Kağıt ve Selüloz Endüstrisinde Enerji Verimliliği

Kağıt ve selüloz endüstrisi; yüksek miktarda buhar, elektrik, su ve basınçlı hava kullanan, enerji yoğun üretim sektörlerinden biridir.

Odun, geri dönüştürülmüş kağıt veya selüloz liflerinin işlenmesiyle başlayan üretim süreci; hamur hazırlama, yıkama, rafinasyon, kağıt oluşumu, presleme, kurutma, sarma ve kesim aşamalarından oluşmaktadır.

Bir kağıt fabrikasında enerji tüketiminin büyük bölümü;

• buhar üretimi,
• kurutma silindirleri,
• vakum sistemleri,
• pompa sistemleri,
• fanlar,
• rafiner motorları,
• kağıt makineleri

tarafından gerçekleştirilmektedir.

Enerji verimliliği çalışmaları yalnızca elektrik tüketimini azaltmayı değil, aynı zamanda buhar ekonomisini iyileştirmeyi, su tüketimini azaltmayı, karbon emisyonlarını düşürmeyi ve üretim sürekliliğini artırmayı hedeflemektedir.

Üretim Süreci

Odun / Geri Dönüşüm Kağıdı
↓
Hamur Hazırlama
↓
Yıkama
↓
Eleme
↓
Rafinasyon
↓
Kağıt Makinesi
↓
Pres Bölümü
↓
Kurutma Silindirleri
↓
Kalender
↓
Sarım
↓
Kesim
↓
Paketleme

Enerjinin En Yoğun Kullanıldığı Sistemler

Kağıt fabrikalarında enerji tüketimi en yoğun olarak aşağıdaki sistemlerde gerçekleşmektedir.

• Buhar kazanları
• Kojenerasyon sistemleri
• Kurutma silindirleri
• Buhar dağıtım hatları
• Kondens sistemleri
• Vakum pompaları
• Fanlar
• Proses pompaları
• Hamur pompaları
• Rafinasyon motorları
• Kağıt makinesi tahrikleri
• Kalender motorları
• Sarım makineleri
• Basınçlı hava sistemi
• Soğutma suyu pompaları
• HVAC sistemleri
• Atık su arıtma tesisleri

En Sık Karşılaşılan Enerji Kayıpları

Enerji etütlerinde aşağıdaki problemler yaygın olarak görülmektedir.

• Buhar kaçakları
• Kondens geri dönüşünün yetersiz olması
• İzolasyon eksiklikleri
• Kurutma silindirlerinde düşük verim
• Vakum pompalarının gereksiz yüksek kapasitede çalışması
• Damper kontrollü fanlar
• Sabit hızlı pompalar
• Buhar basıncının gereğinden yüksek tutulması
• Kirli ısı eşanjörleri
• Basınçlı hava kaçakları
• Rafinasyon motorlarının düşük yükte çalışması
• Proses suyunun gereğinden fazla kullanılması
• Atık ısının değerlendirilememesi
• Üretim duruşlarında ekipmanların çalışmaya devam etmesi
• Enerji performansının sürekli izlenmemesi

ENERVIS Enerji Etüdü Yaklaşımı

Kağıt tesislerinde enerji etüdü üretimin tamamını kapsayacak şekilde gerçekleştirilmektedir.

Buhar Sistemi

• Kazan verimi
• Yakıt tüketimi
• Baca gazı analizi
• Buhar basıncı
• Kondens geri dönüşü
• Flash buhar kullanımı
• İzolasyon

Kurutma Bölümü

• Kurutma silindirleri
• Buhar tüketimi
• Yoğuşma tahliyesi
• Sifon sistemleri
• Kurutma sıcaklığı
• Nem profili

Vakum Sistemi

• Vakum pompaları
• Vakum seviyesi
• Motor yükü
• Debi
• Frekans konvertörü potansiyeli

Elektrik Sistemleri

• Ana motorlar
• Fanlar
• Pompalar
• Rafinasyon motorları
• Kağıt makinesi tahrikleri
• Enerji analizörleri

Yardımcı İşletmeler

• Basınçlı hava
• Soğutma suyu
• HVAC
• Atık su arıtma

Dijital İzleme

• PLC
• SCADA
• AMPTICA
• SENSONIT Gateway

Ölçüm ve Veri Analizi

Kağıt fabrikalarında aşağıdaki parametreler analiz edilmektedir.

