Paper mill real-time energy efficiency monitoring

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2010
Major/Subject
Paperi- ja painatustekniikka
Mcode
Puu-21
Degree programme
Language
en
Pages
95 s. + liitt. 4
Series
Abstract
The purpose of this study is to begin the development of a real-time energy efficiency monitoring system for the paper mill in order to support the implementation of the Energy Efficiency System. The outcome of the study is an analysis tool for mill-wide energy efficiency and the knowhow and principles for further development of an energy efficiency monitoring system. The literature part of this work studies the factors affecting energy efficiency and the problems related to them, the state of energy efficiency monitoring today and the process characteristics of paper making from an energy point of view. In the experimental part of this thesis, an analytical tool and basic principles for energy efficiency monitoring at the case mill were developed. In the paper mill integrate; the state of the process is never stable. It is constantly changing, and, thus, the data about energy gathered for traditional energy audits is only a cross-section of certain situations. Real-time monitoring of energy efficiency makes it possible to consider how changes in operational practices or modification of processes affect energy efficiency. Developing a real-time energy efficiency monitoring system for the paper mill requires solid expertise in the papermaking process and equipment used. Also, an understanding of the factors affecting the energy efficiency of papermaking processes is required. The amount of work in implementing an energy efficiency monitoring system varies widely depending on the starting point at the mill in question. The fundamental issues are the state of the existing energy measurements and the automation system. By nature, this thesis is an engineering study, but it also presents an example of grade-specific energy consumption for paper production lines, which was made using the analysis tool developed in this thesis. The example shows that the grade specific SECs of heat and electricity vary significantly between grades. One of the observations was that showing the energy consumption itself is much simpler than defining the target values or reference values for energy efficiency. Modelling of targets is needed in order to take into account the numerous internal and external factors affecting the energy consumption of the processes.

Tämän työn tarkoituksena on aloittaa reaaliaikaisen energiatehokkuuden monitoroinnin kehittäminen paperitehdasintegraatissa tukemaan energiatehokkuusjärjestelmää. Työn tuloksena on määrä syntyä energiatehokkuuden analysointijärjestelmä, sekä periaatteet energiatehokkuuden monitorointijärjestelmän kehittämiselle. Työn kirjallisuusosassa on tutkittu energiatehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä ja niihin liittyviä ongelmia, energiatehokkuuden mittaamisen tilaa nykypäivänä, sekä paperinvalmistusprosessia energianäkökulmasta. Kokeellisessa osiossa on luotu energiatehokkuuden analysointijärjestelmä, sekä periaatteet energiatehokkuuden monitorointijärjestelmälle. Paperitehdasintegraatissa prosessin tila ei ole koskaan täysin vakaa, vaan se vaihtelee jatkuvasti ja energia-auditeista saatu energiadata on yhden tilanteen läpileikkaus. Reaaliaikaisella energiatehokkuuden monitoroinnilla mahdollistetaan toimintatapojen ja prosessimuutosten vaikutusten arviointi energiatehokkuuden kannalta. Energiatehokkuuden monitorointijärjestelmän kehitys vaatii vahvaa ammattitaitoa paperinvalmistus prosessista ja käytetyistä laitteista. Myös prosessin energiatehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden ymmärrys on erittäin tärkeää. Energiatehokkuuden monitorointijärjestelmän kehittämiseen tarvittava työ vaihtelee laajasti, riippuen missä tilassa mittaukset ovat ja mikä on automaatiojärjestelmän tila. Luonteeltaan tämä työ on suunnittelutyö, mutta se esittää myös esimerkin tuotantolinjan lajikohtaisesta energiatehokkuudesta. Esimerkki on koostettu käyttäen hyväksi työssä kehitettyä analysointijärjestelmää. Esimerkki osoittaa, että lämpö- ja sähköenergian kulutus vaihtelee merkittävästi lajien kesken. Keskeinen havainto työssä oli, että itse energian kulutuksen seuraaminen on huomattavasti helpompi toteuttaa, kuin energiatehokkuuden tavoite- tai referenssiarvojen määrittäminen. Mallinnus on välttämätöntä lukuisten sisäisten ja ulkoisten prosessin energiatehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden huomioonottamiseksi.
Description
Supervisor
Paulapuro, Hannu
Thesis advisor
Hyytiäinen, Juhani
Sivill, Leena
Keywords
energy efficiency, energiatehokkuus, P&P industry, paperiteollisuus, monitoring, monitorointi
Other note
Citation