluent:

• Les chaudières à fluide thermique sont reconnues pour leur haute efficacité énergétique. Puisque le fluide thermique circule dans un système fermé, les pertes de chaleur sont minimisées et l’énergie thermique générée est utilisée au maximum. Cela résulte en une utilisation efficace de l’énergie et en des coûts opérationnels plus faibles.
• Les chaudières à fluide thermique permettent un contrôle précis de la température pendant le processus de séchage du papier. Les opérateurs peuvent ajuster et maintenir la température du fluide thermique dans une plage spécifique pour s’adapter aux besoins du papier en cours de traitement. Cela garantit une productivité uniforme et de haute qualité.
• Le fluide thermique utilisé dans les chaudières a une haute capacité de transfert de chaleur. Cela permet un échange de chaleur rapide entre le fluide thermique et le papier, ce qui accélère le processus de séchage et augmente la productivité de l’usine.
• Les chaudières à fluide thermique ont la capacité de travailler à des températures relativement élevées, supérieures à 300 °C. Cela est particulièrement bénéfique dans les applications où un séchage rapide est requis ou dans la production de papiers spéciaux qui nécessitent des températures élevées pour éliminer l’eau de manière efficace.
• Le fluide thermique est distribué de manière uniforme à travers les serpentins ou les échangeurs de chaleur dans les cylindres sécheurs. Cela garantit une distribution uniforme de la chaleur sur tout le papier, évitant les points froids ou chauds et améliorant la qualité des processus.
• Entretien faible.

Solutions alternatives aux chaudières à huile thermique

Les chaudières à huile thermique sont la solution la plus couramment utilisée dans l’industrie du papier grâce à leur haute productivité et performance. Elles sont particulièrement efficaces là où une capacité de production élevée et constante est requise, des facteurs associés à un contrôle précis et constant de la température.

Cependant, d’autres solutions offrent une performance inférieure, mais qui peuvent également être utilisées dans des usines de production de papier et de carton où leurs besoins spécifiques, ou les caractéristiques du papier produit, justifient l’utilisation de ces autres technologies.

Outre les chaudières à fluide thermique, les technologies de séchage de papier les plus recommandables sont les suivantes : séchage par air, séchage sous vide et séchage par micro-ondes.

Le choix du système de séchage dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de papier, la capacité de production, l’efficacité énergétique et les exigences de qualité du produit final. Dans de nombreux cas, des combinaisons de différentes méthodes de séchage sont utilisées à différentes étapes du processus de fabrication de papier pour optimiser les résultats.

Un système de chauffage par huile thermique pour apporter de la chaleur aux rouleaux de calandrage utilise un flux contrôlé d’huile thermique qui est chauffé dans une chaudière et distribué aux rouleaux pour maintenir une température constante et uniforme dans le processus de calandrage. Ce système garantit que le papier ou le matériel qui passe par les rouleaux reçoit la chaleur nécessaire pour atteindre les effets souhaités sur sa surface.

Les éléments clés de ce système sont les suivants:

Chaudière à Huile Thermique, où l’huile est chauffée à la température souhaitée par la combustion de combustible, l’électricité ou une autre source de chaleur.
Circuit de Distribution, qui pompe l’huile thermique à travers un circuit fermé de tuyauterie. Ce circuit connecte la chaudière avec les rouleaux de calandrage et est conçu pour garantir un flux continu et contrôlé de l’huile thermique.
Les rouleaux de calandrage, qui reçoivent la chaleur transférée par l’huile thermique, sont conçus pour permettre un transfert de chaleur efficace et uniforme au papier ou au matériel qui passe par eux.
Système de contrôle de température, qui inclut des capteurs de température situés à différents points, comme la sortie de la chaudière, les tuyauteries et les rouleaux, qui surveillent constamment la température. Ces capteurs envoient des signaux au contrôleur, qui ajuste la vitesse de la pompe et la puissance de la chaudière pour maintenir la température souhaitée de manière précise.
Retour et Recirculation de l’huile, qui retourne à la chaudière pour être chauffée à nouveau, une fois qu’elle s’est refroidie en transférant la chaleur aux rouleaux de calandrage.

Avantages et bénéfices

Les chaudières à huile thermique offrent une performance élevée dans certains aspects clés qui sont essentiels pour le bon fonctionnement et la productivité des rouleaux de calandrage:

• Des températures précises et contrôlées sont appliquées, permettant aux rouleaux de maintenir une température constante et uniforme tout au long du processus de calandrage.
• La stabilité de la température, sans fluctuations brusques, est essentielle pour obtenir des résultats cohérents dans le calandrage.
• Les opérateurs peuvent ajuster et réguler la température selon les besoins spécifiques du papier et l’effet désiré sur la surface. Cela permet d’obtenir des résultats précis et reproductibles.
• Le risque de brûlure du papier est réduit, car la chaleur est transférée de manière plus uniforme et progressive à travers les rouleaux.

Ces avantages positionnent les systèmes à fluide thermique comme l’option privilégiée dans l’industrie de fabrication du papier et du carton, où le maintien de processus de production fiables et efficaces est essentiel.