UN CASO PRATICO: ABBATTIMENTO DEI CONSUMI IN UNA CARTIERA

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1 UN CASO PRATICO: ABBATTIMENTO DEI CONSUMI IN UNA CARTIERA 15 Maggio 2019

2 OTTIMIZZAZIONE DI UNA CARTIERA IN AMERICA LATINA Contesto e obiettivi Contesto industriale Impianto per produzione di pasta e carta 1 macchina principale: Consumi energetici: 2 M$/anno per la produzione di vapore M$/anno per l acquisto di agenti chimici 3 altre macchine: Consumi per la produzione di vapore: 3 M$/anno Energy Performance Management Prima dell intervento di Metron: Monitoraggio mensile di alcuni KPI di consumo (vapore/produzione) con Excel Studio di alcuni articoli sulle migliori pratiche per dosare gli agenti chimici Obiettivi di METRON Digitalizzare la gestione dell energia Comprendere l influenza delle diverse variabili nel consumo di vapore Ridurre il consumo di vapore delle macchine senza investimenti ulteriori Sensibilizzare gli operatori al tema dell efficienza energetica 2

3 OTTIMIZZAZIONE DI UNA CARTIERA IN AMERICA LATINA Raccolta di dati e analisi del processo dati / secondo da un server OPC 1 anno di dati storici Analisi di più di 100 variabili caratteristiche della cartiera Correlazione e Ranking delle variabili più influenti nel livello di umidità della carta. Digitalizzazione della cartiera: riproduzione virtuale del sito nella piattaforma Metron Savings Una variazione nel dosaggio dell agente chimico all inizio del processo (mixing box) riduce il livello di umidità della carta che entra negli essiccatori, causando riduzioni significative nel consumo energetico. 3

4 DOSAGGIO OTTIMALE DELL AGENTE CHIMICO Individuazione e implementazione dell ottimizzazione Principio del processo Ottimizzazione Timeline Il dosaggio dell agente chimico è un parametro critico per ottenere la qualità corretta della carta: Se troppo: la carta si riempie di umidità e consuma un ingente quantità di energia per essere asciugata Se troppo poco: la carta si rompe e parte della produzione viene persa Trovare un dosaggio ottimo in tempo reale per ridurre il consumo di vapore senza perdere la produzione Roadmap dei progetti di ottimizzazione Consegna sul sito dei suggerimenti per gli operatori settimane Ongoing Implementazione settimane Analisi Ottimizzazioni Inizio del dosaggio ottimo suggerito da Metron 4

5 DOSAGGIO OTTIMALE DELL AGENTE CHIMICO Come trovare il dosaggio ottimale (esempio del diossido di cloro D0) Il diossido di cloro è aggiunto alla pasta per consentire il raggiungimento della bianchezza ottimale della carta. L obiettivo dell analisi è l identificazione del dosaggio ottimo di diossido D0, mantenendo la bianchezza necessaria. 1. CREAZIONE DI UNA BASELINE DI CONSUMO Obiettivo: Avere un modello di referenza per il consumo per valutare i risparmi Variabili indipendenti (produzione, temperatura, consistenza pasta, etc ) Consumo osservato Consumo modellizzato - + Risparmi 2. CREAZIONE DI UN MODELLO PER LA BIANCHEZZA Obiettivo: Avere uno strumento in grado di modellare la bianchezza in uscita per potere fornire indicazioni pratiche agli operatori Parametri imposti (fissi) Parametri flessibili (dosaggio) Algoritmo di ottimizzazione (minimizzazione di diossido) Bianchezza in uscita simulata Indicazione del dosaggio ottimo per gli operatori 5

6 DOSAGGIO OTTIMALE DELL AGENTE CHIMICO Dashboard per il Plant Manager Monitoraggio dei risparmi 6

7 DOSAGGIO OTTIMALE DELL AGENTE CHIMICO Dashboards con indicazioni in tempo reale per gli operatori 7

8 DOSAGGIO OTTIMALE DELL AGENTE CHIMICO Risparmi totali e altri vantaggi Indicazioni agli operatori per ridurre il consumo di vapore Risparmi $* / anno 4.5 % sul totale Riduzione del consumo di agenti chimici per lo stesso livello di prodizione Risparmi $* / anno 36 % sul totale Report automatico delle performances della cartiera 1 giorno di lavoro di un operatore risparmiato per settimana Diffusione di una cultura di efficienza energetica tra gli operatori della cartiera Migliore consapevolezza energetica * Dati validati dal cliente 8

9 OTTIMIZZAZIONE DEL FUNZIONAMENTO DELLA TURBINA Un altro esempio di ottimizzazione nell impianto Principio del processo Ottimizzazione Procedimento Nell impianto è presente una turbina a vapore, che produce vapore per il processo ed elettricità per l impianto. A causa dell inerzia del turbo-generatore, non sempre si riesce a bilanciare la produzione con la domanda. In alcuni periodi, l elettricità deve essere importata dalla rete (ad un costo 3 volte maggiore di quello necessario a produrla internamente) Ottimizzare In altri periodi, il bilancio l elettricità tra import è esportata e export di senza elettricità, remunerazione minimizzando economica il costo medio di produzione elettrica Effettuare un analisi di sensitività su un parametro flessibile (elettricità esportata senza valorizzazione), minimizzando il costo globale dell elettricità. Parametri indipendenti Variabile flessibile (Elettricità esportata) Minimizzazione Costo globale elettricità ottimale (Include costo del combustibile, rendimento delle caldaie, rendimento delle turbine, import di elettricità) Risparmi attesi: $ / anno 8

10 OTTIMIZZAZIONE DI UNA CARTIERA IN AMERICA LATINA Conclusioni Obiettivo 1 Ridurre il consumo di vapore e quello dell agente chimico attraverso un dosaggio ottimale Risparmi Obiettivo 2 Ottimizzare l uso 270 K$ / anno 4.5% sul vapore 36% sull agente chimico del turbogeneratore, con un bilancio ottimale tra import e export di elettricità Risparmi attesi 90 K$ / anno 10

11 Energy Intelligence for Industries METRON 102 rue Réaumur, Paris (0) Federico GIACOMARRA - Energy Engineer Via Daniele Manin 35, Milan (MI), Italy federico.giacomarra@metronlab.com Energy Intelligence L intelligence for Industries énergétique All rights reserved au service des industries Tous droits réservés