Energia egyensúly - Hővisszanyerés a finn cellulózgyárban
A cellulóz- és papíriparban a másodlagos hő visszanyerése nagy megtakarításokat jelenthet - ezt a finnországi UPM-Kymmene csoport első kézből tudja.
DÁTUM 2023-11-28 SZERZŐA papírgyártás hatalmas mennyiségű energiát igényel az ipar által megkövetelt fűtési és hűtési folyamatok fenntartásához. A finnországi székhelyű UPM-Kymmene, Európa legnagyobb faipari csoportja és a világ egyik legnagyobb papírgyártója finomhangolta a fűtési és hűtési folyamatok közötti egyensúlyt, ami többletenergiát eredményezett.
A meleg vízből történő hővisszanyerés akkor a legjövedelmezőbb, ha a cellulóz- és a papírgyár integrált egységet alkot - mint Kaukasban, ahol a cellulózgyárban visszanyert hő gőzként felhasználható a papírgyárban.
A folyamatintegráció kulcsfontosságú a cellulózgyári folyamatok melegvíz-áramának kondenzációs tornyok nélküli fűtéséhez, ami energiamegtakarítást és jobb energiagazdaságosságot eredményez.
A Kaukas cellulózgyár a UPM-Kymmene két papírgyárból és a cellulózgyárból álló létesítményeinek része Kaukasban, a finn Lappeenranta város közelében, az orosz határ mentén. A Kaukas-i létesítmények együttesen évente 590 000 tonna lwc (könnyű bevonatos) papírt és 720 000 tonna fehérített szulfátos cellulózt állítanak elő.
Energia-önellátás
Az UPM-Kymmene az elmúlt 10 évben az energia-önellátásért dolgozott. A Kaukas cellulózgyár a 90-es évek végén nagyszabású bővítési és korszerűsítési programot valósított meg és azóta energiafüggetlennek tekinthető. Ezt a hűtési folyamatokból származó másodlagos hő visszanyerésével érték el, amelyet az üzemben máshol hasznosítanak újra. Asko Paakki, a Kaukas cellulózgyár üzemeltetési vezetője becslése szerint a gyárban visszanyert energia 10-20 százalékát a telephelyen máshol használják fel. "Az energiafelesleget eladjuk, általában technológiai gőz formájában a papír- és különösen a fűrészüzemeknek" - mondja.
Az energia újra hasznosítása bonyolult tervezést és holisztikus megközelítést igényel
Egy ilyen újra hasznosításhoz bonyolult tervezés és holisztikus megközelítés szükséges a hűtési igények és a visszanyerési lehetőségek tekintetében az egész üzemben.
Ez egy egyensúlyozó mutatvány. A másodlagos hőt - a definíció szerint az elsődleges hőforrásokból a folyamatokba átadott hőt - hőcserélő rendszer segítségével a hűtő- és kondenzációs vizekben nyerik vissza, és az üzemben újrahasznosítják. Több mint 100 hőcserélő továbbítja a másodlagos hőt onnan, ahol nincs rá szükség, oda, ahol szükség van rá, és ezzel olyan energiaegyensúlyt hoz létre a gyárban, amely évente több millió eurós energiaköltséget takarít meg a Kaukasnak.
Iparági trend
A cellulóz- és papíriparban az a tendencia, hogy kibocsátás-mentessé tegyék a folyamatokat, ezzel is csökkentve a szennyvízáramot és javítva a hatékony működést. Ez magasabb szennyvízhőmérsékletet jelent, ami további hűtést igényel, magyarázza Pekka Svinhufvud, az UPM-Kymmene Kaukas cellulózgyárának energiagazdasági vezetője.
Svinhufvud szerint a folyamatintegráció energiamegtakarítási lehetőségei nagyon üzemspecifikusak. "Ezek a folyamat koncepciójától, az üzem elrendezésétől, valamint az üzem energia- és vízegyensúlyától függnek. Paakki elmagyarázza, hogy a technológiai szennyvizet 70-80 Celsius-fokról 40 °C alá kell hűteni, mielőtt a biológiai szennyvíztisztító üzembe kerül, mert a mikroorganizmusok nem bírják a magasabb hőmérsékletet. A Kaukasban ezt a hőt természetes vízzel egy hőcserélőben nyerik vissza - ez egy alternatíva a sok cellulóz- és papírgyárban használt hűtőtornyokkal szemben, ahol a hő egyszerűen a légkörbe kerül.
A cellulózgyárban a párló üzemből származó hűtővíz, a fehérítő üzemből származó szűrletek, a hűtésből származó forró víz és a füstgázmosóból származó meleg víz rendelkezik a legnagyobb hővisszanyerési potenciállal.
Amikor megkezdtük együttműködésünket, néhány Alfa Laval hőcserélővel végeztünk teszteket. Két év során látott kielégítő eredmények után egyre többet szereztünk be. Folyamatosan keressük a hővisszanyerés lehetőségeit. Továbbra is változtatunk a gyártási folyamaton, és most az inter-szűrők cseréjének területét vizsgáljuk. - Asko Paakki, a Kaukas cellulózgyár üzemeltetési vezetője
Hőcserélők a hővisszanyerés középpontjában
A finnországi UPM-Kymmene Kaukas üzemben a másodlagos hő visszanyerése érdekében egy teljesen új hővisszanyerő rendszert telepítettek WideGap lemezes hőcserélőkkel, amelyeket a fő beszállító, az Alfa Laval, magasabb hőmérséklet elérésére tervezett át. Az Alfa Laval 13 spirál hőcserélőt is átalakított a hatékonyság növelése érdekében.
A WideGap hőcserélőről
Az Alfa Laval a WideGap lemezes hőcserélőket kifejezetten a cellulóz-, papír- és cukoripar számára fejlesztette ki, a rostokat és egyéb komponenseket tartalmazó szennyvíz hűtésére. A széles csatornák, a lemezek mintázata és a sima nyíláskialakítás lehetővé teszik a rostok és részecskék könnyű áramlását, minimálisra csökkentve az eltömődés veszélyét és maximalizálva az üzemidőt.
Az ellenáramú áramlásnak köszönhetően a WideGap képes a hideg áramot a belépő meleg áram hőmérsékletéhez nagyon közeli hőmérsékletre felmelegíteni, maximalizálva az energia visszanyerését. Olyan hőforrások is hasznosíthatók az Alfa Laval WideGap lemezes hőcserélőkkel, amelyeket korábban hulladékhőnek tekintettek. Ennek eredményeképpen a gőzfogyasztás csökkenthető és a többlet gőz felhasználható villamosenergia-termelésre.
Energia megtakarítás
Évente több millió euró megtakarítás a másodlagos hő visszanyerésével.
Technológiai váltás
Átállás csöves hőcserélőkről WideGap lemezes hőcserélőkre, mivel ezek képesek a hő visszanyerésére.