W przeszłości substancje chemiczne używane do produkcji masy celulozowej były zużywane raz i następnie wyrzucane. To kosztowna metoda produkcji masy celulozowej, która wymagała dostarczania stałego strumienia substancji chemicznych do fabryki papieru. Obecnie, aby osiągnąć cele produkcyjne w sposób konkurencyjny pod względem ekonomicznym i bardziej zrównoważony, te substancje chemiczne są odzyskiwane, a w kotle do odzyskiwania czarnego nalewu (BLRB) wytwarzana jest para wodna. Dzięki odzyskiwaniu substancji chemicznych i wytwarzaniu pary operacyjne fabryki masy celulozowej są znacznie zredukowane. W rzeczywistości w wielu przypadkach fabryki masy celulozowej są w istocie pozytywnymi producentami odnawialnej energii elektrycznej dla sieci energetycznej, generując przychód i zrekompensowując energię z paliw kopalnych.

BLRB jest tak istotnym elementem dzisiejszego rynku, że bez niego większość fabryk celulozowych musiałaby zamknąć działalność z powodu wysokich kosztów energii elektrycznej i chemicznej. Dlatego utrzymywanie wysokiej dostępności i wydajności kotłów stanowi priorytet dla kierowników produkcji w fabrykach celulozowych. Jeśli kotłownia odzyskiwania energii jest nieczynna, produkcja celulozy zostaje przerwana, a koszty zaczynają się mnożyć do wartości $20 000–$100 000 za godzinę, w zależności od wielkości fabryki. Oczekuje się, że to zdarzy się raz w roku podczas planowanych prac konserwacyjnych w fabryce celulozowej. To nieplanowane przerwy w pracy są szkodliwe zarówno pod względem kosztów, jak i trwałości urządzeń fabryki celulozowej.

Koszt dostępności kotła w fabryce celulozy

Wtryskiwacze spalin w kotłach regeneracyjnych są generalnie uruchamiane w trybie ciągłym, aby utrzymywać czystość drogi spalinowej i zapobiegać zatykaniu się i spiekania osadów na powierzchniach wymienników ciepła. Problemem z konwencjonalnymi wtryskiwaczami spalinowych jest to, że ponad 90% efektu czyszczenia następuje po pierwszym kontakcie pary z powierzchniami wymienników ciepła, co oznacza, że czas i energia wykorzystana na cykl powrotny są w dużej mierze marnowane.

Koszt spalinowego odgazowywania wynosi 5–10% spalin wytwarzanych w BLRB. To bezpośrednio wpływa na kluczowe wskaźniki wydajności zużycia energii/ADMT oraz zużycia wody/ADMT. Alternatywnym rozwiązaniem jest zużycie większej ilości paliwa w dodatkowych kotłach lub wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych.

Koszt samego parowania zależy od wielkości fabryki masy celulozowej, ale generalnie wynosi około $10 za tonę. Dla BLRB wytwarzającego 300 ton pary na godzinę koszty spalin parowych wynoszą $1,3–$ 2,5 miliona dolarów rocznie.

Połączone z kosztami eksploatacji młyna do produkcji masy celulozowej, średni roczny koszt utrzymania kotła w młynie do produkcji masy celulozowej przekracza $2 mln, co oznacza, że system musi być eksploatowany w jak najskuteczniejszy sposób, aby obniżyć koszty bez wpływu na jego dostępność.

1. Większe wydzielanie spalin, przy mniejszej ilości pary

Aby zwiększyć zrównoważony rozwój papierni, a jednocześnie wyprzedzać rywali, wiele zakładów produkujących celulozę stosuje holistyczne podejście, które równoważy dostępność z kosztami spalinowych cząstek pyłowych.

Patentowana przez Heat Management nas metoda nazywa się System wysokowydajnego oddychania dymem (HISS™), a jednocześnie znacznie obniża koszty eksploatacji systemu odkurzania sadzy, zwiększając tym samym dostępność BLRB i umożliwiając zwiększenie produkcji.

HISS™ to dopasowane rozwiązanie, które przynosi ogromne korzyści środowiskowe i ekonomiczne. Rozwiązanie obejmuje aktualizację oprogramowania i sprzętu oraz monitorowanie i optymalizację procesów przez ekspertów z branży czosnienia. Korzystając z rozwiązania HISS™, można osiągnąć następujące wyniki:

• Zmniejszenie zużycia pary w parowarach o 30-45%.
lub
• Zwiększenie wydajności spalinowania (początek w ciągu dnia) o 100%.
lub
• Kombinacja powyższych czynników.

