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Come possiamo aiutarvi?
Un sistema di vuoto su misura per l'applicazione e una raschiatura efficiente insieme a soluzioni di drenaggio controllabili per le sezioni presse e di formazione sono alla base di una produzione ottimale, efficiente da punto di vista energetico e ed economica di pasta, carta, cartone e carta tissue.
Di Jukka Lehto, General Manager, Jussi Lahtinen, Sales & Marketing Director & Patrik Högl, Technical Sales Manager, Runtech Systems Ltd.
Runtech by Gardner Denver sviluppa, progetta e fornisce attrezzature per il settore della carta e cellulosa. Centinaia di cartiere che producono carta, carta tissue, cartone e cellulosa beneficiano dei nostri misuratori di drenaggio, sistemi di vuoto, attrezzature di passaggio coda e soluzioni di raschiatura. Anni di know-how pratico nel settore della produzione della carta differenziano Runtech dai fornitori di hardware tradizionali. I nostri clienti sfruttano soluzioni integrate che comportano significativi risparmi sui costi operativi e il miglioramento della gestibilità della macchina e della qualità del prodotto.
Il vuoto in una macchina da carta viene utilizzato per una serie di motivi. Il drenaggio del foglio di carta è ovvio; il mantenimento e il controllo del percorso del foglio attraverso la sezione presse e il condizionamento dei feltri delle presse sono altri usi chiave del vuoto in una macchina da carta. Il vuoto viene anche utilizzato per mantenere e controllare il getto di drenaggio su un cilindro aspirante.
Il design delle prime macchine per la carta non utilizzava il vuoto, ma faceva affidamento sulla gravità e sui nip della pressa per disidratare la carta. Questo processo viene definito drenaggio al nip. Le velocità della macchine erano di conseguenza molto più lente di quelle che siamo abituati a vedere oggi. Attualmente è difficile immaginare una macchina da carta senza un sistema di vuoto e il drenaggio tramite feltro è e resta ancora oggi il modo più comune per disidratare la carta nella sezione presse.
I livelli di vuoto su una macchina per la carta sono tipicamente compresi tra 5 e 70 kPa, un valore relativamente basso rispetto ad alte applicazioni di vuoto, ad esempio quelle del settore chimico. I flussi d'aria, tuttavia, sono molto elevati a causa delle aree aperte di grandi dimensioni presenti nelle macchine da carta.
Il vuoto, che è il risultato di aria che viene aspirata attraverso una restrizione, è uno strumento costoso; è uno dei tre elementi che consumano più energia in una cartiera. Storicamente è sempre stato disponibile in abbondanza e spesso utilizzato in modo eccessivo. Oggi dobbiamo affrontare il costo crescente dell'energia. Per restare competitive le cartiere devono ridurre i costi operativi. Occorre pertanto rivedere le richieste di flusso d'aria e, se opportuno, applicare la vecchia scuola di pensiero, ovvero, il drenaggio al nip piuttosto che quello al feltro.
EcoFlow
La funzione principale delle sezioni della pressa e della tavola piana in una macchina da carta è quella di rimuovere l'acqua dal foglio di carta. Per poter comprendere l'efficacia dei singoli elementi (ad esempio le gronde di raccolta e le casse aspiranti) di una sezione tavola piana/pressa è necessario misurare la portata del drenaggio. Senza di ciò non è possibile eseguire l'analisi del flusso d'aria critico (ovvero il livello di vuoto) e garantire di conseguenza un'ottimizzazione di successo.
L'acqua che viene rimossa dal foglio di carta contiene aria ed è spesso soggetta alla formazione di schiuma. I misuratori di portata magnetici tradizionali richiedono un flusso omogeneo e non sono in grado di fornire dati accurati. I misuratori Ecoflow sono progettati per misurare il flusso d'acqua attraverso una restrizione meccanica e non sono sensibili all'aria sospesa o alla formazione di schiuma. Questi dispositivi vengono utilizzati sia in condizioni di sotto vuoto (in un tratto in discesa del separatore) che in condizioni atmosferiche.
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Il metodo più economico di rimozione dell'acqua nella sezione presse è il drenaggio al nip rispetto a quello del feltro, che richiede un flusso d'aria che assorbe molta energia. Il drenaggio al nip è agevolato se si consente ai feltri di lavorare più umidi in combinazione con un sistema di raschiatura e gronde di raccolta adeguati. I cilindri aspiranti sono spesso dotati di raschiatori doppi per evitare la ri-umidificazione e massimizzare il volume di vuoto per consentire una rimozione dell'acqua ottimale. Le gronde di raccolta devono essere progettate in modo da gestire l'acqua che viene rimossa dai nip e progettate per essere sufficientemente rigide da contenere i supporti dei raschiatori.
Save-All
il drenaggio e la raschiatura non sono solo collegate al consumo energetico, ma giocano anche un ruolo notevole per la gestibilità, l'efficienza e la redditività della macchina per la carta nonché per i profili della carta. Di conseguenza un sistema di drenaggio e raschiatura ben progettato e gestito è di importanza chiave per le prestazioni e l'efficienza della pressa dal punto di vista dei consumi.
Runtech è uno dei fornitori leader di soluzioni di drenaggio e raschiatura migliorate per tutti i tipi di macchine per cellulosa, carta, cartone e tissue. In molti casi le soluzioni Runtech comportano un incremento del valore di secco dell'1-3% dopo la sezione presse, cosa che consente di risparmiare una considerevole quantità di energia nella sezione di essiccazione (4-12% di vapore in meno).
Il vuoto viene creato come conseguenza dello spostamento di aria attraverso una restrizione. A tale scopo è possibile utilizzare ventilatori, turbo soffianti e pompe ad anello liquido. Spesso le cartiere utilizzano una combinazione di questi dispositivi.