• Buhar tüketimi
• Elektrik tüketimi
• Doğal gaz tüketimi
• Yakıt tüketimi
• Su tüketimi
• Kondens dönüş oranı
• Vakum seviyesi
• Motor güçleri
• Fan güçleri
• Pompa güçleri
• Kurutma sıcaklıkları
• Kağıt nemi
• Hat hızı
• Üretim miktarı
• kWh/ton kağıt
• kg buhar/ton kağıt
• m³ su/ton kağıt

Süreç Bazlı İnceleme

Hamur Hazırlama

Pompa yükleri, karıştırıcılar ve rafiner motorları analiz edilir.

Rafinasyon

Motor yük profili incelenerek optimum çalışma noktası belirlenir.

Kağıt Makinesi

Ana tahrik motorları ve senkronizasyon sistemi değerlendirilir.

Pres Bölümü

Mekanik susuzlaştırma verimi incelenir.

Pres veriminin artırılması kurutma enerjisini doğrudan azaltmaktadır.

Kurutma Bölümü

En büyük enerji tüketim noktasıdır.

Aşağıdaki parametreler analiz edilir.

• Buhar basıncı
• Silindir sıcaklığı
• Kondens tahliyesi
• Nem dağılımı
• Flash buhar kullanımı

Vakum Sistemi

Vakum seviyesinin proses ihtiyacından yüksek olup olmadığı değerlendirilir.

Yardımcı Sistemler

• Fanlar
• Pompalar
• Kompresörler
• Soğutma sistemleri

ayrı ayrı analiz edilir.

SCADA ile Sürekli Enerji Yönetimi

AMPTICA Endüstriyel İzleme Platformu ile aşağıdaki KPI’lar sürekli izlenebilir.

• kWh/ton kağıt
• kg buhar/ton
• m³ su/ton
• Buhar tüketimi
• Elektrik tüketimi
• Vakum seviyesi
• Kondens dönüş oranı
• Motor yükleri
• Fan güçleri
• Pompa güçleri
• Kurutma sıcaklıkları
• Kağıt nemi
• Üretim hızı
• Alarm kayıtları

SENSONIT Gateway, Modbus RTU, Modbus TCP, MQTT, OPC UA, Profinet, Ethernet/IP ve IEC 61850 destekli cihazlardan gelen verileri SCADA ve AMPTICA platformuna aktararak tesis genelinde enerji performansının gerçek zamanlı izlenmesini sağlar.

ENERVIS Uygulama Yaklaşımı

Ön Analiz
↓
Enerji Ölçümleri
↓
Buhar Analizi
↓
Elektrik Analizi
↓
Vakum Analizi
↓
Kurutma Analizi
↓
Motor Analizi
↓
SCADA Entegrasyonu
↓
Enerji Modeli
↓
ROI Analizi
↓
Uygulama
↓
Sürekli İzleme

ENERVIS Saha Kontrol Listesi

• Buhar kazanı
• Ekonomizer
• Buhar kolektörleri
• Kondens tankı
• Buhar kapanları
• Kurutma silindirleri
• Vakum pompaları
• Fanlar
• Pompalar
• Ana motorlar
• Kağıt makinesi
• Rafinasyon motorları
• Basınçlı hava sistemi
• Soğutma sistemi
• Enerji analizörleri
• Debimetreler
• Basınç sensörleri
• PLC
• SCADA
• AMPTICA
• SENSONIT Gateway

Örnek İncelenen Sistemler

• Selüloz tesisleri
• Kraft kağıt fabrikaları
• Karton üretim tesisleri
• Oluklu mukavva tesisleri
• Hijyenik kağıt üretim tesisleri
• Ambalaj kağıdı tesisleri
• Geri dönüşüm kağıt tesisleri
• Özel kağıt üretim tesisleri