Używanie HISS™, fabryki celulozy mogą cieszyć się gwarantowaną oszczędnością spalin w wysokości 30% przy tej samej lub lepszej dostępności BLRB. W przypadku przykładowego przypadku pod (1) wynika to w postaci gwarantowanej rocznej oszczędności energii w wysokości $400 000–$750 000 kWh energii cieplnej. Wynik to niższe koszty energii/ADMT oraz niższe koszty wody/ADMT. Krótki okres zwrotu inwestycji wynoszący 0,5–1,5 roku sprawia, że HISS™ To rozwiązanie idealne dla młynów celulozowych, które chcą mieć kontrolę nad dostępnością BLRB i jednocześnie bez problemu przekierowywać produkcję poza wymagane parametry techniczne.

Niektóre zakłady produkcji masy celulozowej z powodzeniem wdrożyły tę HISS™ rozwiązanie. Na przykład w BillerudKorsnäs Gruvön w Szwecji. Szczegółowe informacje można znaleźć tutaj oraz pobrać studium przypadku.

2. Zwiększanie obciążenia kotła

Niektóre zakłady produkcji masy celulozowej są bardziej zainteresowane zwiększeniem obciążenia kotła niż oszczędzeniem pary poprzez HISS™. Wzrost liczby uruchamianych silników cząstkowych znacząco poprawi efektywność czyszczenia w kotle, co z kolei pozwoli na zwiększenie jego obciążenia. BillerudKorsnäs Gruvön W Szwecji jest jeden z naszych klientów, który udało się zwiększyć ładowność kotła o 7,8% przy użyciu HISS™.

Przeczytaj studium przypadku o tym, jak nasi klienci mogą zwiększyć obciążenie i jednocześnie zaoszczędzić energię cieplną.

3. Lepsze wydajność w fabrykach celulozowych i dla środowiska

Poprawa dostępności BLRB dzięki dynamicznemu, operacyjnemu i strategicznemu wydajnościowi dmuchania sadzy oraz oszczędności w wysokości milionów dolarów dzięki zwiększeniu i bezpieczniejszemu poziomowi produkcji to ogromna przewaga konkurencyjna dla działalności papierni. Co więcej, wynikające oszczędności energii i wody na jednostkę ADMT bezpośrednio przyczyniają się do bardziej zrównoważonych i cyklicznych procesów operacyjnych – co czyni rozwiązania takie jak HISS™ Idealny dla fabryk celulozowych, które dążą do wyższego poziomu wydajności i zrównoważonego rozwoju.

4. Zmniejszona zużywalność urządzeń kotłowych

Normalne działanie parowych odkurzaczy z pełnym przepływem pary w obu kierunkach można porównać do całkowitego otwierania i zamykania zaworu w kuchni lub łazience, ale przy znacznie wyższej ciśnieniu. Te “ciśnieniowe młoty” lub “wahania ciśnienia” powodują zużycie urządzeń kotłowych. Dzięki funkcji HISS™ Overlapping te młoty ciśnienia zostaną wyrównane, co zapobiegnie ich uszkodzeniu, co z kolei prowadzi do znacznego skrócenia czasu eksploatacji kotła. Zwiększenie żywotności urządzeń kotłowych pozwala na duże oszczędności w kosztach konserwacji przy jednoczesnym zmniejszeniu wpływu na środowisko.

5. Poprawa czystości dzięki technologii Infrasound Cleaning

Niektóre zakłady przemysłu celulozowego napotykają problemy związane z słabą wydajnością oczyszczaczy, co ogranicza obciążenie kotła, powoduje niestabilny ciśnienie różnicowe, obniża dostępność, zwiększa obciążenie wentylatorów ID oraz powoduje nieplanowane przerwy w pracy z powodu ręcznej czyszczenia.

Heat Management System czyszczenia ultradźwiękowym zainstalowany w “goosenecku” i opady atmosferyczne okazały się skutecznym rozwiązaniem na te problemy.

Stevenson, USA, udało się uniknąć przestojów i rozwiązać problemy związane z podłączaniem sieci, co zaowocowało zwrotem z inwestycji w ciągu zaledwie kilku miesięcy.

BillerudKorsnäs Frövi całkowicie wyeliminowano problemy związane z blokowaniem i zatykaniem, całkowicie wyeliminowano konieczność płukania wodą, stabilizowano ciśnienie różnicowe oraz obciążenie wentylatora ID, przy jednoczesnym osiąganiu rekordów w produkcji masy celulozowej.