I turbo soffianti presentano il vantaggio di essere un modo intrinsecamente efficiente di comprimere aria per i rapporti di compressione più modesti (inferiori a 3,5 mt/H2O) di una macchina per la carta. Un turbo soffiante è, per una data velocità di rotazione e un design della girante, per un a rapporto di compressione costante rispetto a una pompa ad anello liquido, che è una macchina a portata fissa.
Il consumo di energia di un turbo soffiante è in funzione del flusso d'aria che viene compressa per soddisfare il rapporto di compressione predeterminato. Un turbo soffiante a velocità costante ha un range limitato di funzionamento efficiente dal momento che la regolazione del vuoto della macchina da carta al di fuori del livello designato richiede il controllo.
Soffiante EP Turbo
Ogni elemento di vuoto della macchina, ad esempio la cassa aspirante e il cilindro aspirante, necessitano di un determinato flusso d'aria per funzionare a un livello di vuoto ideale. La capacità necessaria dipende dalla durata e dal tipo di feltro, dai tipo carta, dalla grammatura di base, dalla velocità della macchina, ecc.. Le pompe ad anello liquido tradizionali e i soffianti a velocità fissa non possono provvedere a queste esigenze dinamiche di flusso e vuoto, il che comportano uno spreco, spesso significativo, di energia.
I soffianti EP turbo sono progettati per funzionare in modo efficiente in un ampio range di livelli di vuoto e flussi d'aria per consentire alle cartiere di ottimizzare i livelli di vuoto sfruttando nel contempo l'efficienza più elevata di un soffiante rispetto a una pompa ad anello liquido tradizionale. Comandati da inverter, i motori ad alta velocità che abbiamo sviluppato consentono a un tipico soffiante RunEco di fornire a una macchina da carta livelli di vuoto compresi tra 30 e 70 kPa. Il design della girante caratterizzato da un campo più ampio consente livelli di efficienza elevata in tutto l'intervallo di funzionamento. In questo modo la quantità e l'uso di valvole di regolazione possono essere ridotti al minimo. Il risultato è un risparmio energetico compreso tra il 30 e il 70% rispetto ai sistemi di vuoto tradizionali.
Inoltre, le soffianti EP Turbo funzionano senza l'esigenza di liquido sigillante (acqua), contribuendo così al risparmio di acqua della cartiera.
Come sappiamo, la domanda di vuoto varia a seconda dei tipi della carta, dei feltri e della velocità della macchina, pertanto una soluzione su misura con capacità flessibile e variabile può bilanciare la domanda e l'offerta, il che ha come risultato sia un drenaggio ottimizzato che un consumo energetico ridotto al minimo. Per questi motivi Runtech svolge controlli del drenaggio del sistema vuoto professionali prima di un progetto di ricostruzione per i suoi clienti.
I tecnici Runtech hanno realizzato migliaia di controlli del sistema vuoto e studi sul drenaggio presso le cartiere negli ultimi 20 anni. Questi studi e controlli consentono a Runtech di verificare l'efficacia di sistemi vuoto, attrezzature di drenaggio, elementi aspiranti, tele e feltri esistenti, Queste informazioni vengono riunite in un piano di ristrutturazione e aggiornamento, spesso graduale, che comporterà una spesa operativa ridotta al minimo abbinata a un incremento della produzione e/o miglioramenti della gestibilità.
Controllo del sistema vuoto
La BM8 di Stora Enso Skoghall è la macchina per la produzione di cartoni in fibra primaria più grande d'Europa con un'ampiezza di 8,1 m e una capacità annua di 450.000 tonnellate. Questa macchina produce prevalentemente cartone per liquidi per l'industria alimentare.
Il sistema di vuoto è stato ristrutturato nel 2014. 10 pompe ad anello liquido sono state fermate e sostituite da due (2) soffianti EP Turbo e due (2) ventilatori industriali. Ciò ha consentito alla cartiera di risparmiare 16,6 GWh/anno in energia elettrica diretta oltre a una significativa riduzione dei costi di manutenzione.
La macchina PM4 di Leipa Schwedt produce carta LWC. Con una produzione di 1600 m/min e una larghezza formato di 8100 mm, può essere considerata una macchina di grandi dimensioni. La macchina era originariamente alimentata da due (2) soffianti turbo multistadio e un (1) soffiante monostadio. Il sistema è stato ristrutturato nell'agosto 2015 sostituendo uno dei due soffianti multistadio con un soffiante EP Turbo, ottenendo una riduzione del consumo energetico pari a circa 7 GWh/anno.
Il cliente ha acquistato un sistema RunEco (soffianti EP Turbo e dispositivi Ecoflow) insieme a una nuova macchina per la carta che produce 300.000 tonnellate all'anno di carta fine. Un sistema a vuoto tradizionale per una macchina del genere comporterà tipicamente un'energia specifica per il vuoto pari a 70-100 kWh/t. La soluzione fornita ha ridotto tale cifra a 50 kWh/t dopo l'avviamento nel 2015. A seguito di successive attività di manutenzione, il sistema è stato ulteriormente ottimizzato, grazie ai dispositiviEcoflow installati, e adesso funziona con 35 kWh per tonnellata di carta prodotta.
Ipek Kagit è un produttore turco di carta velina. Runtech ha sostituito il sistema di vuoto esistente (3 pompe ad anello liquido) della macchina TM3 con un unico soffiante EP Turbo nel 2015. Contemporaneamente è stato installato un sistema EcoFlow, il che ha consentito alla cartiera di ottimizzare i livelli di vuoto senza sacrificare l'efficienza del drenaggio. Ne è conseguito un risparmio del 50% di energia oltre a una significativa riduzione del consumo di acqua.
