Enerji dengesi - Finlandiya’daki bir kağıt hamuru fabrikasında ısı geri kazanımı

Enerji alanında kendi kendine yetebilmek

UPM-Kymmene, son 10 yıldır enerji alanında kendi kendine yeterlilik hedefine ulaşmak için çalışmaktadır. Kaukas kağıt hamuru fabrikası, 90’lı yılların sonunda büyük çaplı bir genişletme ve modernizasyon programından geçmiştir ve o zamandan beri enerji alanında kendi kendine yeterli kabul edilmektedir – bu hedef, soğutma işlemlerinden elde edilen ikincil ısının tesisin başka bölümlerinde yeniden kullanılması yoluyla gerçekleştirilmiştir. Kaukas Selüloz Fabrikası işletme müdürü Asko Paakki, fabrikada geri kazanılan enerjinin yüzde 10 ila 20’sinin tesisin diğer bölümlerinde kullanıldığını tahmin ediyor. “Enerji fazlalığı, genellikle proses buharı şeklinde kağıt fabrikalarına ve özellikle de kereste fabrikalarına satılıyor,” diyor.

“Enerji geri dönüşümü, ayrıntılı bir planlama ve bütüncül bir yaklaşım gerektirir”

Bu tür bir geri dönüşüm, tüm tesis genelinde soğutma ihtiyaçlarına ve geri kazanım imkânlarına yönelik ayrıntılı bir planlama ve bütüncül bir yaklaşım gerektirir.

Bu, bir denge kurma çabasıdır. İkincil ısı – tanımı gereği birincil ısı kaynaklarından proses akışlarına aktarılan ısı – bir ısı eşanjörü sistemi kullanılarak soğutma ve kondenzasyon sularından geri kazanılır ve tesis genelinde geri dönüştürülür. 100'den fazla ısı eşanjörü, ikincil ısıyı ihtiyaç duyulmayan yerlerden ihtiyaç duyulan yerlere aktararak fabrikada bir enerji dengesi oluşturur ve bu da Kaukas'a her yıl enerji maliyetlerinde milyonlarca avro tasarruf sağlar.

Sektör trendi

Selüloz ve kağıt endüstrisindeki trend, atık su akışlarını azaltmak ve proses verimliliğini artırmak amacıyla atık su içermeyen işletime yönelik süreçler geliştirmektir. UPM-Kymmene’nin Kaukas Selüloz Fabrikası’nda enerji ekonomisi müdürü olan Pekka Svinhufvud, bunun atık su sıcaklıklarının yükselmesine ve dolayısıyla ek soğutma ihtiyacına yol açtığını açıklıyor.

Svinhufvud, proses entegrasyonunun enerji tasarrufu sağlayan olanaklarının tesise göre büyük ölçüde farklılık gösterdiğini belirtiyor. “Bu olanaklar, proses konseptine, fabrikanın yerleşim planına ve tesisin enerji ve su dengesine bağlıdır.” Paakki, proses atık sularının biyolojik atık su arıtma tesisine gitmeden önce 70 ila 80 derece Celsius (158 ila 178 derece Fahrenheit) seviyesinden 40° C (104° F) altına soğutulması gerektiğini, çünkü mikroorganizmaların daha yüksek sıcaklıklarda hayatta kalamayacağını açıklıyor. Kaukas’ta bu ısı, bir ısı eşanjöründe doğal su kullanılarak geri kazanılmaktadır – bu, ısının basitçe atmosfere salındığı birçok kağıt hamuru ve kağıt fabrikasında kullanılan soğutma kulelerine bir alternatiftir.

Kağıt hamuru fabrikasında, evaporatörden gelen soğutma suyu, ağartma tesisinden gelen süzüntüler, soğutmadan gelen sıcak su ve gaz scrubber’ından gelen ılık su, ısı geri kazanımı için en büyük potansiyele sahiptir.

“İşbirliğimize başladığımızda, birkaç Alfa Laval ısı eşanjörüyle testler ve denemeler gerçekleştirildi. İki yıl boyunca elde ettiğimiz tatmin edici sonuçların ardından, giderek daha fazla sayıda satın aldık. Isı geri kazanımı için sürekli olarak yeni fırsatlar arıyoruz. Üretim sürecimizi hâlâ değiştirmeye devam ediyoruz ve şu anda filtratlar arası ısı alışverişi alanını inceliyoruz.” - Asko Paakki, Kaukas Kağıt Hamuru Fabrikası işletme müdürü

Isı geri kazanımının merkezinde ısı eşanjörleri

İkincil ısının geri kazanılmasını sağlamak amacıyla, daha yüksek sıcaklıklara ulaşmak üzere yeniden tasarlanan WideGap plaka ısı eşanjörlerini içeren komple yeni bir ısı geri kazanım sistemi, ana tedarikçi Alfa Laval’ın katılımıyla Finlandiya’daki UPM-Kymmene Kaukas Fabrikası’na kuruldu. Alfa Laval ayrıca verimliliği artırmak için 13 adet spiral ısı eşanjörünü yeniden tasarladı.