Yatırım Değerlendirmesi (ROI)

Değerlendirilen başlıca kriterler:

• Buhar tüketimi
• Elektrik tüketimi
• Vakum enerji tüketimi
• Kondens geri kazanımı
• Fan verimi
• Pompa verimi
• Frekans konvertörü uygulanabilirliği
• Atık ısı geri kazanımı
• Su tasarrufu
• Karbon emisyonu azalımı
• Yatırım maliyeti
• Geri ödeme süresi

Kağıt endüstrisinde en kısa geri ödeme süreleri genellikle kondens geri kazanımı, vakum optimizasyonu, fan ve pompa hız kontrolü ile kurutma prosesinin iyileştirilmesinde elde edilmektedir.

Sonuç

Kağıt ve selüloz endüstrisinde enerji verimliliği; buhar ekonomisinin geliştirilmesi, kurutma proseslerinin optimize edilmesi, vakum sistemlerinin doğru yönetilmesi ve yardımcı işletmelerin verimli çalıştırılması ile sağlanabilir.

SCADA tabanlı sürekli izleme sayesinde enerji performansı yalnızca toplam tüketim üzerinden değil, ton kağıt başına enerji, buhar ve su tüketimi gibi performans göstergeleri üzerinden değerlendirilebilir. Böylece üretim kalitesi korunurken işletme maliyetleri ve karbon emisyonları önemli ölçüde azaltılabilir.

Neden ENERVIS?

ENERVIS, kağıt ve selüloz tesislerinde enerji yönetimini yalnızca kompresör, kazan veya motor bazında değil; tüm üretim hattını kapsayan bütüncül bir yaklaşımla ele alır.

AMPTICA platformu ve SENSONIT Gateway ile buhar, elektrik, su, vakum ve üretim verileri tek merkezde toplanır. Bu sayede gerçek zamanlı KPI takibi, alarm yönetimi ve yatırım doğrulaması yapılabilir.

İlgili Sayfalar

• Buhar Sistemlerinde Enerji Verimliliği
• Atık Isı Geri Kazanımı
• Endüstriyel Fanlarda Enerji Verimliliği
• Frekans Konvertörleri ile Enerji Tasarrufu
• Basınçlı Hava Sistemlerinde Enerji Verimliliği
• Enerji Etüdü Nedir?
• SCADA Nedir?

ENERVIS Mühendislik Önerisi

Kağıt üretim tesislerinde enerji verimliliği çalışmalarına kurutma bölümü ve buhar sistemiyle başlanması önerilir. Kurutma silindirlerinin kondens tahliyesi, buhar basıncı ve nem kontrolü optimize edilmeden yalnızca motor veya pompa yatırımlarıyla beklenen tasarruf seviyelerine ulaşmak çoğu zaman mümkün değildir.

ENERVIS Teknik Notu

Sürekli izlenmesi önerilen KPI’lar:

• kWh/ton kağıt
• kg buhar/ton kağıt
• m³ su/ton kağıt
• Kondens geri dönüş oranı
• Vakum seviyesi
• Kurutma sıcaklığı
• Kağıt çıkış nemi
• Fan enerji tüketimi
• Pompa enerji tüketimi
• Motor yük oranı
• Üretim hızı
• Karbon emisyonu
• Alarm sayısı
• Duruş süreleri

ENERVIS Güvenlik Notu

Kağıt ve selüloz tesislerinde buhar sistemleri, yüksek sıcaklıklı kurutma silindirleri, döner ekipmanlar ve yüksek güçlü elektrik motorları ciddi güvenlik riskleri oluşturur.

Enerji etüdü ve bakım çalışmaları sırasında kilitleme/etiketleme (LOTO) prosedürleri uygulanmalı; buhar hatları güvenli şekilde izole edilmeli ve basınç tamamen tahliye edilmelidir. Döner silindirler, vakum sistemleri ve hareketli kağıt hatları çevresinde yalnızca yetkili personel çalışmalı; sıcak yüzeyler ve sıkışma noktalarına karşı uygun kişisel koruyucu donanım kullanılmalıdır.